2014年4月30日 日前，Struts2再次爆出安全漏洞，主要影响国内电商、银行、运营商等诸多大型网站和为数众多的政府网站。国外安全研究人员日前发现，Apache Struts2在处理CVE-2014-0094的漏洞补丁中存在缺陷，会被轻易绕过，可导致任意命令执行。黑客进而能够窃取到网站数据，或者对网站进行DDoS攻击。
本文盘点了近年来曝出的高危Struts2漏洞，并分析了Struts2为什么屡屡出现重大安全漏洞。
4年前就存在Struts2代码执行问题
Struts2漏洞，这里主要指的是J2EE开源框架struts2出现的命令执行漏洞，危害巨大，可导致远程执行任意系统命令，进而获取系统控制权，数据库控制权，导致信息泄露。所有使用struts2框架开发的系统都受影响。
Struts2的代码执行问题最早要追溯到2010年，当时来自Google安全Team的Meder Kydyraliev发现可以通过用unicde编码的形式绕过参数拦截器对特殊字符“#”的过滤，造成代码执行问题，官方漏洞编号S2-003，我们可以在struts2官方的漏洞公告中看到如下文字，如图：
官方给出了利用代码，但是对却忽视了这个漏洞的威力，因为官方看到Meder Kydyraliev给出的代码以为就是一个简单的bypass，没有意识到利用此漏洞可以远程执行任意命令，于是随意修改了一下过滤规则便草草了之了。当时apache官方是这样修补的，他们用正则将含有“\u0023”的请求全部过滤掉。这样的修复根本没有起到作用，因为“\u0023”在传递过程中被转义为“\\u0023”所以正则根本没匹配上，悲剧的是他们没有意识到这个问题。
好在官方终于发现了ognl表达式的威力，ognl可以调用java静态方法，struts2本身就是一个命令执行漏洞，于是他们修改了一些参数进而限制执行java静态方法。经过研究发现，他们修改了OGNL上下文中一些命名空间中的属性，比如将#_memberAccess.allowStaticMethodAccess设置为true，#context["xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution"]设置为false。但是通过unicde编码绕过过滤规则的问题依然存在。他们以为这样便万事大吉了。
漏洞频繁出现
可能是因为apache冷落了Google安全Team，没过多久，Meder Kydyraliev大神便发飙了，这次他构造了一个可以远程执行任意命令的利用代码提交给apache官方，因为之前unicode编码绕过的问题一直存在，所以还是S2-003的bypass方式，只不过这次他给出了利用ONGL调用java静态函数执行系统命令的方法，并且在他的blog当中给出了详细的分析，如图所示：
blog地址：http://blog.o0o.nu/2010/07/cve-2010-1870-struts2xwork-remote.html
所以S2-003的修复宣告失败，此漏洞编号S2-005，CVE-2010-1870。但是官方的修复却很简陋，他们重新修改了正则，封堵了Meder Kydyraliev的利用，但是始终没有从根本上解决问题，他们没有意识OGNL表达式用八进制编码依然是可以执行的，比如”\u0023”换成八进制的“\43”，再次绕过。
这次，apache官方终于意识到问题的严重性，更加严谨的改写了正则，过滤掉了出现\, @等字符的请求内容，官方修改的正则表达式，如图所示
但是struts2的问题依然存在，不知道过了多久大概是2011年，Meder Kydyraliev再次发飙(CVE-2011-3923)，他提出新的利用思路，借助action实例中的私有变量的set方法执行OGNL调用java静态方法执行任意命令。关于这个问题，其实还牵扯出好多web容器的特性，但是危害依然巨大，此漏洞编号S2-009，CVE-2011-3923，而官方依然是通过正则过滤的方式来修复此问题，官方修复如图所示
此后还出现过S2-013利用struts2标签执行ognl的方式，但是这些漏洞都相对鸡肋，影响范围也就大打折扣了。
事实上struts2框架底层是利用OGNL表达式来实现的，然而OGNL表达式的功能过于强大，导致可以直接调用java静态方法。但是官方为了防止在OGNL表达式中直接调用java静态方法，它在OGNL上下文中内置了几个命名对象。例如，#_memberAccess["allowStaticMethodAccess"]默认被设置为false，#context["xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution"]默认被设置为true。
之前的几个漏洞使官方意识到他们做的很多限制都白费，比如上面提到的这几个属性的值可以利用执行OGNL进行修改，我们不难看出上面提到的这两个漏洞都会先设置这两个属性，然后调用java静态方法。
