SpringCloud Function SpEL注入漏洞分析（CVE-2022-22963）

SpringCloud Function 介紹

SpringCloud 是一套分布式系統的解決方案，常見的還有阿里巴巴的Dubbo，Fass（Function As A Service ）的底層實現就是函數式編程，在視頻轉碼、音視頻轉換、數據倉庫ETL等與狀態相關度低的領域運用的比較多。開發者無需關注服務器環境運維等問題上，專注於自身業務邏輯實現即可。

SpringCloud Function 就是Spring提供的分布式函數式編程組件。

漏洞環境搭建

通過idea新建一個Spring項目，pom中引入spring-boot-starter-web、spring-cloud-function-web，如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.6.5</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>SpringCloudDemo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>SpringCloudDemo</name>
    <description>SpringCloudDemo</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-cloud.version>2021.0.1</spring-cloud.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-function-web</artifactId>
            <version>3.2.2</version>
        </dependency>


        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
</project>

其中spring-cloud-function-web的依賴如上圖，核心實現為spring-cloud-function-core包。

先在main函數中新建兩個方法（uppercase將字符串變為大寫，reverse字符串反轉）：

當在pom中引入spring-cloud-function-web后，函數會自動添加為HTTP端點。

然后漏洞關鍵是在application.properties 或者yaml配置文件中新增一行:

spring.cloud.function.definition=functionRouter

這里的屬性spring.cloud.function.definition 表示聲明式函數組合，這個功能允許在提供屬性時使用|（管道）,或;（過濾）分隔符以聲明的方式提供組合指令。例如

--spring.cloud.function.definition=uppercase|reverse

舉例：

當配置該屬性為uppercase時，訪問根路徑提交的參數會自動被uppercase函數接受轉化為大寫：

反之若配置為reverse則默認路徑函數功能為反轉字符串：

通俗來講這個屬性就是一個默認路由， 可以手動指定相關函數，也可以使用functionRouter ，指定的方式可以是配置文件、環境變量或者啟動參數等。

functionRouter

如果設置為functionRouter則默認路由綁定的具體函數交由用戶進行控制，在 Spring Cloud Function Web里面，可以通過設置http頭的方式來控制，使用spring.cloud.function.definition 和spring.cloud.function.routing-expression 都可以，區別是后者允許使用Spring表達式語言（SpEL）。

舉例：

因為spring.cloud.function.routing-expression 允許使用SpEL表達式，所以就可能存在SpEL注入。

SpEL注入

這里簡單介紹下SpEL，Spring Expression Language 是Spring提供的具有方法調用和基本的字符串模版功能的套件。類似OGNL、MVEL、JBoss EL。

SpEL可以字符串之間進行嵌套也可以單獨使用，嵌套時使用#{}(實現ParserContext接口)。

舉例：

但因為Spel支持方法調用，所以如果使用的是StandardEvaluationContext 進行解析（默認），則可能會被濫用，如使用new ProcessBuilder('/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator').start()可觸發命令執行：

漏洞復現

既然SpringCloud Function 中的functionRouter支持SpEL那是不是存在SpEL注入呢，我們在HTTP頭中插入上面調起計算器的SpEL表達式

Payload: spring.cloud.function.routing-expression: new ProcessBuilder('/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator').start()

非常簡單粗暴，漏洞復現成功：

原理分析

在命令執行出下斷點，看下程序執行流程。

SpringCloud Function之所以能自動將函數建立http端點，是因為在包mvc.FunctionController中使用/** 監聽了get/post類型的所有端點。

1. 當一個請求進入時，程序首先基於Springboot的自動配置，將配置文件注入到functionProperties，隨后將以“WebRequestConstants.handler”為key，function為值添加到request數組里面。

2. 請求正式進入Controller節點，Controller首先會將請求使用wrapper進行包裝，wrapper就是將request轉成FunctionInvocationWrapper 格式。

3. 隨后進入processRequest 對request進行處理，執行function的apply方法，跳轉到doApply()時會對function進行判斷，判斷是不是functionRouter方法，根據咱們的配置文件此時的function為RoutingFunction.FUNCTION_NAME 既 functionRouter所以會,一路跳轉到RoutingFunction.route

4. 隨后進入else if 分支， http頭spring.cloud.function.routing-expression 不為空，則傳入其值到functionFromExpression方法。
   

5. 使用標准的StandardEvaluationContext 對header的值進行SpEL表達式解析：

后續就不用再跟下去了，至此可以發現，只要通過環境變量、配置文件或者參數等方式配置為spring.cloud.function.definition=functionRouter 即可觸發SpEL注入。

補丁分析

SpringCloud官方已經修復了此問題（https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-function/commit/0e89ee27b2e76138c16bcba6f4bca906c4f3744f）

和其他SpEL注入修復方式一樣，使用了SimpleEvaluationContext替換StandardEvaluationContext，那這個漏洞基本就算修復完成了。但因為這個commit還沒有納入版本，所以目前springcloud Function3.0以上版本仍然暴露在風險之中。

引用

• https://spring.io/projects/spring-cloud-function#overview
• https://cloud.spring.io/spring-cloud-function/reference/html/spring-cloud-function.html#_function_catalog_and_flexible_function_signatures
• https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-function/commit/0e89ee27b2e76138c16bcba6f4bca906c4f3744f
• http://itmyhome.com/spring/expressions.html

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