Java反序列化漏洞總結

時間 2020-05-06

標籤 java 序列漏洞總結欄目 Java 简体版

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前言

什麼是序列化和反序列化

Java 提供了一種對象序列化的機制，該機制中，一個對象能夠被表示爲一個字節序列，該字節序列包括該對象的數據、有關對象的類型的信息和存儲在對象中數據的類型。反序列化就是經過序列化後的字段還原成這個對象自己。但標識不被序列化的字段是不會被還原的。java

序列化有什麼用

1）網站相應的session對象存儲在硬盤上，那麼保存在session中的內容就必須實現相關的序列化操做。git

2）若是使用的java對象要在分佈式中使用或者在rmi遠程調用的網絡中使用的話，那麼相關的對象必須實現java序列化接口。github

Java反序列化類型

咱們最多見就是原生的java反序列化類型，其實java中有幾種方式能夠執行反序列化，本文目的也是對這幾種類型的反序列化方法進行概括和總結。apache

一、 Java原生序列化

Java包中自帶的類InputStream和OutputStream，它們之間能夠互相轉化，使用writeObject序列化，使用readObject反序列化。json

import java.io.*; public class DeserializeDemo { public static void main(String [] args) { Employee e = null; try { FileInputStream fileIn = new FileInputStream("/tmp/employee.ser"); ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn); e = (Employee) in.readObject(); in.close(); fileIn.close(); }catch(IOException i) { i.printStackTrace(); return; }catch(ClassNotFoundException c) { System.out.println("Employee class not found"); c.printStackTrace(); return; } System.out.println("Deserialized Employee..."); System.out.println("Name: " + e.name); System.out.println("Address: " + e.address); System.out.println("SSN: " + e.SSN); System.out.println("Number: " + e.number); } }

二、 Json反序列化

Json序列化通常會使用jackson包，經過ObjectMapper類來進行一些操做，好比將對象轉化爲byte數組或者將json串轉化爲對象。數組

public static <T> String serialize(T t) throws JsonProcessingException {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String jsonResult = mapper.writerWithDefaultPrettyPrinter()
                .writeValueAsString(t);
        return jsonResult;
    }

三、 Fastjson反序列化

Fastjson是一個性能很好的Java語言實現的Json解析器和生成器，由來自阿里巴巴的工程師開發。具備極快的性能，超越任何其餘的Java Json Parser。Fastjson使用parseObject來進行反序列化。網絡

import com.alibaba.fastjson.JSON;    
  
public class Person {  
    int age;  
    String name;  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        String jsonString="{\"name\":\"hah\",\"age\":1}";  
        Person person = JSON.parseObject(jsonString, Person.class);  
        System.out.println(1);  
    }  
}

四、Protobuf 反序列化

Protocol Buffers 是一種輕便高效的結構化數據存儲格式，能夠用於結構化數據串行化，或者說序列化。它很適合作數據存儲或 RPC 數據交換格式。可用於通信協議、數據存儲等領域的語言無關、平臺無關、可擴展的序列化結構數據格式。目前提供了 C++、Java、Python 三種語言的 API。session

proto.proto文件內容數據結構

package proto; message TestMsg{ optional string id = 1; optional string name = 2; }

序列化

public byte[] build(){ Proto.TestMsg.Builder builder = Proto.TestMsg.newBuilder(); builder.setId("ID的值"); builder.setName("Name的值"); Proto.TestMsg msg = builder.build(); return msg.toByteArray(); }

反序列化

Proto.TestMsg msg = Proto.TestMsg.parseFrom(message.returnByte()); System.out.Println(msg);

各方式反序列化比較

各序列化漏洞簡介

除了使用protobuf進行反序列化沒有出現過漏洞，其餘方式的序列化都曾出現過漏洞。下面將簡單介紹下漏洞，詳細的漏洞和exp構造方法你們能夠去網上搜索關鍵字查看（java幾個反序列化漏洞exp構造過程都十分精彩，推薦你們認真閱讀下）

一、Object Serialize 漏洞

Apache Commons Collections中實現了TransformedMap ，該類能夠在一個元素被添加/刪除/或是被修改時(即key或value：集合中的數據存儲形式便是一個索引對應一個值，就像身份證與人的關係那樣)，會調用transform方法自動進行特定的修飾變換。

TransformedMap.decorate方法，預期是對Map類的數據結構進行轉化，該方法有三個參數。

第一個參數爲待轉化的Map對象
第二個參數爲Map對象內的key要通過的轉化方法（可爲單個方法，也可爲鏈，也可爲空）
第三個參數爲Map對象內的value要通過的轉化方法

經過對第三個參數經過構造ChainedTransformer鏈，經過一系列變化，最終執行系統命令。

二、Jackson-databind 漏洞

Jackson是一套開源的java序列化與反序列化工具框架，可將java對象序列化爲xml和json格式的字符串及提供對應的反序列化過程。因爲其解析效率較高，目前是Spring MVC中內置使用的解析方式，該漏洞的觸發條件是ObjectMapper反序列化前調用了enableDefaultTyping方法。該方法容許json字符串中指定反序列化java對象的類名，而在使用Object、Map、List等對象時，可誘發反序列化漏洞，致使可執行任意命令。

三、FastJson 漏洞

fastjson在解析json的過程當中，支持使用autoType來實例化某一個具體的類，並經過json來填充其屬性值。而JDK自帶的類com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl中有一個私有屬性_bytecodes，其部分方法會執行這個值中包含的Java字節碼。經過注入惡意代碼到_bytecode，致使任意代碼執行漏洞。

注：Fastjson和Jackson Payload構造的方式都同樣，雖然解析函數不同，可是都是將json轉爲object，過程是相似的。

防止反序列化漏洞

一、Java Serialization

jdk裏增長了一個filter機制 http://openjdk.java.net/jeps/290 ，這個一開始是出如今jdk9上的，後面移值回jdk6/7/8上，若是安裝的jdk版本是比較新的，能夠找到相關的類
Oracle打算廢除java序列化：https://www.infoworld.com/article/3275924/java/oracle-plans-to-dump-risky-java-serialization.html

二、jackson-databind

jackson-databind裏是過濾掉一些已知的類，參見SubTypeValidator.java
jackson-databind的CVE issue列表

三、fastjson

fastjson經過一個denyList來過濾掉一些危險類的package，參見ParserConfig.java
fastjson在新版本里denyList改成經過hashcode來隱藏掉package信息，但經過這個DenyTest5能夠知道仍是過濾掉常見危險類的package
fastjson在新版本里默認把autoType的功能禁止掉了

這些序列化漏洞的根本緣由是：沒有控制序列化的類型範圍。

仔細看的讀者會發現並無說起protobuf的反序列化漏洞，爲何在protobuf裏並無這些反序列化問題？

protobuf在IDL裏定義好了package範圍
protobuf的代碼都是自動生成的，怎麼處理二進制數據都是固定的

protobuf把一切都框住了，少了靈活性，天然就少漏洞。

注：IDL（Interface description language）文件：參與通信的各方須要對通信的內容須要作相關的約定（Specifications）。爲了創建一個與語言和平臺無關的約定，這個約定須要採用與具體開發語言、平臺無關的語言來進行描述。這種語言被稱爲接口描述語言（IDL），採用IDL撰寫的協議約定稱之爲IDL文件。