反制终局：最后的拼图Xray

xray 得益于 Go 语言本身的优势，没有那么多不安全的动态特性，唯一动态是一个表达式引擎（CEL)，用的时候也加了各种类型校验，和静态代码没有什么区别了，因此基本不可能实现 RCE 之类的反制效果。那么我们换个思路，有没有办法让 xray 直接无法使用呢。

无法使用有两个表现，一个是让其直接崩溃掉，效果就是如果用 xray 扫描一个恶意 server，xray 直接 panic 退出。xray 0.x.x 之前的某些版本确实有这种 bug，我当时耗费了很大的精力去这个定位问题然后开心的修掉了，这里就不细说这个点了，因为版本太老说了也没有太大意义。

另一方面呢，想想之前比较热门的 CobaltStrike 反制，做法是设法取得 CS 的通信密钥然后模拟其上线流量，Server 端会瞬间上线无数机器，使得 CS 无法正常使用。那么我们能否给 xray 喂屎，使得它能瞬间扫出无数漏洞来让正常的扫描失效呢，我顺着这个思路做了一些探索，这篇文章就来说下我在编写这样一个”反制“工具的过程中遇到的困难以及我是如何解决的。

入手

想让扫描器能扫出漏洞，只需要满足扫描器对一个漏洞的规则定义即可。xray 的 poc 部分是开源的，意味着我们可以知道 xray 在扫描时是怎么发的包，以及什么样的响应会被定义为漏洞存在。那么我们只要能定义一个 server ，让 server 按照 poc 中定义的的响应去返回数据，就可以欺骗 xray 让其认为漏洞存在！看一个最简单的例子：

rules:
    r0:
        request:
            method: GET
            path: /app/kibana
        expression: response.status == 200 && response.body.bcontains(b".kibanaWelcomeView")
expression: r0()

在这个例子中，只要让 /app/kibana 这个路由返回.kibanaWelcomeView 并且状态码是 200，就能扫出 poc-yaml-kibana-unauth 这个漏洞。这太简单了，我们只需要批量解析一下所有 poc，然后基于规则构建一下返回的数据就可以了，事实的确如此，不过过程可能稍显曲折。来看下另一个例子：

set:
 rand1: randomLowercase(10)
rules:
 r0:
  request:
   method: GET
   path: /enc?md5={{rand1}}
  expression: response.body.bcontains(bytes(md5(rand1)))
  output:
   search: 'test_yarx_(?P<group_id>w+)".bsubmatch(response.body)'
      group_id: search["group_id"]
 r1:
  request:
   method: GET
   path: /groups/{{group_id}}
  expression: response.headers["Set-Cookie"].contains(group_id, 0, 8)
expression: r0() && r1()

这个例子复杂了亿点，其复杂性主要来自于这几方面：

1. 整体存在两条规则 r0() && r1() ，且两条规则都满足才行

2. path 中存在变量，无法直接将 path 作为路由使用

3. 第二条规则的 group_id来自于第一条规则的响应进行匹配得到的值，即两条规则存在联系

4. 对响应的判断没有使用常量，而是需要将变量经过部分运算后返回给扫描器才有效

可能有同学会问，实际的 poc 真有这么复杂吗，答案是有过之而无不及。这种逻辑复杂还有层级关系的 poc 极大的阻碍了我们上面一把梭的想法。我们需要重新整理一下思路，寻找一下破局的方法。

破局

yaml poc 中的 expression 部分用于漏洞存在性判断，它是一条规则在执行过程最终的终点，从这里出发去寻找解决方案是一个不错的思路。expression 部分是由 CEL 标准定义的表达式，下面这些形式都是合法且常见的：

reponse.status != 201
response.header["token"] == "lwq"
reponse.body.bcontains(bytes(md5("yarx")))

需要反连的漏洞先不谈，宏观来讲一个响应我们可以控制的点只有4个：

• 状态码
• 响应头
• 响应体
• 响应时间

最后一个一般用于盲注检测的指标也暂时不看，其余三个就可以涵盖绝大部分的 yaml poc 的判定规则。因此对于一条 expression，我们只需要确定下列三点就可以做自动化构建：

• 修改的位置（status，body，header)
• 修改方式（contains, matches, equals)
• 修改的值（body 或 header value 等）

那么如何对每条 expression 确定这三点呢？也许简单的 case 我们可以直接用正则匹配实现，但正则解决不了诸如 reponse.body.bcontains(bytes(md5("yarx")))的情况，而这样的情况有很多，因此为了降低复杂度。我从 AST 层面入手解决了这个问题。老生常谈的做法这里就不展开了，经过一坨的遍历和分析之后，可以把表达式解析成下面的形式：

