XStream反序列化漏洞分析

XStream反序列化漏洞分析

XStream反序列化漏洞分析

把之前看的XStream反序列化漏洞分析过程做个笔记，从前期JAVA的代理模式动态代理基础知识到XStream解析流程都有记录。

代理模式

代理是设计模式中的一种，代理类为委托类提供消息预处理、消息转发、事后消息处理等功能，JAVA中代理分为三种角色：代理类、委托类、接口。

以上的定义和图片过于官方和范文化，不方便理解，这里举一个具体简单理解的实例。
用户在成都想要买电脑，成都电脑代理商和北京电脑总公司都可以买，其中的电脑代理商指的就是代理类，电脑总公司就是委托类，他两都具有卖电脑这个方法，而且成都代理商的卖电脑方法其实还是北京总公司的卖电脑方法，大致情况参考如下手动画图。

抛出以下两个问题思考：

一、为什么要通过代理商买电脑？（代理模式的意义）

1. 去北京总公司买电脑成本太高（直接调用委托类的方法太复杂）

二、通过代理商买电脑的好处？（代理模式的优势）增强作用

1. 代理商可控制价格（参数增强）
2. 同样价格代理商还送赠品（返回值增强）
3. 代理商买电脑车接车送（方法逻辑增强）

代理模式包括静态代理和动态代理

静态代理的实现：
接口：

委托类：

代理类：

测试类：

动态代理的实现

委托类：

代理类：

测试类：

动态代理调用方法时是通过代理类的invoke方法调用的

参考：
https://www.bilibili.com/video/BV1qv4y1o79t?p=366&vd_source=2ad59243ca70d5beaed54382e53e0c18
https://www.cnblogs.com/cC-Zhou/p/9525638.html

EventHandler

EventHandler类是实现了InvocationHandler的一个代理类，EventHandler的构造方法传入四个参数，重点是第一个target对象和第二个action字符串。

其invoke方法调用了invokeInternal方法

invokerInternal方法由通过反射调用了构造方法中传入的target对象的action方法。

效果就是当EventHandler作为代理类用于创建动态代理时，执行动态代理的方法时，传入EventHandler的target对象的action方法会被执行。

我们new一个EventHandler对象，并把target设置设置为ProcessBuilder对象，action设置为start，将其作为代理类新建一个动态代理程序proxy。

通过动态代理程序执行委托类的方法

XStream

XStream是一个简单的基于Java库，Java对象序列化到XML，反之亦然(即：可以轻易的将Java对象和xml文档相互转换)。

代码实现XStream 对象转换为xml：


XStream xml转换为对象：

生成payload

我们利用XStream的toXML方法，将我们构造的代理类为EventHandler的动态代理对象转化成xml形式

<dynamic-proxy><interface>HelloService</interface><handlerclass="java.beans.EventHandler"><targetclass="java.lang.ProcessBuilder"><command><string>calc</string></command><redirectErrorStream>false</redirectErrorStream></target><action>start</action></handler></dynamic-proxy>

将生成的payload利用XStream的fromXML转换成JAVA对象并调用对象中的某一个方法

整个利用过程如下：

XML—动态代理对象—利用动态代理调用委托类的方法—代理类的invoke—EventHandler的invoke—通过反射调用target的action方法—Processbuilder.start(“calc”)

以下为XStream官方发布的payload
https://x-stream.github.io/CVE-2013-7285.html

但我们生成的payload需要满足两点后才能利用成功，一是目标机器要安装我们指定的接口，二是目标服务端在使用fromXML方法将xml转化成JAVA对象后又调用了对象的任意方法，这样利用起来限制条件太多，我们利用以下payload就不需要满足以上两点，payload中的java.lang.Comparable接口是JAVA JDK中自带的所以目标机器一定会有此接口，且XStream在反序列化解<sorted-set>标签时，会调用java.lang.Comparable中的compare To方法，因此也不需要目标机器在转化后又调用对象的某一方法。

<sorted-set><dynamic-proxy><interface>java.lang.Comparable</interface><handlerclass="java.beans.EventHandler"><targetclass="java.lang.ProcessBuilder"><command><string>calc</string></command></target><action>start</action></handler></dynamic-proxy></sorted-set>

XStream流程分析

TreeUnmarshaller 树解组程序，调用mapper和Converter把XML转化成java对象，里面的start方法开始解组，convertAnother方法把class转化成java对象。

TreeMarshaller 树编组程序，调用mapper和Converter把java对象转化成XML，里面的start方法开始编组，convertAnother方法把java对象转化成XML。

以下为TreeUnmarshaller 树解组程序主要部分及各部分的一些重要方法，mapper主要是利用realClass方法将xml解析转化成class，convert将class选择相应的convert后转化成JAVA对象。

解析过程开始：TreeUnmarshaller的start方法

ReadClassType方法：若classAttribute值为空则返回标签节点的class

realClass在返回class之前会进行一步安全校验，判断返回的class是否在黑名单中，如果在黑名单中则报错。

获取到class之后利用lookupConverterForType找到对应的converter

Convert方法通过unmarshal方法将class转换成java实例对象

Ummarshal调用populateTreeMap

populateTreeMap调用putCurrentEntryIntoMap

这里调用readItem方法，并且将返回的Object对象放入target这个map中

ReadItem又获取下一个标签的class对象并将class对象转换成java对象

这次获取的标签为dynamic-proxy，因此返回的class为DynamicProxy


这里判断了一些标签内容是否为interface和handler，如果是interface就将获取的class放入interfaces这个列表，如果是handler就将代理对象赋值给handlerType

获取完class后，创建动态代理

生成EventHandler对象后将原先生成的动态代理替换

然后putCurrentEntryIntoMap方法执行完后，接着调用putAll方法

PutAll方法调用put方法

Put方法调用compare方法

compare方法又调用了compareTo方法

compareTo方法的介绍如下：

它是java.lang.Comparable的一个方法，所以相当于执行了委托类的任意方法，再后面就是动态代理机制了，调用EventHandler的invoke就可以弹出计算器了。

写在最后

今天降温了，天冷吃个火锅