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如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析


如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析

发布时间:2021-12-13 21:41:24 来源:高防服务器网 阅读:51 作者:柒染 栏目:网络安全

这篇文章给大家介绍如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析,内容非常详细,感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴,希望对大家能有所帮助。

0. 前言

记录在FastJson反序列化RCE漏洞分析和利用时的一些细节问题。

1. TemplatesImpl的利用链

关于 parse 和 parseObject

FastJson中的 parse() 和 parseObject()方法都可以用来将JSON字符串反序列化成Java对象,parseObject() 本质上也是调用 parse() 进行反序列化的。但是 parseObject() 会额外的将Java对象转为 JSONObject对象,即 JSON.toJSON()。所以进行反序列化时的细节区别在于,parse() 会识别并调用目标类的 setter 方法及某些特定条件的 getter 方法,而 parseObject() 由于多执行了 JSON.toJSON(obj),所以在处理过程中会调用反序列化目标类的所有 setter 和 getter 方法。parseObject() 的源代码如下:

public static JSONObject parseObject(String text) {          Object obj = parse(text);          if (obj instanceof JSONObject) {              return (JSONObject) obj;          }            return (JSONObject) JSON.toJSON(obj);  }

举个简单的例子:

public class FastJsonTest {        public String name;      public String age;      public FastJsonTest() throws IOException{      }        public void setName(String test) {          System.out.println("name setter called");          this.name = test;      }        public String getName() {          System.out.println("name getter called");          return this.name;      }        public String getAge(){          System.out.println("age getter called");          return this.age;      }        public static void main(String[] args) {          Object obj = JSON.parse("{"@type":"fastjsontest.FastJsonTest","name":"thisisname", "age":"thisisage"}");          System.out.println(obj);            Object obj2 = JSON.parseObject("{"@type":"fastjsontest.FastJsonTest","name":"thisisname", "age":"thisisage"}");          System.out.println(obj2);      }    }

上述代码运行后可以看到,执行parse() 时,只有 setName() 会被调用。执行parseObject() 时,setName()、getAge()、getName() 均会被调用。

为什么会触发getOutputProperties()

感觉上 parse() 进行反序列化创建Java类应该只会调用 setter 方法进行成员变量赋值才对,会什么会触发TemplatesImpl类中的 getOutputProperties() 方法呢?

另外 outputProperties 成员变量和 getOutputProperties() 明明差了一个“字符,是怎么被 FastJson 关联上的?

如上一小节所述,parse() 进行反序列化时其实会调用某些特定的 getter 方法进行字段解析,而 TemplatesImpl类中的 getOutputProperties() 方法恰好满足这一条件。

FastJson反序列化到Java类时主要逻辑如下:

  1. 获取并保存目标Java类中的成员变量、setter、getter。

  2. 解析JSON字符串,对字段逐个处理,调用相应的setter、getter进行变量赋值。

我们先看第一步,这里由 JavaBeanInfo.build() 进行处理,FastJson会创建一个filedList数组,用来保存目标Java类的成员变量以及相应的setter或getter方法信息,供后续反序列化字段时调用。

filedList大致结构如下:

[      {          name:"outputProperties",          method:{              clazz:{},              name:"getOutputProperties",              returnType:{},              ...          }      }  ]

FastJson并不是直接反射获取目标Java类的成员变量的,而是会对setter、getter、成员变量分别进行处理,智能提取出成员变量信息。逻辑如下:

  1. 识别setter方法名,并根据setter方法名提取出成员变量名。如:识别出setAge()方法,FastJson会提取出age变量名并插入filedList数组。

  2. 通过clazz.getFields()获取成员变量。

  3. 识别getter方法名,并根据getter方法名提取出成员变量名。

可以看到在 JavaBeanInfo.build() 中,有一段代码会对getter方法进行判断,在某些特殊条件下,会从getter方法中提取出成员变量名并附加到filedList数组中。而TemplatesImpl类中的 getOutputProperties() 正好满足这个特定条件。getter方法的处理代码为:

JavaBeanInfo.java    public static JavaBeanInfo build(Class<?> clazz, Type type, PropertyNamingStrategy propertyNamingStrategy) {      ...      for (Method method : clazz.getMethods()) { // getter methods          String methodName = method.getName();          if (methodName.length() < 4) {              continue;          }            if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {              continue;          }            if (methodName.startsWith("get") && Character.isUpperCase(methodName.charAt(3))) {              if (method.getParameterTypes().length != 0) {                  continue;              }                // 关键条件                if (Collection.class.isAssignableFrom(method.getReturnType()) //                  || Map.class.isAssignableFrom(method.getReturnType()) //                  || AtomicBoolean.class == method.getReturnType() //                  || AtomicInteger.class == method.getReturnType() //                  || AtomicLong.class == method.getReturnType() //              ) {                  String propertyName;                    JSONField annotation = method.getAnnotation(JSONField.class);                  if (annotation != null && annotation.deserialize()) {                      continue;                  }                    if (annotation != null && annotation.name().length() > 0) {                      propertyName = annotation.name();                  } else {                      propertyName = Character.toLowerCase(methodName.charAt(3)) + methodName.substring(4);                  }                    FieldInfo fieldInfo = getField(fieldList, propertyName);                  if (fieldInfo != null) {                      continue;                  }                    if (propertyNamingStrategy != null) {                      propertyName = propertyNamingStrategy.translate(propertyName);                  }                    add(fieldList, new FieldInfo(propertyName, method, null, clazz, type, 0, 0, 0, annotation, null, null));              }          }      }      ...  }

接下来,FastJson会语义分析JSON字符串。根据字段key,调用filedList数组中存储的相应方法进行变量初始化赋值。具体逻辑在 parseField() 中实现:

JavaBeanDeserializer    public boolean parseField(DefaultJSONParser parser, String key, Object object, Type objectType,                                Map<String, Object> fieldValues) {          JSONLexer lexer = parser.lexer; // xxx            FieldDeserializer fieldDeserializer = smartMatch(key);            ...            return true;      }

这里调用了一个神奇的 smartMatch() 方法,smartMatch()时会替换掉字段key中的_,从而 _outputProperties 和 getOutputProperties() 可以成功关联上。

JavaBeanDeserializer    public FieldDeserializer smartMatch(String key) {          if (fieldDeserializer == null) {              boolean snakeOrkebab = false;              String key2 = null;              for (int i = 0; i < key.length(); ++i) {                  char ch = key.charAt(i);                  if (ch == '_') {                      snakeOrkebab = true;                      key2 = key.replaceAll("_", "");                      break;                  } else if (ch == '-') {                      snakeOrkebab = true;                      key2 = key.replaceAll("-", "");                      break;                  }              }              if (snakeOrkebab) {                  fieldDeserializer = getFieldDeserializer(key2);                  if (fieldDeserializer == null) {                      for (FieldDeserializer fieldDeser : sortedFieldDeserializers) {                          if (fieldDeser.fieldInfo.name.equalsIgnoreCase(key2)) {                              fieldDeserializer = fieldDeser;                              break;                          }                      }                  }              }          }

为什么需要对_bytecodes进行Base64编码

细心的你可以发现,PoC中的 _bytecodes 字段是经过Base64编码的。为什么要这么做呢? 分析FastJson对JSON字符串的解析过程,原来FastJson提取byte[]数组字段值时会进行Base64解码,所以我们构造payload时需要对 _bytecodes 进行Base64处理。FastJson的处理代码如下:

ObjectArrayCodec      public <T> T deserialze(DefaultJSONParser parser, Type type, Object fieldName) {          final JSONLexer lexer = parser.lexer;          // ......省略部分代码          if (lexer.token() == JSONToken.LITERAL_STRING) {              byte[] bytes = lexer.bytesValue();  // ... 在这里解析byte数组值              lexer.nextToken(JSONToken.COMMA);              return (T) bytes;          }    // 接着调用JSONScanner.bytesValue()    JSONScanner      public byte[] bytesValue() {        return IOUtils.decodeBase64(text, np + 1, sp);      }

关于如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,可以学到更多知识。如果觉得文章不错,可以把它分享出去让更多的人看到。

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