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Spring Frameworkのリモートコード実行脆弱性 CVE-2022-22965 (Spring4Shell) の技術解説とアップデート遅延が引き起こす具体的なリスクシナリオ

Tags: Spring Framework, RCE, CVE-2022-22965, Spring4Shell, 脆弱性管理, アップデート遅延

導入：アップデート遅延が深刻な脆弱性を露呈するリスク

現代のエンタープライズシステムにおいて、基盤となるフレームワークやライブラリのアップデートは、単なる機能追加だけでなく、セキュリティパッチの適用という重要な側面を持っています。特に、広範なシステムで利用されるオープンソースソフトウェアに深刻な脆弱性が発見された場合、その速やかな対処が組織のセキュリティ体制を大きく左右します。システムアップデートの遅延は、既知の脆弱性を攻撃者に悪用される窓口を提供し、甚大な被害につながるリスクを増大させます。

本記事では、2022年に大きな注目を集めたSpring Frameworkのリモートコード実行（RCE）脆弱性、通称「Spring4Shell」（CVE-2022-22965）に焦点を当てます。この脆弱性は、その影響範囲の広さと悪用の容易さから、Log4Shellと同様の深刻度を持つと評価されました。システム担当者がSpring Frameworkのアップデートを遅延させた場合に、具体的にどのようなリスクシナリオが想定されるのかを、技術的な側面から深く掘り下げて解説いたします。

脆弱性の技術詳細：CVE-2022-22965 (Spring4Shell)

CVE-2022-22965は、Spring Frameworkの特定のバージョンと特定の環境設定が組み合わさった場合に発生する、リモートコード実行の脆弱性です。この脆弱性は、主に以下の条件が揃った環境で悪用可能でした。

  1. Spring Framework 5.3.0〜5.3.17、または5.2.0〜5.2.19 を利用していること。
  2. JDK 9以降 で稼働していること。
  3. Apache Tomcat をServletコンテナとして利用し、WARファイル形式でデプロイされていること。
  4. Spring Frameworkの org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter に関連するクラスパス上に DataBinder オブジェクトを公開していること。具体的には、リクエストパラメータをJavaオブジェクト（Plain Old Java Object; POJO）にバインドする際に、DataBinderのプロパティを細工できること。

この脆弱性の根本原因は、Spring Frameworkのデータバインディング機能にありました。SpringのDataBinderは、HTTPリクエストのパラメータをJavaオブジェクトのプロパティに自動的にマッピングする機能を提供します。通常、アプリケーション開発者は、悪意のあるプロパティ変更を防ぐために、WebDataBinder.setAllowedFields() や WebDataBinder.setDisallowedFields() といったメソッドを用いて、バインド可能なフィールドを制限します。しかし、CVE-2022-22965は、この制限を回避し、内部的に利用されるClassオブジェクトのclassLoaderプロパティを操作することで、Tomcatのログ設定などを変更し、最終的に任意のコードを実行させることが可能でした。

より技術的に詳しく見ると、攻撃者はHTTPリクエストのパラメータを通じて、以下のようなパスをDataBinderに渡すことを試みます。 class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.pattern

これにより、Tomcatのアクセスログ設定が変更され、Webサーバ上にWebShellを書き込むためのログファイルが生成されるように仕向けられます。CWE識別子としては、CWE-917 (Improper Neutralization of Special Elements used in an Expression Language Statement ('Expression Language Injection')) や CWE-20 (Improper Input Validation) に関連する性質を持つと言えるでしょう。

悪用方法とリスクシナリオ

CVE-2022-22965の悪用は、主にHTTPリクエストのパラメータインジェクションを通じて行われます。攻撃者は、脆弱なアプリケーションに対して細工されたHTTPリクエストを送信し、DataBinderを介してTomcatの内部設定を変更します。具体的な悪用手順は以下のようになります。

  1. 悪意のあるリクエストの送信: 攻撃者は、脆弱なSpringアプリケーションに対して、class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.pattern などの特殊なパラメータを含むPOSTリクエストを送信します。これにより、Tomcatのログファイルのパスやパターン、サフィックスなどが変更され、任意のファイル名で任意のコンテンツをログファイルとしてWebサーバ上に書き込むことが可能になります。
  2. WebShellの書き込み: 攻撃者は、ログ出力のパターンを悪用して、JSPやASPなどのWebShellファイルをWebサーバの公開ディレクトリに書き込みます。例えば、pattern=%{cve202222965_shell}i のようなHTTPヘッダーを注入し、その値にWebShellのコードを含めることで、ログファイルにWebShellが書き込まれます。
  3. WebShellの実行とコマンド実行: WebShellが書き込まれると、攻撃者はブラウザからそのWebShellにアクセスし、サーバ上で任意のOSコマンドを実行できるようになります。これにより、ファイルの閲覧・編集、新しいユーザの作成、ネットワークスキャン、さらにはバックドアの設置など、システムに対する完全な制御権を獲得することが可能になります。

アップデート遅延による具体的なリスクシナリオ:

