如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析
如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析
这篇文章给大家介绍如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。
0. 前言
记录在FastJson反序列化RCE漏洞分析和利用时的一些细节问题。
1. TemplatesImpl的利用链
关于 parse 和 parseObject
FastJson中的 parse() 和 parseObject()方法都可以用来将JSON字符串反序列化成Java对象，parseObject() 本质上也是调用 parse() 进行反序列化的。但是 parseObject() 会额外的将Java对象转为 JSONObject对象，即 JSON.toJSON()。所以进行反序列化时的细节区别在于，parse() 会识别并调用目标类的 setter 方法及某些特定条件的 getter 方法，而 parseObject() 由于多执行了 JSON.toJSON(obj)，所以在处理过程中会调用反序列化目标类的所有 setter 和 getter 方法。parseObject() 的源代码如下：
public static JSONObject parseObject(String text) { Object obj = parse(text); if (obj instanceof JSONObject) { return (JSONObject) obj; } return (JSONObject) JSON.toJSON(obj); }
举个简单的例子：
public class FastJsonTest { public String name; public String age; public FastJsonTest() throws IOException{ } public void setName(String test) { System.out.println("name setter called"); this.name = test; } public String getName() { System.out.println("name getter called"); return this.name; } public String getAge(){ System.out.println("age getter called"); return this.age; } public static void main(String[] args) { Object obj = JSON.parse("{"@type":"fastjsontest.FastJsonTest","name":"thisisname", "age":"thisisage"}"); System.out.println(obj); Object obj2 = JSON.parseObject("{"@type":"fastjsontest.FastJsonTest","name":"thisisname", "age":"thisisage"}"); System.out.println(obj2); } }
上述代码运行后可以看到，执行parse() 时，只有 setName() 会被调用。执行parseObject() 时，setName()、getAge()、getName() 均会被调用。
为什么会触发getOutputProperties()
感觉上 parse() 进行反序列化创建Java类应该只会调用 setter 方法进行成员变量赋值才对，会什么会触发TemplatesImpl类中的 getOutputProperties() 方法呢？
另外 outputProperties 成员变量和 getOutputProperties() 明明差了一个“字符，是怎么被 FastJson 关联上的?
如上一小节所述，parse() 进行反序列化时其实会调用某些特定的 getter 方法进行字段解析，而 TemplatesImpl类中的 getOutputProperties() 方法恰好满足这一条件。
FastJson反序列化到Java类时主要逻辑如下：
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获取并保存目标Java类中的成员变量、setter、getter。
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解析JSON字符串，对字段逐个处理，调用相应的setter、getter进行变量赋值。
我们先看第一步，这里由 JavaBeanInfo.build() 进行处理，FastJson会创建一个filedList数组，用来保存目标Java类的成员变量以及相应的setter或getter方法信息，供后续反序列化字段时调用。
filedList大致结构如下：
[ { name:"outputProperties", method:{ clazz:{}, name:"getOutputProperties", returnType:{}, ... } } ]
FastJson并不是直接反射获取目标Java类的成员变量的，而是会对setter、getter、成员变量分别进行处理，智能提取出成员变量信息。逻辑如下：
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识别setter方法名，并根据setter方法名提取出成员变量名。如：识别出setAge()方法，FastJson会提取出age变量名并插入filedList数组。
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通过clazz.getFields()获取成员变量。
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识别getter方法名，并根据getter方法名提取出成员变量名。
可以看到在 JavaBeanInfo.build() 中，有一段代码会对getter方法进行判断，在某些特殊条件下，会从getter方法中提取出成员变量名并附加到filedList数组中。而TemplatesImpl类中的 getOutputProperties() 正好满足这个特定条件。getter方法的处理代码为：
JavaBeanInfo.java public static JavaBeanInfo build(Class<?> clazz, Type type, PropertyNamingStrategy propertyNamingStrategy) { ... for (Method method : clazz.getMethods()) { // getter methods String methodName = method.getName(); if (methodName.length() < 4) { continue; } if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) { continue; } if (methodName.startsWith("get") && Character.isUpperCase(methodName.charAt(3))) { if (method.getParameterTypes().length != 0) { continue; } // 关键条件 if (Collection.class.isAssignableFrom(method.getReturnType()) // || Map.class.isAssignableFrom(method.getReturnType()) // || AtomicBoolean.class == method.getReturnType() // || AtomicInteger.class == method.getReturnType() // || AtomicLong.class == method.getReturnType() // ) { String propertyName; JSONField annotation = method.getAnnotation(JSONField.class); if (annotation != null && annotation.deserialize()) { continue; } if (annotation != null && annotation.name().length() > 0) { propertyName = annotation.name(); } else { propertyName = Character.toLowerCase(methodName.charAt(3)) + methodName.substring(4); } FieldInfo fieldInfo = getField(fieldList, propertyName); if (fieldInfo != null) { continue; } if (propertyNamingStrategy != null) { propertyName = propertyNamingStrategy.translate(propertyName); } add(fieldList, new FieldInfo(propertyName, method, null, clazz, type, 0, 0, 0, annotation, null, null)); } } } ... }
接下来，FastJson会语义分析JSON字符串。根据字段key，调用filedList数组中存储的相应方法进行变量初始化赋值。具体逻辑在 parseField() 中实现：
JavaBeanDeserializer public boolean parseField(DefaultJSONParser parser, String key, Object object, Type objectType, Map<String, Object> fieldValues) { JSONLexer lexer = parser.lexer; // xxx FieldDeserializer fieldDeserializer = smartMatch(key); ... return true; }
这里调用了一个神奇的 smartMatch() 方法，smartMatch()时会替换掉字段key中的_，从而 _outputProperties 和 getOutputProperties() 可以成功关联上。
JavaBeanDeserializer public FieldDeserializer smartMatch(String key) { if (fieldDeserializer == null) { boolean snakeOrkebab = false; String key2 = null; for (int i = 0; i < key.length(); ++i) { char ch = key.charAt(i); if (ch == '_') { snakeOrkebab = true; key2 = key.replaceAll("_", ""); break; } else if (ch == '-') { snakeOrkebab = true; key2 = key.replaceAll("-", ""); break; } } if (snakeOrkebab) { fieldDeserializer = getFieldDeserializer(key2); if (fieldDeserializer == null) { for (FieldDeserializer fieldDeser : sortedFieldDeserializers) { if (fieldDeser.fieldInfo.name.equalsIgnoreCase(key2)) { fieldDeserializer = fieldDeser; break; } } } } }
为什么需要对_bytecodes进行Base64编码
细心的你可以发现，PoC中的 _bytecodes 字段是经过Base64编码的。为什么要这么做呢？ 分析FastJson对JSON字符串的解析过程，原来FastJson提取byte[]数组字段值时会进行Base64解码，所以我们构造payload时需要对 _bytecodes 进行Base64处理。FastJson的处理代码如下：
ObjectArrayCodec public <T> T deserialze(DefaultJSONParser parser, Type type, Object fieldName) { final JSONLexer lexer = parser.lexer; // ......省略部分代码 if (lexer.token() == JSONToken.LITERAL_STRING) { byte[] bytes = lexer.bytesValue(); // ... 在这里解析byte数组值 lexer.nextToken(JSONToken.COMMA); return (T) bytes; } // 接着调用JSONScanner.bytesValue() JSONScanner public byte[] bytesValue() { return IOUtils.decodeBase64(text, np + 1, sp); }
关于如何进行FastJson反序列化RCE漏洞中TemplatesImpl的利用链分析就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。
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