从零开始的Java RASP实现(一)
0 从零开始的Java RASP实现(一)
本科毕设做过Python的RASP之后,对这项技术很有兴趣,当时OpenRASP开始出现,并且Java的实现非常接近真正的运行时防御的概念。一直没有时间和足够的动力学习Java,最近一口气学了不少Java相关的东西,准备从反序列化和RASP两个方向继续深入学一下Java。这边笔记主要也是记录整个学习过程,目标是仿照OpenRASP的java实现,完成一个Java的RASP。
1 javaagent
1.1 Main方法启动前
概念介绍:
javaagent是java命令提供的一个参数,这个参数可以指定一个jar包,在真正的程序没有运行之前先运行指定的jar包。并且对jar包有两个要求:
- jar包的MANIFEST.MF文件必须指定Premain-Class
- Premain-Class指定的类必须实现premain()方法。
这个premain方法会在java命令行指定的main函数之前运行。
在java命令参数种,还可以看到其它参数,例如
-agentlib:<libname>[=<选项>]
加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
-agentpath:<pathname>[=<选项>]
按完整路径名加载本机代理库
-javaagent:<jarpath>[=<选项>]
加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
javaagent可以指定很多个,jvm会依次执行不同的jar。前面提到的premain方法有两种定义方式
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)
public static void premain(String agentArgs)
根据sun.instrument.InstrumentationImpl 的源代码,可以知道,会优先调用第一种写法。这种方法可以在JDK1.5及之后的版本使用
如何使用
使用javaagent需要几个步骤:
- 定义一个MANIFEST.MF文件,必须包含Premain-Class选项,也需要加入Can-Redefine-Classes和Can-Retransform-Classes选项,后面两个选项看名字就知道意思
- 创建Premain-Class指定的类,类中包含premain方法,该方法可以进一步加载RASP实现原理
- 将MANIFEST.MF和写好的各种类打包成jar
- 启动java时,添加-javaagent:xx.jar,即可让java先自动执行写好的premain方法
在premain方法执行时,获取的Instrumentation对象还会加载大部分类,包括后面main方法执行时需要加载的各种类,但是抓不到系统类。也就是说,在这个位置在main方法执行前,就可以拦截或者重写类,结合ASM、javassist、cglib方式就可以实现对类的改写或者插桩。
创建agent
现在来实现一下,目录结构如下
-java-agent
----src
----|----main
----|----------java
----|--------------com
----|-------------------bitterz
----|----------------------PreMain
----|pom.xml
pom.xml使用idea创建maven项目自带的pom.xml即可,然后加入如下配置
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
<configuration>
<archive>
<manifestEntries>
<Premain-Class>com.bitterz.PreMain</Premain-Class>
<Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
<Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
</manifestEntries>
</archive>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
修改里面的premain即可,这样配置之后,直接使用idea的maven->package就可以打包成一个可以使用的agent.jar。
com.bitterz.PreMain如下:
package com.bitterz;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.security.ProtectionDomain;
public class PreMain {
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst){
System.out.println("agentArgs:" + agentArgs);
inst.addTransformer(new DefineTransformer(), true);
}
static class DefineTransformer implements ClassFileTransformer{
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
System.out.println("premain load Class: " + className); // 注意这里的输出
return classfileBuffer;
}
}
}
创建main
然后再创建一个要执行的main
package com.bitterz;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Main.main() in test project");
}
}
同样修改pom.xml配置,只需要再<manifestEntries>
标签下添加一个<Main-Class>
即可用idea的maven打包成一个jar,并且指定了main类。
两个项目用maven打包后,在命令行执行一下
可以看到premain先输出了加载的各种类,包括com.bitterz.Main,然后才是真正的main执行,最后结束时,premain还加载了一些结束时需要的类。到此,在启动main方法前,实现对后续类的加载或进一步修改操作,已经有了雏形
1.2 JVM启动后
前面的方法需要在main函数启动前,执行agent,但有些时候,jvm已经启动了,而且服务不能轻易暂停,但这个时候还是想对jvm中的类做一些修改应该怎么办呢?