可以发现前两个的规则其实是静态的，这种静态规则我们可以在分析的时候就计算出正确的数据，然后在响应返回即可。比较棘手的是第三个例子的情况，判断条件种包含了 r1这样一个变量，这个变量由 xray 生成，在请求的某个角落被发送过来。换句话说，我们需要先获取到这个变量的值，然后才能代入到表达式中计算获取最终的结果，那么怎么获取这个变量呢？举个栗子

set:
    rand1: randomLowercase(8)
rules:
 ...
        request:
            path: /?a=md5({{rand1}})
        expression: response.body.bcontains(bytes(md5(rand1)))

当上述 poc 被加载运行时，作为服务端会收到一个类似这样的 path: /?a=md5(abcdefgh) 这里的 abcdefgh 就是我们要获取的变量的值。聪明的你不难想到，我们只需要做一个正则转换就可以实现这个目标（别忘了正则需要转义）：

Origin: /?a=md5({{rand1}})
Regexp: /?a=md5((?P<rand1>w+))

甚至基于randomLowercase(8) 这个上下文，我们可以写出一个更完美的正则:

Origin: /?a=md5({{rand1}})
Regexp: /?a=md5((?P<rand1>[a-zA-Z]{8}))

基于这个思想，我们可以把请求的各个位置都变成正则表达式，这些正则将在收到对应的请求时被执行，并将提取出的变量储存起来供表达式使用。可是，如何使用这些变量？

变量

变量是 poc 的利器，也是我们的绊脚石。不如就 ”以变制变“ 来解决变量带来的一系列问题。我在解析表达式的时候没有分析到底，而是以下面的这些函数或者运算符作为终止条件，并记下他们的参数。

• =、!=
• contains、bcontains
• matches、bmatches

这样有什么好处呢，就是可以借助表达式的部分执行 (PartialEval) 来简化分析流程。比如 contains 的参数可能是这些

"SQL Admin"
md5("koalr")
substr(md5(r1), 0, 8)

如果我头铁去解析到底，这复杂度和重写一个表达式语言差不多了。我发现这些参数实际都是合法的 CEL 表达式，当相关变量成功获取后，它们也可以被 CEL 正常执行。当表达式被执行后，它便成为了我们最喜欢的常量类型，这种只执行参数的操作就被我定义为 PartialEval 。

"SQL Admin"   => "SQL Admin"
md5("koalr")  => "f2ebd1b28583a579fe12966d8f7c6d4b"
substr(md5(r1),0,8) => "210cf7aa" # if r1 = 'admin'

接下来，我们可以将每种函数或是运算符视为一种匹配模式。比如 contains 就是让参数直接包含在响应里；再比如 matches 的参数应被视为一个正则，我们需要根据正则去生成一个假数据再填充到响应里。

"response.header['token'] == 'yarx'" => resp.Header().Set('token', 'yarx')
"'ad[m]{2}in'.bmatches(resp.body)"   => resp.Body.Write([]byte("admmin"))

这样每种模式都可以写成一个处理函数，其逻辑基本都是这样的流程：

1. 从多个地方获取变量的值
2. 把参数作为表达式执行，获取执行结果
3. 将参数做对应处理然后写入到响应

经过上面这些处理，我们就有了一堆分析好的处理函数， 离 xray poc 的逆解析又近了一步！

流程

新版的 xray 规则在最外层增加了一个 expression，可以借助它自定义执行流程，比如假设在 rules 部分定义了 4 个规则，那么 expression 可以任意的去构造：

rules: 
    r1: ...
    r2: ...
    r3: ...
    r4: ...
   
expression: r1() && r2() && r3() && r4()
expression: (r1() && r2()) || (r3() && r4())
expression: r1() || (r2() && (r3() || r4()))

我们在编写 server 时也要符合这个定义才行，比如第一个要顺序执行4条规则且全部满足才可以。而后面两个我们可以取个最短路径来简化逻辑，比如最后一个我们可以只满足 r1 即可，这其实就是大家都学过的二叉树的深度问题，取最浅的一条能到达叶子节点的路径即可。

和执行流程相关的还有动态变量的问题，就是下面的这种情况：

rules:
 r0:
  request:
   method: GET
   path: /
  expression: response.status == 200
  output:
   search: 'test_yarx_(?P<id>w+)".bsubmatch(response.body)'
        yarx_id: search["id"]
 r1:
  request:
   method: GET
   path: /{{yarx_id}}
  expression: response.status == 200
expression: r0() && r1()

