.NET Remoting反序列化升级版之TypeFilterLevel.Low模式无文件payload任意代码执行

发布于2024年8月26日2025年7月19日作者:cve-20

.NET Remoting反序列化升级版之TypeFilterLevel.Low模式无文件payload任意代码执行

王cb 看雪学苑 2024-08-25 18:02

这篇文章的目的是介绍一款基于James Forshaw的.NET Remoting反序列化工具升级版在TcpServerChannel的TypeFilterLevel.Low模式无文件payload任意代码执行poc的开发心得。

简介

笔者的项目解决了原James Forshaw项目在TcpServerChannel的TypeFilterLevel.Low模式默认配置下无法实现利用的问题,实现了无文件payload任意代码执行,解除了在代码访问安全(CAS)机制下ILease对象需要10分钟才能触发GC调用payload的限制。

.NET Remoting的应用程序通道介绍

使用.NET Remoting的应用程序可以选择使用TCP、IPC和HTTP信道。James Forshaw编写了一个针对TCP和IPC信道进行测试和漏洞利用的出色工具。

命名空间分别为System.Runtime.Remoting.Channels.Http、System.Runtime.Remoting.Channels.Tcp、System.Runtime.Remoting.Channels.Ipc

其中不同协议用处不同：

IpcChannel用于本机之间进程传输基于命名管道，使用ipc协议传输比HTTP、TCP速度要快的多，但是只能在本机传输，不能跨机器，本文不讲。

TcpChannel基于tcp传输，将对象进行二进制序列化之后传输二进制数据流，比http传输效率更高。

HttpChannel基于http传输，将对象进行soap序列化之后在网络中传输xml，兼容性更强。

.NET Remoting的应用程序利用场景介绍

这些Channel及其子类所创建实例的TypeFilterLevel字段是否为Full。其实为Low的时候James Forshaw项目ExploitRemotingService也可以利用，但是要设置ConfigurationManager.AppSettings.Set(“microsoft:Remoting:AllowTransparentProxyMessage”, false)这个全局非默认配置。

TypeFilterLevel字段是如果为Full意味着支持无限制的反序列化使用工具ExploitRemotingService，通过它的raw参数我们可以发送原始binary数据。使用ysoserial.net生成base64的就可以实现利用。

但是对于TcpChannel的之类TcpServerChannel的TypeFilterLevel.Low模式默认配置下James Forshaw并没有给出可行的利用方案.这种模式在反序列化客户端传来的数据包的时候使用代码访问安全(CAS)机制禁用了反序列化操作危险函数调用。

.NET中定义了大约30个代码访问安全(CAS)权限，可以被用来准予或者拒绝程序集代码的运行。每个权限定义了对重要资源如注册表、文件或文件夹等进行访问的控制规则，对程序集授予信任意味着授予它一些必要的权限以使它能正常运行。

在CLR中，CAS机制用在以下两种情况中：

在程序集装载期间，CLR授予它一些权限。
当代码请求执行某个重要操作时，CLR必须验证包含这个代码的程序集具备适当的权,否则抛出异常终止接下来的代码执行,笔者讨论的这种模式只允许了SerializationFormatter权限调用。

CAS机制对即使是异步触发的调用也会记录当前调用的栈帧,对异步触发的调用沿用触发调用的栈帧,启用相同的保护机制.在反序列化工作完成后,由调用函数恢复原保护状态,可以以之前的状态继续执行代码,直到下次反序列化消息触发CAS。

对于客户端可操作的服务器端MBR(MarshalByRefObject)对象,该对象包含一个服务器端URL路径用于标识服务器端对象,生成整个对象唯一的候选者是InitializeLifetimeServer或GetLifetimeService方法，它们返回实现ILease接口的MBR。但我注意到ILease接口有一个Register方法，它接受一个实现ISponsor接口的对象。

如果你在客户端用服务器的生存期服务注册了一个MBR对象，那么当服务器想要检查该对象是否应该被销毁时，它会调用ISponsor:：Renewal方法，这给了我们回调的机会。虽然该方法不返回对象，但我们可以在内部的Hashtable中抛出异常并利用该服务端反序列化操作。

这种方式是一个可以利用的方案但存在问题。

Renewal对像调用仅在GC生存期计数器到期时发生，默认超时时间为从上次调用服务器算起约10分钟。这意味着我们的漏洞利用只会在某个漫长的、可能不确定的时间点运行。这就像等待GC运行以执行终结器一样令人沮丧,不能手动触发。这种触发效果并不理想。

扩展ysoserial.net反序列化工具

本文讨论的反序列化实际操作对象仅限于BinaryFormatter,这个对象有个FilterLevel属性默认是TypeFilterLevel.Full,当然也可以手动指定,或者在构造函数继承默认通道配置。

当ysoserial.net提供的一种BinaryFormatter反序列化方案,执行不支持反序列化接口,比如linq委托基于ActivitySurrogateSelector自定义代理实现,这个需要开启microsoft:WorkflowComponentModel:DisableActivitySurrogateSelectorTypeCheck选项默认不支持,并不推荐。