attach机制
这就要引入attch机制了,jdk1.6之后在Instrumentation中添加了一种agentmain的代理方法,可以在main函数执行之后再运行。和premain函数一样,开发者可以编写一个包含agentmain函数的Java类,它也有两种写法:
public static void agentmain (String agentArgs, Instrumentation inst)
public static void agentmain (String agentArgs)
同样的,带有Instrumentation的方法会被优先调用,开发者必须再MANIFEST.MF文件中设置Agent-Class
来指定包含agentmain函数的类。
这种attach机制的具体实现在com.sun.tools.attach
中,有如下两个类:
VirtualMachine
字面意义表示一个Java 虚拟机,也就是程序需要监控的目标虚拟机,提供了获取系统信息(比如获取内存dump、线程dump,类信息统计(比如已加载的类以及实例个数等), loadAgent,Attach 和 Detach (Attach 动作的相反行为,从 JVM 上面解除一个代理)等方法,可以实现的功能可以说非常之强大 。该类允许我们通过给attach方法传入一个jvm的pid(进程id),远程连接到jvm上代理类注入操作只是它众多功能中的一个,通过
loadAgent
方法向jvm注册一个代理程序agent,在该agent的代理程序中会得到一个Instrumentation实例,该实例可以 在class加载前改变class的字节码,也可以在class加载后重新加载。在调用Instrumentation实例的方法时,这些方法会使用ClassFileTransformer接口中提供的方法进行处理。VirtualMachineDescriptor
则是一个描述虚拟机的容器类,配合 VirtualMachine 类完成各种功能
具体实现过程:通过VirtualMachine类的attach(pid)
方法,便可以attach到一个运行中的java进程上,之后便可以通过loadAgent(agentJarPath)
来将agent的jar包注入到对应的进程,然后对应的进程会调用agentmain方法。
从jdk根目录的lib/tools.jar源码一路追踪了一下VirtualMachine.attach方法,发现传入一个pid之后,在Windows下会通过WindowsVirtualMachine
这个类的构造函数,调用native方法,实现对jvm进程的attach
启动一个长时间运行的jvm
底层方法还得靠c/c++来实现(滑稽),了解这个机制之后,回到前面的agentmain的实现流程。首先启动一个一直运行的jvm
package com.bitterz;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("Main.main() in test project start!!");
Thread.sleep(300000000);
System.out.println("Main.main() in test project end!!");
}
}
打包一个agentmain代理jar
启动之后,把再写一个agentmain,并且还要写好MANIFEST.MF文件配置,代码和pom.xml如下:
package com.bitterz;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class AgentMain {
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) {
System.out.println("agentmain start!");
System.out.println(instrumentation.toString());
}
}
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
<configuration>
<archive>
<manifestEntries>
<Agent-Class>com.bitterz.AgentMain</Agent-Class>
<Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
<Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
</manifestEntries>
</archive>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
使用maven package打包成一个jar文件即可
运用attach
再开启动另一个java程序,使用进程号attach到前面一直运行的jvm,并使用loadAgent给这个jvm添加代理jar:
package com.bitterz.attach;
import com.sun.tools.attach.AgentInitializationException;
import com.sun.tools.attach.AgentLoadException;
import com.sun.tools.attach.AttachNotSupportedException;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
import java.io.IOException;
public class AttachTest {
public static void main(String[] args) throws IOException, AttachNotSupportedException, AgentLoadException, AgentInitializationException {
VirtualMachine attach = VirtualMachine.attach("12244"); // 命令行找到这个jvm的进程号
attach.loadAgent("C:\\Users\\helloworld\\Desktop\\java learn\\java-attach\\target\\java-attach-1.0-SNAPSHOT.jar");
attach.detach();
}
}
运行这个java文件,会看到前面一直sleep运行的jvm会输出agentmain里面给定的输出!
这里也就说明,通过attach机制,我们可以对指定运行中的jvm添加agent,而在premain方法中获取到Instrumentation对象,通过对Instrumentation对象添加transformer类,可以实现类转换(Class Transform),也就是在transform函数中结合修改字节码的方法(ASM、Javassist、cglib等)可以进一步实现RASP!
后续的文章将会写一写如何实现这些对指定类方法的Hook,以及如何运行时对底层函数的参数进行过滤。
参考
https://www.cnblogs.com/rickiyang/p/11368932.html
https://www.cnblogs.com/kendoziyu/p/maven-auto-build-javaagent-jar.html
从零开始的Java RASP实现(一)的更多相关文章
- 从零开始的Java RASP实现(二)
目录 2 RASP-demo 2.1 类加载机制 双亲委派 BootStrap ClassLoader 2.2 Instrumentation介绍 Instrumentation类中常用方法 Inst ...
- 从零开始学 Java - Spring 集成 Memcached 缓存配置(二)
Memcached 客户端选择 上一篇文章 从零开始学 Java - Spring 集成 Memcached 缓存配置(一)中我们讲到这篇要谈客户端的选择,在 Java 中一般常用的有三个: Memc ...
- 从零开始学 Java - Spring 集成 ActiveMQ 配置(一)
你家小区下面有没有快递柜 近两年来,我们收取快递的方式好像变了,变得我们其实并不需要见到快递小哥也能拿到自己的快递了.对,我说的就是类似快递柜.菜鸟驿站这类的代收点的出现,把我们原来快递小哥必须拿着快 ...
