关于路由器的CGI漏洞分析及挖掘

本文主要记述了CGI的含义，以及常见网络设备中使用的CGI框架与流程，最后通过DLINK和Netgear两款路由器的CGI漏洞介绍当前常见的CGI漏洞挖掘和分析流程。

CGI是什么

到目前为止，实现动态Web页面有4种技术可供选择：CGI，ASP，PHP和JSP。本节记述关于路由器CGI相关知识。

早期的Web服务器，只能响应浏览器发来的HTTP静态资源的请求，并将存储在服务器中的静态资源返回给浏览器。随着Web技术的发展，逐渐出现了动态技术，但是Web服务器并不能够直接运行动态脚本，为了解决Web服务器与外部应用程序（CGI程序）之间数据互通，于是出现了CGI（Common Gateway Interface）通用网关接口。简单理解，可以认为CGI是Web服务器和运行其上的应用程序进行“交流”的一种约定。
CGI不是一门编程语言。它是网页的表单和你写的程序之间通信的一种协议。可以用任何语言写一个CGI脚本，这些语言只要能接收输入输出信息，读取环境变量。所以，几乎所有的编程语言都能写一个CGI脚本，例如：python ，C，甚至是shell脚本。

典型的CGI脚本做了如下的事情：

• 读取用户提交表单的信息

• 处理这些信息

• 输出，返回html响应

设备CGI分析

目前IOT设备主要有三个WebServer：httpd，thttpd和Boa。httpd是最简单的一个Web Server，它的功能最弱，不支持认证，不支持CGI。Thttpd和Boa都支持认证、CGI等，功能都比较全。

Boa

Boa 是一个单任务的http服务器，源代码开放、性能高。Boa 是一个单任务 HTTP 服务器。这意味着与传统的 Web 服务器不同，它不会为每个传入的连接 fork，也不会 fork自身的许多副本来处理多个连接。它在内部多路复用所有正在进行的 HTTP 连接，并且只为 CGI 程序（必须是单独的进程）、自动目录生成和自动文件压缩进行 fork。

源码分析

在Boa官网下载源码。
Boa首先会调用 process_option_Iine()将一些头部信息填写到request结构中完成这些环境变量的设置，随后 process_header_end()会对用户进行验证。如果验证通过则判断request结构中的is_cgi，非0则是CGI程序，调用 init_cgi()函数进行处理，为0则是静态页面，调用init_get()函数进行处理。

init_cgi
boa程序在解析请求头的收尾函数process_header_end中，translate_uri函数会解析请求的虚拟路径.

 * Name: init_cgi
 *
 * Description: Called for GET/POST requests that refer to ScriptAlias
 * directories or application/x-httpd-cgi files.  Ties stdout to socket,
 * stdin to data if POST, and execs CGI.
 * stderr remains tied to our log file; is this good?
 *
 * Returns:
 * 0 - error or NPH, either way the socket is closed
 * 1 - success

init_cgi首先通过调用 create_common_env()，complete_env()完成对CGI环境变量的设置

translate_uri函数中的init_script_alias函数，负责解析ScriptAlias请求，设置请求cgi类型，查看文件是否存在以及具有相关权限。
然后CGI会execve执行相应的程序。

if (req->cgi_type) {
            char *aargv[CGI_ARGC_MAX + 1];
            create_argv(req, aargv);
            execve(req->pathname, aargv, req->cgi_env);
        } else {
            if (req->pathname[strlen(req->pathname) - 1] == '/')
                execl(dirmaker, dirmaker, req->pathname, req->request_uri,
                      (void *) NULL);

固件分析

这里分析vivetok摄像头固件，该摄像头的web是基于Boa进行二次开发的。

uhttpd

uHTTPd作为OpenWrt中默认的HTTP服务器，主要是用来配合LuCI Web接口方便OpenWrt设备的管理，luci就是一个网页界面，包含openwrt配置页面。以cgi的方式被web服务器调用并渲染页面，语言采用lua，支持CGI、Lua和UBUS完成对请求的处理。在IoT设备上使用OpenWrt比较常见的情况是，结合uhttpd使用LuCI框架编写lua处理脚本。

