Java反序列化技术分享(3)-- 静态&动态代理

admin 2022年11月1日08:14:30代码审计评论25 views11145字阅读37分9秒阅读模式

cckuailong

读完需要

29

分钟

速读仅需 10 分钟

1


   

代理模式

为其他对象提供一个代理以控制对某个对象的访问。代理类主要负责为委托类(真实对象)预处理消息、过滤消息、传递消息给委托类,代理类不实现具体服务,而是利用委托类来完成服务,并将执行结果封装处理。

其实就是代理类为被代理类预处理消息、过滤消息并在此之后将消息转发给被代理类,之后还能进行消息的后置处理。代理类和被代理类通常会存在关联关系(即上面提到的持有的被带离对象的引用),代理类本身不实现服务,而是通过调用被代理类中的方法来提供服务。

2


   

静态代理

创建一个接口,然后创建被代理的类实现该接口并且实现该接口中的抽象方法。之后再创建一个代理类,同时使其也实现这个接口。在代理类中持有一个被代理对象的引用,而后在代理类方法中调用该对象的方法。

2.1


   

接口


public interface HelloInterface {    void sayHello();}


2.2


   

被代理类


public class Hello implements HelloInterface{    @Override    public void sayHello() {        System.out.println("Hello zhanghao!");    }}


2.3


   

代理类


public class HelloProxy implements HelloInterface{    private HelloInterface helloInterface = new Hello();    @Override    public void sayHello() {        System.out.println("Before invoke sayHello" );        helloInterface.sayHello();        System.out.println("After invoke sayHello");    }}


2.4


   

代理类调用

被代理类被传递给了代理类 HelloProxy,代理类在执行具体方法时通过所持用的被代理类完成调用。

public static void main(String[] args) {    HelloProxy helloProxy = new HelloProxy();    helloProxy.sayHello();}
输出:Before invoke sayHelloHello zhanghao!After invoke sayHello


使用静态代理很容易就完成了对一个类的代理操作。但是静态代理的缺点也暴露了出来:由于代理只能为一个类服务,如果需要代理的类很多,那么就需要编写大量的代理类,比较繁琐。

3


   

动态代理

利用反射机制在运行时创建代理类。接口、被代理类不变,我们构建一个 handler 类来实现 InvocationHandler 接口。

public class ProxyHandler implements InvocationHandler{    private Object object;    public ProxyHandler(Object object){        this.object = object;    }    @Override    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {        System.out.println("Before invoke "  + method.getName());        method.invoke(object, args);        System.out.println("After invoke " + method.getName());        return null;    }}


3.1


   

执行动态代理:


public static void main(String[] args) {    System.getProperties().setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
HelloInterface hello = new Hello();
InvocationHandler handler = new ProxyHandler(hello);
HelloInterface proxyHello = (HelloInterface) Proxy.newProxyInstance(hello.getClass().getClassLoader(), hello.getClass().getInterfaces(), handler);
proxyHello.sayHello();}
输出:Before invoke sayHelloHello zhanghao!After invoke sayHello


通过 Proxy 类的静态方法 newProxyInstance 返回一个接口的代理实例。针对不同的代理类,传入相应的代理程序控制器 InvocationHandler。如果新来一个被代理类 Bye,如:

public interface ByeInterface {    void sayBye();}public class Bye implements ByeInterface {    @Override    public void sayBye() {        System.out.println("Bye zhanghao!");    }}


那么执行过程:

public static void main(String[] args) {    System.getProperties().setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
HelloInterface hello = new Hello(); ByeInterface bye = new Bye();
InvocationHandler handler = new ProxyHandler(hello); InvocationHandler handler1 = new ProxyHandler(bye);
HelloInterface proxyHello = (HelloInterface) Proxy.newProxyInstance(hello.getClass().getClassLoader(), hello.getClass().getInterfaces(), handler);
ByeInterface proxyBye = (ByeInterface) Proxy.newProxyInstance(bye.getClass().getClassLoader(), bye.getClass().getInterfaces(), handler1); proxyHello.sayHello(); proxyBye.sayBye();}输出:Before invoke sayHelloHello zhanghao!After invoke sayHelloBefore invoke sayByeBye zhanghao!After invoke sayBye


4


   

动态代理底层实现

4.1


   

动态代理具体步骤:


  • 通过实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器;



  • 通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来创建动态代理类;



  • 通过反射机制获得动态代理类的构造函数,其唯一参数类型是调用处理器接口类型;



  • 通过构造函数创建动态代理类实例,构造时调用处理器对象作为参数被传入。


既然生成代理对象是用的 Proxy 类的静态方 newProxyInstance,那么我们就去它的源码里看一下它到底都做了些什么?

