浅谈java反序列化工具ysoserial
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浅谈java反序列化工具ysoserial相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前言
关于java反序列化漏洞的原理分析，基本都是在分析使用Apache Commons Collections这个库，造成的反序列化问题。然而，在下载老外的ysoserial工具并仔细看看后，我发现了许多值得学习的知识。
至少能学到如下内容:
不同反序列化payload玩法灵活运用了反射机制和动态代理机制构造POC
java反序列化不仅是有Apache Commons Collections这样一种玩法。还有如下payload玩法:
CommonsBeanutilsCollectionsLogging1所需第三方库文件: commons-beanutils:1.9.2，commons-collections:3.1,commons-logging:1.2 CommonsCollections1所需第三方库文件: commons-collections:3.1 CommonsCollections2所需第三方库文件: commons-collections4:4.0 CommonsCollections3所需第三方库文件: commons-collections:3.1(CommonsCollections1的变种) CommonsCollections4所需第三方库文件: commons-collections4:4.0(CommonsCollections2的变种) Groovy1所需第三方库文件: org.codehaus.groovy:groovy:2.3.9 Jdk7u21所需第三方库文件: 只需JRE版本 <= 1.7u21 Spring1所需第三方库文件: spring框架所含spring-core:4.1.4.RELEASE,spring-beans:4.1.4.RELEASE
上面标注了payload使用情况下所依赖的包，诸位可以在源码中看到，根据实际情况选择。
通过对该攻击代码的分析，可以学习java的一些有意思的知识。而且，里面写的java代码也很值得学习，巧妙运用了反射机制去解决问题。老外写的POC还是很精妙的。
准备工作
在github上下载ysoserial工具。使用maven进行编译成Eclipse项目文件，mvn eclipse:eclipse。要你联网下载依赖包，请耐心等待。如果卡住了，停止后再次执行该命令。
导入后，可以看到里面有8个payload。其中ObjectPayload是定义的接口，所有的Payload需要实现这个接口的getObject方法。下面就开始对这些payload进行简要的分析。
payload分析
1. CommonsBeanutilsCollectionsLogging1
该payload的要求依赖包挺多的，可能碰到的情况不会太多，但用到的技术是极好的。对这个payload执行的分析，请阅读参考资源第一个的分析文章。
先直接看代码：
第一行代码final TemplatesImpl templates = Gadgets.createTemplatesImpl(command);创建了TemplatesImpl类的对象，里面封装了我们需要的命令执行代码。而且是使用字节码的形式存储在对象属性中。
下面就具体分析下这个对象的产生过程。
(1) 利用TemplatesImpl类存储危险的字节码
在产生字节码时，用到了JDK中javassist类。具体了解可以参考这篇博客http://www.cnblogs.com/hucn/p/3636912.html。
下面是我编写的一个简单的样例程序，便于理解:
上述代码首先获取到class定义的容器ClassPool，并找到了我自定义的Point类，由此生成了cc对象。这样就可以开始对类进行修改的任意操作了。而且这个操作是直接写字节码。这样可以绕过许多安全机制，正像工具中注释说的:
// TODO: could also do fun things like injecting a pure-java rev/bind-shell to bypass naive protections
后面的操作便是利用我自定义的模板类Point，生成新的类名，并使用insertAfter方法插入了恶意java代码，执行命令。有兴趣的可以再详细了解这个类的用法。这里不再赘述。
这段代码运行后，会在当前目录生成字节码(class文件)。使用java反编译器可看到源码，在原始模板类中插入了恶意静态代码，而且以字节码的形式直接存储。命令行直接运行，可以执行弹出计算器的命令：
现在看看老外工具中，生成字节码的代码为：
根据以上样例分析，可以清楚看见:前面几行代码，即生成了我们需要的插入了恶意java代码的字节码数据。该字节码其实可以看做是一个类(.class)文件。final byte[] classBytes = clazz.toBytecode();将其转成了二进制数据进行存储。
Reflections.setFieldValue(templates, "_bytecodes", new byte[][] {classBytes,ClassFiles.classAsBytes(Foo.class)});这里又来到了一个有趣知识，那就是java反射机制的强大。ysoserial工具封装了使用反射机制对对象的一些操作，可以直接借鉴。
具体可以看看其源码，这里在工具中经常使用的Reflections.setFieldValue(final Object obj, final String fieldName, final Object value);方法，便是使用反射机制，将obj对象的fieldName属性赋值为value。反射机制的强大之处在于：
可以动态对对象的私有属性进行改变赋值，即：private修饰的属性。动态生成任意类对象。
于是，我们便将com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl类生成的对象templates中的_bytecodes属性，_name属性，_tfactory属性赋值成我们希望的值。
重点在于_bytecodes属性，里面存储了我们的恶意java代码。现在的问题便是：如何触发加载我们的恶意java字节码？
(2) 触发TemplatesImpl类加载_bytecodes属性中的字节码
在TemplatesImpl类中存在执行链:
这在ysoserial工具中的注释中是可以看到的。在源码中，我们从TemplatesImpl.getOutputProperties()开始跟踪，不难发现上面的执行链。最终会在getTransletInstance方法中看到如下触发加载自定义ja字节码部分的代码:
#!javaprivate Translet getTransletInstance()throws TransformerConfigurationException { ............. if (_class == null) defineTransletClasses();//通过ClassLoader加载字节码，存储在_class数组中。 // 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();//新建实例，触发恶意代码。 ............
