【web安全】Spring boot heapdump获取信息

一、概述

 微服务是目前较为热门的技术，Spring boot 是 Spring 的一套快速配置脚手架，可以基于Spring boot 快速开发单个微服务，微服务的特点决定了功能模块分布式部署，在不同的机器上相互通过服务调用进行交互，业务流会经过多个微服务的处理和传递。

​       多个微服务下，微服务的监控显得尤为重要。Actuator组件为Spring Boot提供对应用系统的监控和管理的集成功能，可以查看应用配置的详细信息，例如自动化配置信息、创建的Spring beans信息、系统环境变量的配置信以及Web请求的详细信息等。

​       如果Actuator使用不当或者一些不经意的疏忽，可能造成信息泄露等严重的安全隐患。/heapdump作为Actuator组件最为危险的Web接口，如Actuator配置不当，攻击者可无鉴权获取heapdump堆转储文件，分析heapdump堆转储文件进一步获取敏感信息。

​       Actuator 用来对应用系统进行自省和监控的功能模块，其提供的执行器端点分为两类：

​       1.原生端点

​       2.用户自定义扩展端点

原生端点主要有：      

HTTP 方法	路径	描述
GET	/dump	获取当前应用的所有线程dump情况。当出现内存占用过高等情况下，可以帮助分析线程的使用情况，帮助定位问题。
GET	/heapdump	堆转储文件
GET	/env	获取全部环境属性
GET	/env/{name}	根据名称获取特定的环境属性值
GET	/autoconfig	提供了一份自动配置报告，记录哪些自动配置条件通过了，哪些没通过
GET	/configprops	描述配置属性（包含默认值）如何注入 Bean
GET	/beans	描述应用程序上下文里全部的 Bean，以及它们的关系
GET	/health	报告应用程序的健康指标，这些值由 HealthIndicator 的实现类提供
GET	/info	获取应用程序的定制信息，这些信息由 info 打头的属性提供
GET	/mappings	描述全部的 URI 路径，以及它们和控制器（包含 Actuator 端点）的映射关系
GET	/metrics	报告各种应用程序度量信息，比如内存用量和 HTTP 请求计数
GET	/metrics/{name}	报告指定名称的应用程序度量值
POST	/shutdown	关闭应用程序，要求 endpoints.shutdown.enabled 设置为 true（默认为 false）
GET	/trace	提供基本的 HTTP 请求跟踪信息（时间戳、HTTP 头等）

​       搭建漏洞复现环境：

二、Actuator配置不当

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/heapdump作为Actuator组件最为危险的Web接口之一，如Actuator配置不当，攻击者可无鉴权获取heapdump堆转储文件，分析heapdump堆转储文件进一步获取敏感信息。 其中 /dump 可获取线程活动的快照，  /heapdump 可获取堆转储文件。

​       堆转储文件，是Java进程在某个时间点上的内存快照。HeapDump记录有JVM中堆内存运行的情况，含Java对象、类以及线程栈以及本地变量等信息。

​       通过访问/dump 路径，返回线程活动的快照，可看到Springboot线程活动中存在RMI 监听。

访问/dump 路径，效果如下图所示：

通过访问/heapdump 路径，返回 hprof 堆转储文件压缩包。在JVisualVM 打开该堆转储文件.hprof ，将泄露站点内存信息，比如后台用户的账号密码。  

访问/heapdump 路径，效果如下图所示：

三、识别版本

 Springboot heapdump端点存在版本差异

​       Spring boot 1.x版本，默认端点为/heapdump，下载的heapdump文件包含时间以及后缀hprof。

​       Spring boot 2.x版本，默认端点为/Actuator/heapdump，需要将下载的heapdump文件加上.hprof后缀。

四、工具选择

分析堆转储文件工具有几个选择

​       JVisualVM：JDK自带工具，供开发者用于监视，故障排除。

 Eclipse MAT：Eclipse提供的一款Heap Dump分析工具，如使用Eclipse-UI内存崩溃，可使用MAT脚本解析大容量的heap dump。

IBM Heap Analyzer:IBM公司一款分析Heap Dump信息的工具，有效的列举堆的内存使用状况，帮助分析Java内存泄漏的原因。

五、OQL查询语言

因为堆转储文件里面含有大量信息，要准确找到我们想要的信息需要借助一些工具和一些查询技巧。

​       Springboot OQL 对象查询语言是一种结构化查询语言，将类当作表、对象当作记录行、成员变量当作表中的字段。通过OQL可以方便快捷的查询一些需要的信息，加快检出需要的属性值。

版本差异

​       Spring boot 1.x 版本 heapdump 查询结果存储在 java.util.Hashtable$Entry 实例键值对中：

​       Spring boot 2.x 版本 heapdump 查询结果存储在 java.util.LinkedHashMap$Entry 实例键值对中：

​       利用password关键字检索，对应的 oql 查询语句

Eclipse MAT对应查询语句

​       Spring boot 1.x:select * from java.util.Hashtable$Entry s WHERE (toString(s.key).contains("password"))

​       Spring boot 2.x:select * from java.util.LinkedHashMap$Entry s WHERE (toString(s.key).contains("password"))

六、具体步骤

此次使用JDK自带JVisualVM工具，对Heap Dump进行分析，该工具位于<JDK_HOME>/bin/目录。

JDK自带工具，如下图所示：

双击打开JVisualVM工具。

其主界面，如下图所示：

 

​       通过JVisualVM加载heapdump文件，在概要栏目系统属性处，可看到部分敏感信息泄露。

部分敏感信息泄露，如下图所示：

切换至OQL控制台标签，在输入框输入如下语句，点击执行进行查询。

select s.value.toString() from java.util.Hashtable$Entry s where /password/.test(s.key.toString())

查询结果，如下图所示:

切换至类标签，在下方输入框限制检索条件java.util.Hashtable，点击结果中第一项java.util.Hashtable$Entry

查询结果，如下图所示：

切换不同的实例进行观察，在第411项实例发现后台管理员密码明文。

管理员密码明文，效果如下图所示：

在第409项实例中进一步可看到 MySQL数据库密码。

查看MySQL数据库密码，效果如下图所示：

在查找密码上，可结合网站 /env 或 /Actuator/env 接口，检索 关键词，使用被星号 遮掩对应的属性名作为OQL过滤条件。

查看遮挡属性值，效果如下图所示：

shiroKey

​       如目标网站使用Shiro安全框架，在过滤规则输⼊org.apache.shiro.web.mgt.CookieRememberMeManager 寻找 decryptionCipherKey字段，可获取key，进而rememberMe反序列化利用。

七、防控措施

在代码白盒审计时，对Springboot项目重点检测Actuator依赖，对安全依赖及配置进行复查，建议作为漏洞检出规则加入代码扫描器。

​       在网络安全风险自查中，将/heapdump 等敏感路径加入扫描器字典。

在使用Actuator时，不正确的使用或不经意的疏忽，都会造成严重的信息泄露等安全隐患。安全的做法是引入security依赖，打开安全限制并进行身份验证。同时设置单独的Actuator管理端口并配置不对外网开放。

引入 security 依赖，打开安全限制，或禁用不需要接口，endpoints.env.enabled= false