在这个例子中 r1 会用到 r0 的响应中的变量。这个乍看很复杂，不过稍加思考就会发现，服务端的响应我们是完全可控的，因此我们可以将 r0 的响应在解析的时候就固定下来，xray 收到响应一定会提取出和我们一样的变量值，所以后面用到该变量的地方也可以被直接替换成常量。对于这个例子，如果固定生成的 id 是 deadbeef ，那么这个规则实际上变成了下面的写法，这样做不仅简单了，还对减少下面要说到的路由冲突的问题有很大帮助。

rules:
 r0:
  request:
   method: GET
   path: /
  expression: response.status == 200
 r1:
  request:
   method: GET
   path: /deadbeef
  expression: response.status == 200
expression: r0() && r1()

缝合

经过了前面这么多的准备工作，我们终于可以开始着手编写服务端逻辑了，这其实就是把一堆的处理逻辑缝合在一起的过程。缝合的方式很简单，就是基于路由去调用。路由信息在 poc 中已经标明了，我们只需要将规则中的 method、path、header 等提取成一个唯一的特征，利用这个唯一的特征可以映射到上面写的处理函数，进而走通流程。我起初以为这个很简单，没想到这个点耗费了我编写这个项目最多的时间，其难点在于处理路由冲突，即有些情况下没法提取出唯一的特征。

比如下面这两个 poc，他们请求部分完全相同仅仅是表达式的判断不同，请求可能会命中其中任意一个规则进行处理，这就导致只能扫出其中的某一个漏洞。

我对这类情况的处理是做一次合并，合并后的规则会包含原有的两个规则的响应处理。由于 poc 中基本都是 contains 相关的处理，因此这种合并基本都是兼容的。当然，也有不兼容的情况，比如：

这里的 status 就是不兼容的，我们不可能让一个响应既是 200 又是 401。除此之外，还有更棘手的动态路由问题：

这些 poc 的路径过于简单又包含变量，导致诸如 /admin.php 的路径可能被任意一个匹配到，这显然是不合理的。上面的两个问题困扰了我好久，我最开始是计划支持所有 xray poc 的检测的，这个问题犹如心头刺让我很难受，挣扎几日之后最终承认当前版本下这是一个无解的问题。在此过程中我尝试减少冲突的思路有：

• 动态变量的静态化

  就是上面说到的 output 的处理过程

• 变量值的再确认

  同一个变量在 poc 的一次运行中是不变的值，而变量可能在不同的规则中匹配出多次

• 调整路由顺序

  我写了一个巨大的排序规则来让 server 运行前把路由排个序，比如没有变量的要好于有变量的，path 长的好于 path 短的，包含 header 的好于不包含的以此来让静态路径优先匹配

• 添加层级判断

  就是给 poc 的运行添加状态，比如第一个请求之后应该是第二个请求，如果第二个请求没来那么第一个请求就不应该被处理

这些方法除了最后一个我都实现了，而且确实是有效。相比之下最后一点并非实现不了，而是由于其不可避免的会影响并发扫描的效率被我去掉了。尽管用了这么多的 trick，但依然无法支持所有的 poc 同时扫描，后面我也不再钻牛角，我决定将一些过于灵活的 poc 直接去掉不加载，这个策略反而大幅提升了整体的检出率。

把上面的思想包装成代码，再稍微踩点坑就诞生了 https://github.com/zema1/yarx 这个项目。截至到这篇文章写完时已经可以单端口瞬间检测出 280+ 漏洞（官方约 340个 poc)，这个数据伴随着后期的优化升级还会不断增加。

总结

我作为曾经的 xray 核心开发者做反制 xray 这种事看似有点过河拆桥，但其实 yarx 这反而有利于 xray 的发展。除了通过污染漏洞报告来 “反制” xray 外，还有至少这样两个有趣的用途：

• 做 xray-like 的漏扫的集成测试

  可以检查集成了 xray 的漏扫产品从 yaml 输入到扫描出漏洞的整个流程是否按预期工作。借助 yarx 我还真发现了几个 xray 的陈年老 bug，提了个 issue 详情在这 Issue 1493

• 做 xray 相关的蜜罐

  蜜罐类产品可以添加一个类别叫 xray-sensor，精准探测 xray 用了哪个 poc 发了什么包，感觉做成产品整个界面还挺好玩的。还有一种可行的情况是在网关处针对 xray 的扫描流量做一下转发，网关处的流量识别可以做的粗一点，比如只支持静态类型的 url 匹配，识别后再转到 yarx 进行处理，这样可以迷惑一下攻击者。

虽然这不是真正意义上的 xray 反制，但也算是填补了常见安全工具反制的一块拼图，这波是利好蓝队了。另外，文中的思路其实适用于任何扫描器，比如 nuclei 之类的也都可以用类似思路。甚至如果有同学乐意可以比社区常见的扫描器都搞一搞，扫描器没法用了才是脚本小子真正的末日（