还有一种方法是基于SessionSecurityToken或者DataSet的嵌套类型反序列化,可以在嵌套执行过程中创建新的BinaryFormatter对象FilterLevel属性TypeFilterLevel.Full反序列化嵌套的内部数据流。

但是即使开启了TypeFilterLevel.Full模式,由于在通道消息的入口已经开启了CAS限制,后续的反序列化操作都要受到这个限制的影响。

一种可行的方案是基于SortedSet接口内部嵌套的Comparison比较委托的。

如果是系统自带的类型Comparison比较委托是可以被序列化的,其类型的_invocationList委托实现是可以被一个自定义系统自带多播委托替换的,笔者修改了一下原有实现Process.Start改为Assembly.UnsafeLoadFrom绕过CAS限制。

只需要指定一个c++.net的dll就可以在它的DllMain函数入口执行任意代码,dll可以为任意普通用户可写路径,缺点是这些文件必须在目标服务器端存在,或者smb文件,但是如果无法达到这个要求能否实现rce呢,笔者发现了一种无文件rce绕过方法,具体请看下一节。

无文件payload任意代码执行绕过CAS限制在TypeFilterLevel.Low模式

笔者使用的这种绕过方法结合了SortedSet和Xaml脚本各自的优缺点,由于CAS限制SortedSet对于调用的委托函数只能指定一个或者两个相同类型参数,存在限制问题,而且无法对操作返回值进行后续的操作。

Xaml脚本采用反射类型函数调用目标函数InvokeMember实现,但是CAS会检查目标函数是否包含INVOCATION_FLAGS_RISKY_METHODE标志即是否为危险函数终止操作.这就为原来Xaml调用链带来的限制,但并不代表不可行,通过研究参数的目标对象所有的支持函数后,笔者发现了一个可行的调用链。

具体方法是构造SortedSet反序列化类型参数为2个byte数组,即一个需要进行反射程序集的dll和它的pdb文件二进制数据,调用Assembly.Load(byte[] rawAssembly, byte[] rawSymbolStore)进行第一次调用,只需要把比较函数替换成Array.LastIndexOf这个不会引起报错,调用成功后目标托管程序集加载进入服务端的AppDomain中。

需要注意的加载的二进制数据只能是托管程序集,不能是非托管或者混合c++.net的dll程序集加载会报错,但是这个操作加载完成后并不能直接对加载完成的程序集进行操作,这里就需要用到第二步的Xaml脚本加载技术,只需要替换SortedSet重载委托为XamlReader.Parse即可。

这样生成的Xaml脚本就可以解析了,即使在xaml资源文件中自定义Byte数组直接调用Assembly.Load(byte[] raw)进行加载托管程序集是无法绕过CAS危险函数限制的,利用之前SortedSet可以先把程序集加载进来,但是枚举AppDomain中已加载的程序集是可行的。

之前调用TypeConfuseDelegateGadgetAsm已经把程序集加载进AppDomain但是无法知道这个要加载的程序集的索引,尽管如此在服务器端环境可预知的情况下,服务器启动后所加载的程序集总数一般是已知的,只需要对这种总数+1的顺序开始暴力尝试搜索就能找到这个加载程序集进行操作,即使搜索失败下个操作也可以正常进行,对于搜索程序集通过linq比较形式实现比较麻烦,有兴趣的读者可以自行尝试。

xaml中ObjectDataProvider这里调用Assembly.GetTypes是可行的,但是对于原项目中Type.InvokeMember这种激活方式就被拒绝了,通过尝试不同的Type类型的可支持调用后,笔者找到一个方式GetProperty得到属性后调用GetCustomAttributes,会加载这个属性Attribute的构造函数实现代码执行,也就是上面看到的代码MyattrFakeAtribute的构造函数。

这里需要需要修复的2个地方是Xaml生成序列化ResourceDictionary对象内部的数据HashTable是乱序排列的,导致ObjectDataProvider执行顺序有问题,可以通过一个自定义的IEqualityComparer比较接口修复,第二个问题是ObjectDataProvider其属性MethodParameters默认不会进入序列化后的数据中,可以通过FixObjectDataProvider反射添加DesignerSerializationVisibilityAttribute.Content属性修复。

在这个调用中创建一个悬挂的ClassFake类对象,然后创建一个新线程延迟2秒触发GC.Collect这样会调用ClassFake的析构函数。

由于是延迟触发的关系,服务器端已经完成了客户端数据的反序列化操作CodeAccessPermission.RevertPermitOnly已经被执行了,而且ClassFake的析构函数是在GC的线程中触发的可以绕过CAS的检查,最终实现任意代码的执行。

整个触发过程只要2秒,相对于原方式GC触发ISponsor:：Renewal需要10分钟相比,比较理想。

至此已经解决了TcpServerChannel的TypeFilterLevel.Low模式默认配置下无法实现利用的问题,笔者的poc运行后可以实现以服务端权限执行任意代码。