システム担当者がSpring Frameworkのパッチ適用を遅延させていた場合、以下のような深刻なリスクシナリオが現実のものとなります。

実際の事例

CVE-2022-22965は、公開されてからわずか数時間で、概念実証（PoC）コードがインターネット上で公開されました。その後、世界中のセキュリティ研究者や攻撃者によって活発なスキャン活動が観測され、実際に悪用された事例も報告されました。

特に注目すべきは、この脆弱性がLog4Shell (CVE-2021-44228) のように、比較的短期間で広範囲の攻撃に利用された点です。多くのセキュリティベンダーやCERT（例：CISA、VMware、国内のJPCERT/CC）が、PoCの公開直後から積極的に悪用を試みる攻撃活動を確認し、警戒を呼びかけました。これらの攻撃は、主に脆弱なサーバを特定するためのスキャン活動や、WebShellのアップロードを目的としたものが中心でした。

また、一部の報告では、CVE-2022-22965が悪用され、その後の攻撃でLog4jの脆弱性を利用するJNDIインジェクションと組み合わせることで、より広範なシステムへの影響拡大が試みられたケースも指摘されています。これは、複数の脆弱性を組み合わせて攻撃を高度化する手法の一例と言えます。

影響範囲と深刻度

CVE-2022-22965のCVSS v3.0 Base Scoreは9.8 (Critical) と評価されており、極めて深刻な脆弱性であることが示されています。このスコアは、攻撃の複雑度が低く（Low）、ユーザーインタラクションが不要（None）でありながら、機密性、完全性、可用性の全てにおいて完全に侵害される可能性（High）があることを意味します。

影響を受けるシステムは、上記の前提条件を満たすSpring Frameworkを利用するあらゆるWebアプリケーションです。これには、企業が開発したカスタムアプリケーション、商用パッケージ製品、さらには各種クラウドサービスの一部も含まれる可能性がありました。特に、業務基幹システムや顧客向けサービスなど、重要なデータを扱うシステムが脆弱であった場合、その影響は組織全体に及び、法的責任、経済的損失、ブランドイメージの失墜といった深刻な結果を招く恐れがありました。

推奨される対策

CVE-2022-22965に対する最も効果的かつ根本的な対策は、以下のパッチを速やかに適用することです。

これらのアップデートにより、DataBinderのプロパティアクセスに関する脆弱性が修正されます。

パッチの即時適用が困難な場合は、以下の緩和策や回避策を検討してください。

  1. JDK 8の利用: JDK 9以降の特定の機能が悪用されるため、可能であればJDK 8にダウングレードすることで脆弱性の悪用を防ぐことができます。ただし、これは一時的な回避策であり、推奨される長期的な解決策ではありません。
  2. Tomcatのpatternプロパティへのアクセス制御: TomcatのClassオブジェクトのclassLoaderプロパティへのアクセスを制限するよう、SpringアプリケーションのWebDataBinderを設定します。具体的には、setDisallowedFieldsメソッドを使用してclass.*パターンをバインド禁止フィールドに追加します。
  3. WAF/IPS/IDSによる防御: Web Application Firewall (WAF) や Intrusion Prevention System (IPS) を導入し、既知の攻撃パターン（例：class.module.classLoaderを含むリクエスト）を検知・ブロックするシグネチャを適用します。また、Intrusion Detection System (IDS) で疑わしい通信を監視し、早期に攻撃を検知できる体制を構築することも重要です。
  4. HTTPリクエストの検証強化: アプリケーションレベルで、入力値検証を徹底し、予期しないパラメータや不適切な値を含むリクエストを拒否するようにします。

脆弱性の存在や悪用を検知するためには、Webサーバのアクセスログやアプリケーションログを継続的に監視することが不可欠です。特に、Tomcatのアクセスログパターンが異常に変更されていないか、また、class.module.classLoaderといった文字列を含む疑わしいリクエストがないかを確認することが重要です。

アップデート管理の重要性

CVE-2022-22965のような重大な脆弱性は、ソフトウェアサプライチェーン全体におけるアップデート管理の重要性を改めて浮き彫りにしました。基盤となるフレームワークやライブラリの脆弱性は、アプリケーション全体のリスクに直結します。

効果的な脆弱性管理・アップデート管理のためには、以下の運用上の留意点が挙げられます。

まとめ

Spring FrameworkのCVE-2022-22965 (Spring4Shell) は、アップデートの遅延が企業システムに壊滅的な影響をもたらす典型的な事例の一つです。この脆弱性は、その技術的な特性から攻撃者が比較的容易にリモートコード実行を達成できる可能性があり、結果として不正侵入、機密情報漏洩、ランサムウェア感染、サービス停止といった多岐にわたる深刻なリスクを招きます。

本記事で解説した脆弱性の技術詳細、悪用方法、そして具体的なリスクシナリオは、読者であるセキュリティアナリストの皆様が、社内でのリスク評価やシステム担当者への説明、そして対策立案に活用できる情報を提供することを目的としています。最新の脆弱性情報を網羅的に収集・評価し、迅速かつ計画的なアップデート管理を実践することが、現代のサイバー脅威から組織を守る上で不可欠である点を改めて強調いたします。