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                          Class<?>[] interfaces,                                          InvocationHandler h)        throws IllegalArgumentException{  Objects.requireNonNull(h);
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); final SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) { checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs); } //生成代理类对象 Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
//使用指定的调用处理程序获取代理类的构造函数对象 try { if (sm != null) { checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl); }
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); final InvocationHandler ih = h; //如果Class作用域为私有,通过 setAccessible 支持访问 if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) { AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { cons.setAccessible(true); return null; } }); } //获取Proxy Class构造函数,创建Proxy代理实例。 return cons.newInstance(new Object[]{h}); } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) { throw new InternalError(e.toString(), e); } catch (InvocationTargetException e) { Throwable t = e.getCause(); if (t instanceof RuntimeException) { throw (RuntimeException) t; } else { throw new InternalError(t.toString(), t); } } catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString(), e); }}


利用 getProxyClass0(loader, intfs)生成代理类 Proxy 的 Class 对象。

private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,                                         Class<?>... interfaces) {    //如果接口数量大于65535,抛出非法参数错误    if (interfaces.length > 65535) {        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");    }    //如果指定接口的代理类已经存在与缓存中,则不用新创建,直接从缓存中取即可;    //如果缓存中没有指定代理对象,则通过ProxyClassFactory来创建一个代理对象。    return proxyClassCache.get(loader, interfaces);}ProxyClassFactory内部类创建、定义代理类,返回给定ClassLoader 和interfaces的代理类。
private static final class ProxyClassFactory implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>{ // 代理类的名字的前缀统一为“$Proxy” private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
// 每个代理类前缀后面都会跟着一个唯一的编号,如$Proxy0、$Proxy1、$Proxy2 private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
@Override public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length); for (Class<?> intf : interfaces) { //验证类加载器加载接口得到对象是否与由apply函数参数传入的对象相同 Class<?> interfaceClass = null; try { interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader); } catch (ClassNotFoundException e) { } if (interfaceClass != intf) { throw new IllegalArgumentException( intf + " is not visible from class loader"); } //验证这个Class对象是不是接口 if (!interfaceClass.isInterface()) { throw new IllegalArgumentException( interfaceClass.getName() + " is not an interface"); } if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) { throw new IllegalArgumentException( "repeated interface: " + interfaceClass.getName()); } }
String proxyPkg = null; // package to define proxy class in int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
/* * Record the package of a non-public proxy interface so that the * proxy class will be defined in the same package. Verify that * all non-public proxy interfaces are in the same package. */ for (Class<?> intf : interfaces) { int flags = intf.getModifiers(); if (!Modifier.isPublic(flags)) { accessFlags = Modifier.FINAL; String name = intf.getName(); int n = name.lastIndexOf('.'); String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1)); if (proxyPkg == null) { proxyPkg = pkg; } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) { throw new IllegalArgumentException( "non-public interfaces from different packages"); } } }
if (proxyPkg == null) { // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + "."; }
/* * Choose a name for the proxy class to generate. */ long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement(); String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
/* * * 生成指定代理类的字节码文件 */ byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces, accessFlags); try { return defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length); } catch (ClassFormatError e) { /* * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the * proxy class generation code) there was some other * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy * class creation (such as virtual machine limitations * exceeded). */ throw new IllegalArgumentException(e.toString()); } }}


一系列检查后,调用 ProxyGenerator.generateProxyClass 来生成字节码文件。

public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class<?>[] var1, int var2) {        ProxyGenerator var3 = new ProxyGenerator(var0, var1, var2);    // 真正用来生成代理类字节码文件的方法在这里    final byte[] var4 = var3.generateClassFile();    // 保存代理类的字节码文件    if(saveGeneratedFiles) {        AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {            public Void run() {                try {                    int var1 = var0.lastIndexOf(46);                    Path var2;                    if(var1 > 0) {                        Path var3 = Paths.get(var0.substring(0, var1).replace('.', File.separatorChar), new String[0]);                        Files.createDirectories(var3, new FileAttribute[0]);                        var2 = var3.resolve(var0.substring(var1 + 1, var0.length()) + ".class");                    } else {                        var2 = Paths.get(var0 + ".class", new String[0]);                    }
Files.write(var2, var4, new OpenOption[0]); return null; } catch (IOException var4x) { throw new InternalError("I/O exception saving generated file: " + var4x); } } }); }
return var4;}