- 从零开始学 Java - Spring 集成 Memcached 缓存配置(一)
硬盘和内存的作用是什么 硬盘的作用毫无疑问我们大家都清楚,不就是用来存储数据文件的么?如照片.视频.各种文档或等等,肯定也有你喜欢的某位岛国老师的动作片,这个时候无论我们电脑是否关机重启它们永远在那里 ...
- 从零开始学 Java - 我放弃了 .NET ?
这不是一篇引起战争的文章 毫无疑问,我之前是一名在微软温暖怀抱下干了近三年的 .NET 开发者,为什么要牛(sha)X一样去搞 Java 呢?因为我喜欢 iOS 阿!哈哈,开个玩笑.其实,开始学 Ja ...
- 从零开始学 Java - Spring 集成 ActiveMQ 配置(二)
从上一篇开始说起 上一篇从零开始学 Java - Spring 集成 ActiveMQ 配置(一)文章中讲了我关于消息队列的思考过程,现在这一篇会讲到 ActivMQ 与 Spring 框架的整合配置 ...
- 从零开始学 Java - 利用 Nginx 负载均衡实现 Web 服务器更新不影响访问
还记得那些美妙的夜晚吗 你洗洗打算看一个小电影就睡了,这个时候突然想起来今天晚上是服务器更新的日子,你要在凌晨时分去把最新的代码更新到服务器,以保证明天大家一觉醒来打开网站,发现昨天的 Bug 都不见 ...
- 从零开始学 Java - log4j 项目中的详细配置
你还会用笔来写字么 我是不怎么会了,有时候老是拿起笔之后不知道这个字怎么写,这时候就会拿起手机去打出来:有时候还会写出来这个字之后越看越不像,这时候就开始怀疑自己的能力了:有时候写出来了一大堆字之后, ...
- 从零开始学 Java - Spring 支持 CORS 请求踩的坑
谁没掉进过几个大坑 记得好久之前,总能时不时在某个地方看到一些标语,往往都是上面一个伟人的头像,然后不管是不是他说的话,下面总是有看起来很政治正确且没卵用的屁话,我活到目前为止,最令我笑的肚子痛得是下 ...
随机推荐
- vue3.0搭建项目
安装node.js 查看版本node -v 安装vue3.0版本之前需要先把vue-cli升级到4.0版本, 如果之前安装过vue-cli需要把2.0相关的卸载之后重新安装,npm uni -g vu ...
- MEMORY_TARGET不够时解决办法
一.报错原因:设置的memory_max_target超过了系统中设置的share memory(/dev/shm)而已. 二.解决办法:增加tmpfs的大小 三.调整tmpfs的大小(两种方法) 1 ...
- 创建react项目并集成eslint/prettier/commit-lint
创建 react 项目 npx create-react-app jira-new --template typescript 如果不想使用 TS,而要用 JS 的话,则删除 -template ty ...
- 一起来聊聊 IP 地址、局域网、广域网、IPV4 和 IPV6
背景 谁都知道 IP 地址是干嘛的,但是它出现的前因后果你真的知道吗? 我觉得很有必要重新复习下计算机网络基础知识,实在太太太重要了 本篇文章素材均来自:https://www.bilibili.co ...
- LCD1602液晶显示模块的单片机驱动深入详解之硬件篇
(本文以HD44780主控芯片的LCD1602为蓝本进行描述,其中的截图也来自HD44780数据手册,用户可自行搜索其datasheet,有部分整理网上的,但绝对要比你看到的要深入得多) 一.接口 L ...
- javascript之一切都是对象
在学习的过程中,我们常常能听到这样一句话:一切皆是对象.那么这句话该如何理解呢?首先,我们要明确对象的概念.要明白除了基本数据类型都是对象. typeof操作符是大家经常使用的,我们常用它来检测给定变 ...
- Linux定时任务-cronie
1.cronie服务介绍 Linux crontab(cronie)是用来定期执行程序的命令. 当安装完成操作系统之后,默认就会启动此任务调度命令. crond 命令每分钟会定期检查是否有要执行的工作 ...
- 第13章:Kubernetes 鉴权框架与用户权限分配
1.Kubernetes的安全框架 访问K8S集群的资源需要过三关:认证.鉴权.准入控制 普通用户若要安全访问集群API Server,往往需要证书.Token或者用户名+密码:Pod访问,需要Ser ...
- 18、通过yum命令只下载rpm包不安装
18.1.说明: 经常遇到服务器没有网络的情况下部署环境,或者创建自己的 yum 仓库等,这时就需要下载 rpm 包. 18.2.方法一,yumdownloader(推荐): 如果只想通过 yum 下 ...
- ActiveMq 之JMS 看这一篇就够了
什么是JMS MQ 全称:Java MessageService 中文:Java 消息服务. JMS 是 Java 的一套 API 标准,最初的目的是为了使应用程序能够访问现有的 MOM 系 统(MO ...