一直到2013年，在S2-013被爆出之后，#_memberAccess["allowStaticMethodAccess"]的属性，使它没有权限被修改。这样看似从根本上解决了问题。但是他们忘记了利用java反射类来访问私有成员变量这种猥琐的方法。关于反射类这里顺带说一下，在这之前还出现过例如S2-008命令执行，不过这其实是Struts2开发模式的一个特性，严格来讲不能算是漏洞，只不过在他的处理逻辑当中用户可以控制执行OGNL，但是默认struts2的开发模式是关闭的，所以此漏洞很鸡肋。但值得一提的是一直到2014年pwntesting的一篇分析文章中给出S2-008的利用方式，真正利用java反射类修改前面那两个属性的奇技淫巧。
另外，还有另一种方法更加干脆，就是java.lang.ProcessBuilder这个类，随便new一个实例然后调用start()方法，便达到命令执行的目的。所以apache改了半天有白忙活了。
关于比较火的struts2命令执行漏洞，在就是去年7月份爆出的S2-016了。关于这个漏洞，其实是DefaultActionMapper类支持以"action:"、"redirect:"、"redirectAction:"作为导航或是重定向前缀，但是这些前缀后面同时可以跟OGNL表达式，由于struts2没有对这些前缀做过滤，导致命令执行。
一直到最近的S2-020，以及后续的补丁被绕过，又让伤痕累累的struts2火了一把，但是这次问题不是出在ognl执行上，而是换成了操控容器的classLoader属性，这个其跟前面提到的S2-009有点类似，因为struts2框架有这样一个特性，只要接受到用户提交aa=bb这样的请求时，就会通过OGNL去执行对应的setaa方法，所以当用户去提交class.classLoader….这样的参数时，当然可以操控对应classLoader的属性，至于classLoader，不同的容器有不同的属性，能够控制这些属性是很危险的，比如tomcat的docBase可以控制根目录的位置等等。
关于S2-020的修复，官方发扬了他们一贯的作风，继续使用正则表达式这种“高端“技术过滤用户请求，可惜这次又没过滤好，被人家用各种奇技淫巧绕过。就这个问题来言，我想对struts2的开发人员说，你们什么时候能够关注一下底层代码呀。至于在S2-020补丁被绕过之后的修复，官方无奈还是用正则，但是这次他们总算确认要从根本上修复框架问题，所以坐等apache出最终补丁吧。
Apache官方难辞其咎
回顾struts2的漏洞历史，我们发现官方难辞其咎，首先，开发人员安全意识不强，虽然采取了基本的安全措施，但是形同虚设。其次，官方修复力度不够，给我的感觉总像是在敷衍了事，未能从根本上解决问题。再就是，官方的开放精神确实很震撼，竟然直接将漏洞的PoC挂在官网，这样给了很多人进一步研究漏洞利用的机会，这个也是导致问题更加严重的一个原因。其实责任很明显，apache官方的问题。在这里我想提醒广大java开发人员以及系统运维人员，面对这么一个漏洞百出的框架，你还敢用吗，还是早日换掉这个危险的struts2吧!
近两年关于struts2的攻击事件频发，攻击面覆盖各大门户网站，包括向移动、电信、联通、各大网银、证券等等，因为struts2是一款功能非常强大的j2ee框架，特别是对于广大开发人员，应用非常广泛。所以一旦struts2出现0day，导致互联网上出现大面积被入侵、被拖库，信息泄露等事件。对于此问题，专家建议相关技术人员应及时更新struts2框架版本。如果有能力，最好自己去开发应用框架，避免使用开源框架。
struts2漏洞盘点
影响比较大，利用比较广泛的struts2漏洞：
2010年 S2-005
CVE-2010-1870 XWork ParameterInterceptors bypass allows OGNLstatement execution
2012年1月 S2-008
CVE-2012-0392 struts2 DevMod Remote Command Execution Vulnerability
2012年1月 S2-009
CVE-2011-3923 Struts<=2.3.1参数拦截器代码执行
2013年 5月 S2-013
CVE-2013-1966 Struts2 <= 2.3.14 includeParams属性远程命令执行漏洞
2013年7月 S2-016
CVE-2013-2251 Struts2 <= 2.3.15.1 action、redirect、redirectAction前缀远程命令执行漏洞
2014年3月 S2-020
Struts2 <= 2.3.16 DoS attacks and ClassLoader manipulation
2014年4月 S2-021
Struts2 <= 2.3.16.1 bypass patch(ClassLoader manipulation)
具体参照struts2官网提供的漏洞历史：
https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/Security+Bulletins