源码分析

下载 uhttpd源代码
首先在uh_handle_request中解析接收到的请求头

void uh_handle_request(struct client *cl)
{
    struct http_request *req = &cl->request;
    struct dispatch_handler *d;
    char *url = blobmsg_data(blob_data(cl->hdr.head));
    char *error_handler, *escaped_url;

    blob_buf_init(&cl->hdr_response, 0);
    url = uh_handle_alias(url);

    uh_handler_run(cl, &url, false);
    if (!url)
        return;

    req->redirect_status = 200;
    d = dispatch_find(url, NULL);
    if (d)
        return uh_invoke_handler(cl, d, url, NULL);

    if (__handle_file_request(cl, url))
        return;

    if (uh_handler_run(cl, &url, true)) {
        if (!url)
            return;

        uh_handler_run(cl, &url, false);
        if (__handle_file_request(cl, url))
            return;
    }

    req->redirect_status = 404;
    if (conf.error_handler) {
        error_handler = alloca(strlen(conf.error_handler) + 1);
        strcpy(error_handler, conf.error_handler);
        if (__handle_file_request(cl, error_handler))
            return;
    }

    escaped_url = uh_htmlescape(url);

    uh_client_error(cl, 404, "Not Found", "The requested URL %s was not found on this server.",
                    escaped_url ? escaped_url : "");

    if (escaped_url)
        free(escaped_url);
}

使用dispatch_find函数根据请求的url找到合适的dispatch_handler,cgi_prefix在/etc/config/uhttpd配置文件中的默认值为/cgi-bin，并且程序在main函数中默认添加了cgi_dispatch,当请求的url通过check_cgi_path函数校验，则会调用cgi_handle_request函数回调cgi_main函数execl执行对应的CGI程序

static void cgi_handle_request(struct client *cl, char *url, struct path_info *pi)
{
    unsigned int mode = S_IFREG | S_IXOTH;
    char *escaped_url;

    if (!pi->ip && !((pi->stat.st_mode & mode) == mode)) {
        escaped_url = uh_htmlescape(url);

        uh_client_error(cl, 403, "Forbidden",
                "You don't have permission to access %s on this server.",
                escaped_url ? escaped_url : "the url");

        if (escaped_url)
            free(escaped_url);

        return;
    }

    if (!uh_create_process(cl, pi, url, cgi_main)) {
        uh_client_error(cl, 500, "Internal Server Error",
                "Failed to create CGI process: %s", strerror(errno));
        return;
    }

    return;
}

struct dispatch_handler cgi_dispatch = {
    .script = true,
    .check_path = check_cgi_path,
    .handle_request = cgi_handle_request,
};

执行CGI程序：

static void cgi_main(struct client *cl, struct path_info *pi, char *url)
{
    const struct interpreter *ip = pi->ip;
    struct env_var *var;

    clearenv();
    setenv("PATH", conf.cgi_path, 1);

    for (var = uh_get_process_vars(cl, pi); var->name; var++) {
        if (!var->value)
            continue;

        setenv(var->name, var->value, 1);
    }

    if (!chdir(pi->root)) {
        if (ip)
            execl(ip->path, ip->path, pi->phys, NULL);
        else
            execl(pi->phys, pi->phys, NULL);
    }

    printf("Status: 500 Internal Server Error\r\n\r\n"
           "Unable to launch the requested CGI program:\n"
           "  %s: %s\n", ip ? ip->path : pi->phys, strerror(errno));
}

CGI漏洞

D-LINK SERVICE.CGI远程命令执行漏洞

2018年1月17日，CNVD公开了D-LinkDIR 615/645/815 service.cgi远程命令执行漏洞（CNVD-2018-01084）。

D-Link DIR 615/645/815路由器1.03及之前的固件版本存在远程命令执行漏洞。该漏洞是由于service.cgi中拼接了HTTP POST请求中的数据，造成后台命令拼接，导致可执行任意命令。

下载固件

先解压，再使用binwalk分析固件

$ unzip DIR-645_FIRMWARE_1.03.ZIP  
Archive:  DIR-645_FIRMWARE_1.03.ZIP
  inflating: dir645_FW_103.bin       

