Java反序列化基础篇-JDK动态代理

0x01 Java 的代理模式

先说说什么是代理模式，要说代理模式，得从代理说起。下面一张图中的中介，就是我们所说的代理。

1. 静态代理

简单理解静态代理

• 以租客找中介向房东租房子为例

想要实现租客找中介租房东，在 Java 中就需要4个文件，分别是房源、房东、中介、租客，其中房源应该是接口，其余三项为类。

不明白房源为什么是接口的师傅，这与 Java 编程的设计思想有关，我个人也喜欢把它与 c++ 里面的纯虚函数做类比。可以移步至狂神的视频学习一下静态代理。

• Rent.java：这是一个接口，可以抽象的理解为房源，作为房源，它有一个方法rent()为租房。

Rent.java

package src.JdkProxy.StaticProxy;

// 租房的接口
public interface Rent {

    public void rent();
}

• Host.java：这是一个类，这个类就是房东，作为房东，他需要实现Rent.java这一个接口，并且要实现接口的rent()方法。

Host.java

package src.JdkProxy.StaticProxy;

public class Host implements Rent {

    public void rent(){
        System.out.println("房东要出租房子");
 }
}

• Client.java：这是一个启动类，这个类其实就是租客，租客的想法也很简单，就是找到中介，然后租房（为什么不直接找房东呢？因为房东通常不想管那么多事，而且房源基本被中介垄断）

因为租客是要去找中介看房的，而不是去找房东看房的，所以我们这里先把 Proxy.java 实现一下，也就是把中介相关的功能先实现一下。

Proxy.java：这是一个类，这个类是中介，也就是代理，他需要有房东的房源，然而我们通常不会继承房东，而会将房东作为一个私有的属性host，我们通过host.rent()来实现租房的方法。

Proxy.java

package src.JdkProxy.StaticProxy;

// 中介
public class Proxy {

    private Host host;

 public Proxy(){}
    public Proxy(Host host){
        this.host = host;
 }

    public void rent(){
        host.rent();
 }
}

Client.java租客去找中介看房。

package src.JdkProxy.StaticProxy;

// 启动器
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Host host = new Host();
 Proxy proxy = new Proxy(host);
 proxy.rent();
 }
}

这样子，基本的看房就完成了 ~

但是，租房这一过程就结束了吗？

不可能啊，因为中介还要收中介费呢？

• 有一些行为是中介可以做的，而房东不能做的，比如看房，收中介费等等。所以我们要在 Proxy.java当中实现这些功能。

改进 Proxy.java

package src.JdkProxy.StaticProxy;

// 中介
public class Proxy {

    private Host host;

 public Proxy(){}
    public Proxy(Host host){
        this.host = host;
 }

    public void rent(){
        host.rent();
 contract();
 fare();
 }

    // 看房
 public void seeHouse(){
        System.out.println("中介带你看房");
 }

    // 收中介费
 public void fare(){
        System.out.println("收中介费");
 }

    // 签租赁合同
 public void contract(){
        System.out.println("签租赁合同");
 }
}

优点：

• 可以使得我们的真实角色更加纯粹 . 不再去关注一些公共的事情。
• 公共的业务由代理来完成 . 实现了业务的分工。
• 公共业务发生扩展时变得更加集中和方便。

缺点 :

• 一个真是类对应一个代理角色，代码量翻倍，开发效率降低。

我们想要静态代理的好处，又不想要静态代理的缺点，所以 , 就有了动态代理 !

深入理解静态代理

深入到实际业务当中，比如我们平常做的最多的 CRUD

• UserService.java，这是一个接口，我们定义四个抽象方法。

package src.JdkProxy.MoreStaticProxy;

// 深入理解静态代理
public interface UserService {
    public void add();
 public void delete();
 public void update();
 public void query();
}

我们需要一个真实对象来完成这些增删改查操作。

UserServiceImpl.java

package src.JdkProxy.MoreStaticProxy;

public class UserServiceImpl implements UserService{

    @Override
 public void add() {
        System.out.println("增加了一个用户");
 }

    @Override
 public void delete() {
        System.out.println("删除了一个用户");
 }

    @Override
 public void update() {
        System.out.println("更新了一个用户");
 }

    @Override
 public void query() {
        System.out.println("查询了一个用户");
 }
}

需求来了，现在我们需要增加一个日志功能，怎么实现！

• 思路1 ：在实现类上增加代码 【麻烦！】
• 思路2：使用代理来做，能够不改变原来的业务情况下，实现此功能就是最好的了！

处理手段：增加一个代理类来处理日志。

UserServiceProxy.java

package src.JdkProxy.MoreStaticProxy;

// 代理
public class UserServiceProxy implements UserService{
    private UserServiceImpl userService;

 public void setUserService(UserServiceImpl userService) {
        this.userService = userService;
 }

    public void add() {
        log("add");
 userService.add();
 }

    public void delete() {
        log("delete");
 userService.delete();
 }

    public void update() {
        log("update");
 userService.update();
 }

    public void query() {
        log("query");
 userService.query();
 }

    // 增加日志方法
 public void log(String msg){
        System.out.println("[Debug]使用了 " + msg +"方法");
 }
}

修改启动器 Client.java

package src.JdkProxy.MoreStaticProxy;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        UserServiceImpl userService = new UserServiceImpl();

 UserServiceProxy proxy = new UserServiceProxy();
 proxy.setUserService(userService);
 proxy.add();

 }
}

如此一来，增加业务点的日志便成功了 。

2. 动态代理

• 前文我们说到静态代理的问题，还记得吗？

每多一个房东就需要多一个中介，这显然不符合生活认知（对于租客来说，如果是用静态代理模式，每当想要换一个房东，那就必须要再换一个中介，在开发中，如果有多个中介代码量就更大了）