生成代理类字节码文件的 generateClassFile 方法:

private byte[] generateClassFile() {    //下面一系列的addProxyMethod方法是将接口中的方法和Object中的方法添加到代理方法中(proxyMethod)    this.addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class);    this.addProxyMethod(equalsMethod, Object.class);    this.addProxyMethod(toStringMethod, Object.class);    Class[] var1 = this.interfaces;    int var2 = var1.length;
int var3; Class var4; //获得接口中所有方法并添加到代理方法中 for(var3 = 0; var3 < var2; ++var3) { var4 = var1[var3]; Method[] var5 = var4.getMethods(); int var6 = var5.length;
for(int var7 = 0; var7 < var6; ++var7) { Method var8 = var5[var7]; this.addProxyMethod(var8, var4); } }
Iterator var11 = this.proxyMethods.values().iterator();
List var12; while(var11.hasNext()) { var12 = (List)var11.next(); checkReturnTypes(var12); }
Iterator var15; try { //生成代理类的构造函数 this.methods.add(this.generateConstructor()); var11 = this.proxyMethods.values().iterator();
while(var11.hasNext()) { var12 = (List)var11.next(); var15 = var12.iterator();
while(var15.hasNext()) { ProxyGenerator.ProxyMethod var16 = (ProxyGenerator.ProxyMethod)var15.next(); this.fields.add(new ProxyGenerator.FieldInfo(var16.methodFieldName, "Ljava/lang/reflect/Method;", 10)); this.methods.add(var16.generateMethod()); } }
this.methods.add(this.generateStaticInitializer()); } catch (IOException var10) { throw new InternalError("unexpected I/O Exception", var10); }
if(this.methods.size() > 'uffff') { throw new IllegalArgumentException("method limit exceeded"); } else if(this.fields.size() > 'uffff') { throw new IllegalArgumentException("field limit exceeded"); } else { this.cp.getClass(dotToSlash(this.className)); this.cp.getClass("java/lang/reflect/Proxy"); var1 = this.interfaces; var2 = var1.length;
for(var3 = 0; var3 < var2; ++var3) { var4 = var1[var3]; this.cp.getClass(dotToSlash(var4.getName())); }
this.cp.setReadOnly(); ByteArrayOutputStream var13 = new ByteArrayOutputStream(); DataOutputStream var14 = new DataOutputStream(var13);
try { var14.writeInt(-889275714); var14.writeShort(0); var14.writeShort(49); this.cp.write(var14); var14.writeShort(this.accessFlags); var14.writeShort(this.cp.getClass(dotToSlash(this.className))); var14.writeShort(this.cp.getClass("java/lang/reflect/Proxy")); var14.writeShort(this.interfaces.length); Class[] var17 = this.interfaces; int var18 = var17.length;
for(int var19 = 0; var19 < var18; ++var19) { Class var22 = var17[var19]; var14.writeShort(this.cp.getClass(dotToSlash(var22.getName()))); }
var14.writeShort(this.fields.size()); var15 = this.fields.iterator();
while(var15.hasNext()) { ProxyGenerator.FieldInfo var20 = (ProxyGenerator.FieldInfo)var15.next(); var20.write(var14); }
var14.writeShort(this.methods.size()); var15 = this.methods.iterator();
while(var15.hasNext()) { ProxyGenerator.MethodInfo var21 = (ProxyGenerator.MethodInfo)var15.next(); var21.write(var14); }
var14.writeShort(0); return var13.toByteArray(); } catch (IOException var9) { throw new InternalError("unexpected I/O Exception", var9); } }}


字节码生成后,调用 defineClass0 来解析字节码,生成了 Proxy 的 Class 对象。在了解完代理类动态生成过程后,生产的代理类是怎样的,谁来执行这个代理类。

其中,在 ProxyGenerator.generateProxyClass 函数中 saveGeneratedFiles 定义如下,其指代是否保存生成的代理类 class 文件,默认 false 不保存。

在前面的示例中,我们修改了此系统变量:

System.getProperties().setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

Java反序列化技术分享(3)-- 静态&动态代理

如图,生成了两个名为 Proxy0.class 和 Proxy1.class 的 class 文件。

动态代理流程图:

Java反序列化技术分享(3)-- 静态&动态代理

5


   

原文链接

https://www.jianshu.com/p/9bcac608c714

6


   

相关推荐

6.1


   

JNDI-Injection-Exploit-Plus

是一款 JNDI 注入利用工具,可以生成 JNDI 链接并启动后端相关服务是一款反序列化 Payload 生成工具(包含 50+ Gadgets 链,比 ysoserial 还多出 10+)

Java反序列化技术分享(3)-- 静态&动态代理

6.2


   

工具地址:

https://github.com/cckuailong/JNDI-Injection-Exploit-Plus

往期回顾:


原文始发于微信公众号(我不是Hacker):Java反序列化技术分享(3)-- 静态&动态代理

特别标注: 本站(CN-SEC.COM)所有文章仅供技术研究,若将其信息做其他用途,由用户承担全部法律及连带责任,本站不承担任何法律及连带责任,请遵守中华人民共和国安全法.
  • 我的微信
  • 微信扫一扫
  • weinxin
  • 我的微信公众号
  • 微信扫一扫
  • weinxin
admin
  • 本文由 发表于 2022年11月1日08:14:30
  • 转载请保留本文链接(CN-SEC中文网:感谢原作者辛苦付出):
                  Java反序列化技术分享(3)-- 静态&动态代理 http://cn-sec.com/archives/1382332.html

发表评论

匿名网友 填写信息

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: