Mongodb安全性初探

出自sebug security vulnerability(SSV) DB
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Mongodb,这么火的玩意其实早就想好好研究一下了。之前一直没空仔细学学新的东西,总是感觉精力不足。这次趁着买了一本书,就零零散散地在VPS上搭建、测试、看实现代码。感觉也蛮有意思的一个数据库。虽然感觉它非常简单,尤其是看代码的时候更是感觉如此。但这不也是另一个KISS的典范么,还是简单但是实用的东西最能流行。


既然都看了其实现,也不能不产出点什么。正好多年没更新博文,就简单分析一下mongodb的安全性,凑个数先。

默认配置的安全情况

在默认情况下,mongod是监听在0.0.0.0之上的。而任何客户端都可以直接连接27017,且没有认证。好处是,开发人员或dba可以即时上手,不用担心被一堆配置弄的心烦意乱。坏处是,显而易见,如果你直接在公网服务器上如此搭建mongodb,那么所有人都可以直接访问并修改你的数据库数据了。


默认情况下,mongod也是没有管理员账户的。因此除非你在admin数据库中使用db.addUser()命令添加了管理员帐号,且使用--auth参数启动mongod,否则在数据库中任何人都可以无需认证执行所有命令。包括delete和shutdown。


此外,mongod还会默认监听28017端口,同样是绑定所有ip。这是一个mongod自带的web监控界面。从中可以获取到数据库当前连接、log、状态、运行系统等信息。如果你开启了--rest参数,甚至可以直接通过web界面查询数据,执行mongod命令。


我试着花了一个晚上扫描了国内一个B段,国外一个B段。结果是国外开了78个mongodb,而国内有60台。其中我随意挑选了10台尝试连接,而只有一台机器加了管理员账户做了认证,其他则全都是不设防的城市。可见其问题还是比较严重的。


其实Mongodb本身有非常详细的安全配置准则,显然他也是想到了,然而他是将安全的任务推给用户去解决,这本身的策略就是偏向易用性的,对于安全性,则得靠边站了。


用户信息保存及认证过程

类似MySQL将系统用户信息保存在mysql.user表。mongodb也将系统用户的username、pwd保存在admin.system.users集合中。其中pwd = md5(username + ":mongo:" + real_password)。这本身并没有什么问题。username和:mongo:相当于对原密码加了一个salt值,即使攻击者获取了数据库中保存的md5 hash,也没法简单的从彩虹表中查出原始密码。


我们再来看看mongodb对客户端的认证交互是如何实现的。mongo client和server交互都是基于明文的,因此很容易被网络嗅探等方式抓取。这里我们使用数据库自带的mongosniff,可以直接dump出客户端和服务端的所有交互数据包:

[root@localhost bin]# ./mongosniff --source NET lo
sniffing 27017 

 // 省略开头的数据包,直接看看认证流程。以下就是当用户输入db.auth(username, real_passwd)后发生的交互。

127.0.0.1:34142  -->> 127.0.0.1:27017 admin.$cmd  62 bytes  id:8        8
        query: { getnonce: 1.0 }  ntoreturn: -1 ntoskip: 0
127.0.0.1:27017  <<--  127.0.0.1:34142   81 bytes  id:7 7 - 8
        reply n:1 cursorId: 0
        { nonce: "df97182fb47bd6d0", ok: 1.0 }
127.0.0.1:34142  -->> 127.0.0.1:27017 admin.$cmd  152 bytes  id:9       9
        query: { authenticate: 1.0, user: "admin", nonce: "df97182fb47bd6d0", key: "3d839522b547931057284b6e1cd3a567" }  ntoreturn: -1 ntoskip: 0
127.0.0.1:27017  <<--  127.0.0.1:34142   53 bytes  id:8 8 - 9
        reply n:1 cursorId: 0
        { ok: 1.0 }

server返回一个16位的nonce。这里每次返回的值都不相同。

server收到数据,首先比对nonce是否为上次生成的nonce,然后比对key == md5(nonce + username + pwd)。如果相同,则验证通过


由于至始至终没有密码hash在网络上传输,而是使用了类似挑战的机制,且每一次nonce的值都不同,因此即使攻击者截取到key的值,也没用办法通过重放攻击通过认证。


然而当攻击者获取了数据库中保存的pwd hash,则认证机制就不会起到作用了。即使攻击者没有破解出pwd hash对应的密码原文。但是仍然可以通过发送md5(nonce + username + pwd)的方式直接通过server认证。这里实际上server是将用户的pwd hash当作了真正的密码去验证,并没有基于原文密码验证。在这点上和我之前分析的mysql的认证机制其实没什么本质区别。当然或许这个也不算是认证机制的弱点,但是毕竟要获取mongodb的username和pwd的可能性会更大一些。


Mongodb_20110818.jpg!500.png


然而在Web的监控界面的认证中则有一些不同。当client来源不是localhost,这里的用户认证过程是基于HTTP 401的。其过程与mongo认证大同小异。但是一个主要区别是:这里的nonce并没有随机化,而是每次都是默认为"abc"


利用这个特点,如果攻击者抓取了管理员一次成功的登录,那么他就可以重放这个数据包,直接进入Web监控页面。


同样,攻击者还可以通过此接口直接暴力破解mongo的用户名密码。实际上27017和28017都没有对密码猜解做限制,但Web由于无需每次获取nonce,因此将会更为简便。


JavaScript的执行与保护

Mongodb本身最大的特点之一,就是他是使用javascript语言作为命令驱动的。黑客会比较关注这一点,因为其命令的支持程度,就是获取mongodb权限之后是否能进一步渗透的关键。


Javascript本身的标准库其实相当弱。无论是spidermonkey或者是v8引擎,其实都没有系统操作、文件操作相关的支持。对此,mongodb做了一定的扩展。可以看到,ls/cat/cd/hostname甚至runProgram都已经在Javascript的上下文中有实现。看到这里是不是已经迫不及待了?mongo shell中试一下输入ls("./"),看看返回。


等等?结果怎么这么熟悉?哈哈,没错,其实这些api都是在client的上下文中实现的。一个小小玩笑:) 那么在server端是否可以执行js呢?答案是肯定的。利用db.eval(code)——实际上底层执行的是db.$cmd.findOne({$eval: code})——可以在server端执行我们的js代码。


当然在server端也有js的上下文扩展。显然mongod考虑到了安全问题(也可能是其他原因),因此在这里并没有提供client中这么强大的功能。当然mongodb还在不断更新,长期关注这个list,说不定以后就有类似load_file/exec之类的实现。


一劳永逸解决服务端js执行带来的问题可以使用noscripting参数。直接禁止server-side的js代码执行功能。


Author: wofeiwo<wofeiwo#80sec.com>
Date: 2011-08-18
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