$ binwalk -Me dir645_FW_103.bin 

Scan Time:     2021-08-12 23:03:41
MD5 Checksum:  12a10a6a2fe96e0b7a50c2babd714e3d
Signatures:    410

DECIMAL       HEXADECIMAL     DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
0             0x0             DLOB firmware header, boot partition: "dev=/dev/mtdblock/2"
112           0x70            LZMA compressed data, properties: 0x5D, dictionary size: 33554432 bytes, uncompressed size: 4237576 bytes
1441904       0x160070        PackImg section delimiter tag, little endian size: 3169792 bytes; big endian size: 6172672 bytes
1441936       0x160090        Squashfs filesystem, little endian, version 4.0, compression:lzma, size: 6170670 bytes, 2216 inodes, blocksize: 262144 bytes, created: 2012-10-09 10:24:09


Scan Time:     2021-08-12 23:03:43
MD5 Checksum:  0eab4114d12c97a4a1ff29d0d307d6da
Signatures:    410

DECIMAL       HEXADECIMAL     DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
1571792       0x17FBD0        MySQL ISAM index file Version 8
1621686       0x18BEB6        PGP RSA encrypted session key - keyid: 801000 4C RSA Encrypt-Only 1024b
3149062       0x300D06        PGP RSA encrypted session key - keyid: 801000 3A RSA Encrypt-Only 1024b
3149250       0x300DC2        PGP RSA encrypted session key - keyid: 801000 3A RSA Encrypt-Only 1024b
3338272       0x32F020        Linux kernel version 2.6.33
3398624       0x33DBE0        CRC32 polynomial table, little endian
3803284       0x3A0894        Neighborly text, "NeighborSolicitstunnel6 init(): can't add protocol"
3803304       0x3A08A8        Neighborly text, "NeighborAdvertisementst add protocol"
3808047       0x3A1B2F        Neighborly text, "neighbor %.2x%.2x.%.2x:%.2x:%.2x:%.2x:%.2x:%.2x lost on port %d(%s)(%s)"

逆向cgibin

使用IDA逆向cgibin文件

$ file cgibin                               
cgibin: ELF 32-bit LSB executable, MIPS, MIPS32 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-uClibc.so.0, stripped

查看servicecgi_main函数，我们可以看到servicecgi_main调用了lxmldbc_system函数，

此函数调用了system函数。

接下来该漏洞的成因。
在servicecgi_main中先判断请求的方法，只处理get和post

在servicecgi_main中可以处理EVENT,SERVICE,ACTION三个类型的form表单参数域。servicecgi_main会把这三个表单域参数存储在特定区域，然后进行event,service,action的处理。

在处理event请求时没有对EVENT值做必要的处理，然后进入loc_40D038模块，在模块中调用了lxmldbc_system函数，进而调用了system函数。

而lxmldbc_system会调用system执行command，而且是没有任何过滤的，那就存在命令注入的风险了。

Netgear CVE-2016-6277

NETGEAR R6250在1.0.4.6.Beta之前，R6400在1.0.1.18.Beta之前，R6700在1.0.1.14.Beta，R6900，R7000在1.0.7.6.Beta之前，R7100LG在1.0.0.28.Beta之前，R7300DST在1.0.0.46.Beta之前，1.0.1.8.Beta之前的R7900、1.0.3.26.Beta，D6220，D6400，D7000之前的R8000，以及可能的其他路由器，允许远程攻击者通过shell在 cgi-bin/ 的路径中执行任意命令。

下载Netgear R7000固件

使用binwalk解析固件，使用IDA分析httpd文件
通过漏洞提示信息在IDA中查找到对应字符串

查看v51的来源

可以看到v51是v19拷贝来的

接着溯源可以看到v19来自v12，v12来自v6,v6是一个URL，这也就和上文对应了起来

所以这里是一个因为对命令没有过滤的命令注入漏洞。

参考链接：

常见嵌入式Web服务器CGI处理功能简要分析：https://larry.ngrep.me/2020/02/03/iot-web-server-cgi-handler-analysis/

D-LINK SERVICE.CGI远程命令执行漏洞：
https://www.freebuf.com/articles/terminal/164680.html