在defineTransletClasses()方法中，会加载我们之前存储在_bytecodes属性中的字节码(可以看做类文件)，进而返回类的Class对象，存储在_class数组中。下面是调试时候的截图：
可以看到在defineTransletClasses()后，得到类的Class对象。然后会执行newInstance()操作，新建一个实例，这样便触发了我们插入的静态恶意java代码。如果接着单步执行，便会弹出计算器。
通过以上分析，可以看到：
只要能够自动触发TemplatesImpl.getOutputProperties()方法执行，我们就能达到目的了。 (3) 利用BeanComparator比较器触发执行
我们接着看payload的代码：
很简单，将PriorityQueue(优先级队列)插入两个元素，而且需要一个实现了Comparator接口的比较器，对元素进行比较，并对元素进行排队处理。具体可以看看PriorityQueue类的readObject()方法。
从对象反序列化过程原理，可以知道会首先调用该对象readObject()。当然在序列化过程中会首先调用该对象的writeObject()方法。这两个方法可以对比着看，方便理解。
首先，在序列化PriorityQueue类实例时，会依次读取队列中的对象，并放到数组中进行存储。queue[i] = s.readObject();然后，进行排序操作heapify();。最终会到达这里，调用比较器的compare()方法，对元素间进行比较。
这里传进去的，便是BeanComparator比较器：位于commons-beanutils包。
于是，看看比较器的compare方法。
o1,o2便是要比较的两个对象，property即我们需要比较对象中的属性(可控)。一开始property赋值为lowestSetBit，后来改成真正需要的outputProperties属性。
PropertyUtils.getProperty( o1, property )顾名思义，便是取出o1对象中property属性的值。而实际上会去调用o1.getProperty()方法得到property属性值。
到这里，可以画上完美的一个圈了。我们只需将前面构造好的TemplatesImpl对象添加到PriorityQueue(优先级队列)中，然后设置比较器为BeanComparator("outputProperties")即可。
那么，在反序列化过程中，会自动调用TemplatesImpl.getOutputProperties()方法。执行命令了。
个人总结观点：
只需要想办法：自动调用TemplatesImpl的getOutputProperties方法。或者TemplatesImpl.newTransformer()即能自动加载字节码，触发恶意代码。这也在其他payload中经常用到。 触发原理：提供会自动调用比较器的容器。如:将PriorityQueue换成TreeSet容器，也是可以的。
为了在生成payload时，能够正常运行。在代码中，先象征性地加入了两个BigInteger对象。
后面使用反射机制，将comparator中的属性和queue容器存储的对象都改成我们需要的属性和对象。
否则，在生成payload时，便会弹出计算器，抛出异常，无法正常执行了。测试如下:
2. Jdk7u21
该payload其实是JAVA SE的一个漏洞，ysoserial工具注释中有链接：https://gist.github.com/frohoff/24af7913611f8406eaf3。该payload不需要使用任何第三方库文件，只需官方提供的JDK即可，这个很方便啊。 不知Jdk7u21以后怎么补的，先来看看它的实现。
在介绍完上面这个payload后，再来看这个可以发现：CommonsBeanutilsCollectionsLogging1借鉴了Jdk7u21的利用方法。
同样，Jdk7u21开始便创建了一个存储了恶意java字节码数据的TemplatesImpl类对象。接下来就是怎么触发的问题了：如何自动触发TemplatesImpl的getOutputProperties方法。
这里首先就有一个有趣的hash碰撞问题了。
(1) "f5a5a608"的hash值为0
类的hashCode方法是返回一个独一无二的hash值(int型)，去代表这个唯一对象。如果类没有重写hashCode方法，会调用原始Object类中的hashCode方法返回一个hash值。
String类的hashCode方法是这么实现的。
于是，就有了有趣的值:
可以看到"f5a5a608"字符串，通过hashCode方法生成的hash值为0。这在之后的触发过程中会用到。
(2) 利用动态代理机制触发执行
Jdk7u21中使用了HashSet容器进行触发。添加了两个对象，一个是存储了恶意java字节码数据的TemplatesImpl类对象templates,一个是代理了Templates接口的proxy对象，使用了动态代理机制。
如下是Jdk7u21生成payload时的主要代码：
HashSet容器，就可以当做是一个HashMap<key,new>，key便是我们存储进去的数据，对应的value都只是静态的Object对象。
同样，来看看HashSet容器中的readObject方法。
以上是关于浅谈java反序列化工具ysoserial的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章