Android安全開發之ZIP文件目錄遍歷

ZIP壓縮包文件中允許存在“../”的字元串，攻擊者可通過精心構造ZIP文件，利用多個“../”從而改變ZIP包中某個文件的存放位置，覆蓋替換掉應用原有的文件。 ...

1、ZIP文件目錄遍歷簡介

因為ZIP壓縮包文件中允許存在“../”的字元串，攻擊者可以利用多個“../”在解壓時改變ZIP包中某個文件的存放位置，覆蓋掉應用原有的文件。如果被覆蓋掉的文件是動態鏈接so、dex或者odex文件，輕則產生本地拒絕服務漏洞，影響應用的可用性，重則可能造成任意代碼執行漏洞，危害用戶的設備安全和信息安全。比如近段時間發現的“寄生獸”漏洞、海豚瀏覽器遠程命令執行漏洞、三星預設輸入法遠程代碼執行漏洞等都與ZIP文件目錄遍歷有關。

阿裡聚安全的應用漏洞掃描服務，可以檢測出應用的ZIP文件目錄遍歷風險。另外我們發現日本電腦應急響應小組（JPCERT）給出的修複方案存在缺陷。如果使用不當（它提供的示例文檔就使用錯誤），可能起不到防止ZIP文件目錄遍歷的作用，並且國內有修複方案參考了此方案。

2、漏洞原理和風險示例

2.1 漏洞原理

在Linux/Unix系統中“../”代表的是向上級目錄跳轉，有些程式在當前工作目錄中處理到諸如用“../../../../../../../../../../../etc/hosts”表示的文件，會跳轉出當前工作目錄，跳轉到到其他目錄中。
Java代碼在解壓ZIP文件時，會使用到ZipEntry類的getName()方法，如果ZIP文件中包含“../”的字元串，該方法返回值裡面原樣返回，如果沒有過濾掉getName()返回值中的“../”字元串，繼續解壓縮操作，就會在其他目錄中創建解壓的文件。

如我們構造的ZIP文件中有如下文件：

進行解壓的代碼如下，沒有對getName進行過濾：

解壓操作時的日誌：

此ZIP文件存放在SD卡中，想讓解壓出來的所有文件也存在SD卡中，但是a_poc.txt文件卻存在了應用的數據目錄中：

2.2 風險示例

以海豚瀏覽器遠程代碼執行漏洞為例。
海豚瀏覽器的主題設置中允許用戶通過網路下載新的主題進行更換，主題文件其實是一個ZIP壓縮文件。通過中間人攻擊的方法可以替換掉這個ZIP文件。替換後的ZIP文件中有重新編譯過的libdolphin.so。此so文件重寫了JNI_OnLoad()函數：

此so文件以“../../../../../../../../../../data/data/mobi.mgeek.TunnyBrowser/files/libdolphin.so”的形式存在惡意ZIP文件中。海豚瀏覽器解壓惡意ZIP文件後，重新的libdolphin.so就會覆蓋掉原有的so文件，重新運行海豚瀏覽器會彈出Toast提示框：

能彈出Toast說明也就可以執行其他代碼。

這裡分析下此漏洞產生的原因是：
1、主題文件其實是一個ZIP壓縮包，從伺服器下載後進行解壓，但是解壓時沒有過濾getName()返回的字元串中是否有“../”：

2、動態鏈接庫文件libdolphin.so，並沒有放在應用數據的lib目錄下，而是放在了files目錄中：

載入使用的地方是com.dolphin.browser.search.redirect包中的SearchRedirector：

應用使用的是System.load()來載入libdolphin.so而非System.loadLibrary()，在Android中，System.loadLibrary()是從應用的lib目錄中載入.so文件，而System.load()是用某個.so文件的絕對路徑載入，這個.so文件可以不在應用的lib目錄中，可以在SD卡中，或者在應用的files目錄中，只要應用有讀的許可權目錄中即可。

在files目錄中，應用具有寫入許可權，通過網路中間人攻擊，同時利用ZIP文件目錄遍歷漏洞，替換掉文件libdolphin.so，達到遠程命令執行的目的。

應用的lib目錄是軟鏈接到了/data/app-lib/應用目錄，如果libdolphin.so文件在lib目錄下就不會被覆蓋了，第三方應用在執行時沒有寫入/data/app-lib目錄的許可權：

3、JPCERT修複方案的研究

在研究中我們發現JPCERT提供的修複方案存在缺陷。它是利用Java的File類提供的getCanonicalPath()方法過濾掉zipEntry.getName()返回的字元串中所包含的“../”，然後檢查這個字元串是否是以要解壓到的目標目錄字元串為開頭，如果是，返回getCanonicalPath()獲取到的字元串，如果不是，則拋出異常：

但是在JPCERT給出的示例代碼中，對validateFilename()的調用對於APP來說不會達到防止任意目錄遍歷的目的：

其使用“.”，作為要解壓到的目的目錄，“.”表示當前目錄，經測試APP進程的當前工作目錄是根目錄“/”：

查看進程狀態，得到的APP進程的當前工作目錄cwd是鏈接到了根目錄：

如下的Demo，如果採用JPCERT示例中validateFilename(entry.genName(), “.”)的調用方式，還是會產生目錄遍歷讀到系統配置文件：

讀到的hosts文件內容：

正確的調用validateFilename()形式是傳入的要解壓到的目的目錄不要用“.”，而是指定一個絕對路徑。

4、阿裡聚安全對開發者建議

1 對重要的ZIP壓縮包文件進行數字簽名校驗，校驗通過才進行解壓。
2 檢查Zip壓縮包中使用ZipEntry.getName()獲取的文件名中是否包含”../”或者”..”，檢查”../”的時候不必進行URI Decode（以防通過URI編碼”..%2F”來進行繞過），測試發現ZipEntry.getName()對於Zip包中有“..%2F”的文件路徑不會進行處理。
3 在應用上線前使用阿裡聚安全的安全掃描服務，儘早發現應用的安全風險。

阿裡聚安全掃描器建議修複方案：
在使用java.util.zip包中ZipInputStream類的進行解壓操作時，進行檢查，示例如下：