动态代理的出现就是为了解决上面静态代理的缺点。

动态代理的一些基础知识

下面讲的主要是一些源码的东西吧，不看也可。我是不建议看的，但是为了文章内容的完整性，我还是贴上来吧。

• 动态代理的角色和静态代理的一样。需要一个实体类，一个代理类，一个启动器。
• 动态代理的代理类是动态生成的，静态代理的代理类是我们提前写好的。

JDK的动态代理需要了解两个类

核心 : InvocationHandler 调用处理程序类和 Proxy 代理类

InvocationHandler：调用处理程序

public interface InvocationHandler

InvocationHandler是由代理实例的调用处理程序实现的接口

每个代理实例都有一个关联的调用处理程序。

Object invoke(Object proxy, 方法 method, Object[] args)；

当在代理实例上调用方法的时候，方法调用将被编码并分派到其调用处理程序的invoke()方法。

参数：

• proxy– 调用该方法的代理实例
• method-所述方法对应于调用代理实例上的接口方法的实例。方法对象的声明类将是该方法声明的接口，它可以是代理类继承该方法的代理接口的超级接口。
• args-包含的方法调用传递代理实例的参数值的对象的阵列，或null如果接口方法没有参数。原始类型的参数包含在适当的原始包装器类的实例中，例如java.lang.Integer或java.lang.Boolean。

Proxy : 代理

public class Proxy extends Object implements Serializable

Proxy提供了创建动态代理类和实例的静态方法，它也是由这些方法创建的所有动态代理类的超类。

动态代理类 （以下简称为代理类 ）是一个实现在类创建时在运行时指定的接口列表的类，具有如下所述的行为。 代理接口是由代理类实现的接口。 代理实例是代理类的一个实例。

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, 类<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException

返回指定接口的代理类的实例，该接口将方法调用分派给指定的调用处理程序。

参数

• loader– 类加载器来定义代理类
• interfaces– 代理类实现的接口列表
• h– 调度方法调用的调用处理函数

动态代理的代码实现

• 要写动态代理的代码，需要抓牢两个要点

①：我们代理的是接口，而不是单个用户。

②：代理类是动态生成的，而非静态定死。

我只能说这种编程思想是真的牛逼，其实我们还可以实现任意接口的动态代理实现，在这里就不贴出来了。

首先是我们的接口类

UserService.java

package src.JdkProxy.DynamicProxy;


public interface UserService {
    public void add();
 public void delete();
 public void update();
 public void query();
}

接着，我们需要用实体类去实现这个抽象类

UserServiceImpl.java

package src.JdkProxy.DynamicProxy;

public class UserServiceImpl implements UserService{
    @Override
 public void add() {
        System.out.println("增加了一个用户");
 }

    @Override
 public void delete() {
        System.out.println("删除了一个用户");
 }

    @Override
 public void update() {
        System.out.println("更新了一个用户");
 }

    @Override
 public void query() {
        System.out.println("查询了一个用户");
 }
}

接着，是动态代理的实现类

package src.JdkProxy.DynamicProxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class UserProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 被代理的接口
 private UserService userService;

 public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
 }

    // 动态生成代理类实例
 public Object getProxy(){
        Object obj = Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), userService.getClass().getInterfaces(), this);
 return obj;
 }

    // 处理代理类实例，并返回结果
 @Override
 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        log(method);
 Object obj = method.invoke(userService, args);
 return obj;
 }

• 最后编写我们的 Client，也就是启动器

Client.java

package src.JdkProxy.DynamicProxy;

import src.JdkProxy.DynamicProxy.UserServiceImpl;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 真实角色
 UserServiceImpl userServiceImpl = new UserServiceImpl();
 // 代理角色，不存在
 UserProxyInvocationHandler userProxyInvocationHandler = new UserProxyInvocationHandler();
 userProxyInvocationHandler.setUserService((UserService) userServiceImpl); // 设置要代理的对象

 // 动态生成代理类
 UserService proxy = (UserService) userProxyInvocationHandler.getProxy();

 proxy.add();
 proxy.delete();
 proxy.update();
 proxy.query();
 }
}

• 上述，我们的动态代理便完成了。

0x02 在反序列化中动态代理的作用

• 如果只是纯讲开发，没什么意义，我们重点来了，动态代理是如何参与反序列化攻击的。

回到之前文章的内容，我们之前说要利用反序列化的漏洞，我们是需要一个入口类的。

我们先假设存在一个能够漏洞利用的类为B.f，比如Runtime.exec这种。

我们将入口类定义为A，我们最理想的情况是 A[O] -> O.f，那么我们将传进去的参数O替换为B即可。但是在实战的情况下这种情况是极少的。

回到实战情况，比如我们的入口类A存在O.abc这个方法，也就是 A[O] -> O.abc；而 O 呢，如果是一个动态代理类，O的invoke方法里存在.f的方法，便可以漏洞利用了，我们还是展示一下。

A[O] -> O.abc
O[O2] invoke -> O2.f // 此时将 B 去替换 O2
最后  ---->
O[B] invoke -> B.f // 达到漏洞利用效果

动态代理在反序列化当中的利用和readObject是异曲同工的。

readObject方法在反序列化当中会被自动执行。

而invoke方法在动态代理当中会自动执行。

0x03 参考资料

• https://www.bilibili.com/video/BV1mc411h719?p=9
• https://www.bilibili.com/video/BV1mc411h719?p=10
• https://www.bilibili.com/video/BV1mc411h719?p=11
• https://www.bilibili.com/video/BV16h411z7o9?p=3