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浅谈RASP技术攻防之实战[代码实现篇]

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概述

本篇主要讲了简易版RASP实现,所有的环境都可以参考前一篇文章《浅谈RASP技术攻防之实战[环境配置篇]》,再次说明,本文只起到抛砖引玉的作用,仅供参考,文笔不好,大家轻拍。关于其中涉及到的ASM等知识,大家可以来我的博客[Sky's自留地]进行查找相关的文章,笔者目前就职于《安百科技》,欢迎大家一起来探讨RASP攻防技术。

浅谈RASP技术攻防之实战[环境配置篇] 和 浅谈RASP技术攻防之实战[代码实现篇]中的代码已经上传到github,地址为:java_rasp_example

关于 ASM 中不同类不同方法之间的关系图如下

简易版RASP实现

创建入口类

cn.org.javaweb.agent包下新建一个类。
内容如下:

/*
 * Copyright sky 2019-04-03 Email:sky@03sec.com.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
package cn.org.javaweb.agent;

import java.lang.instrument.Instrumentation;

/**
 * @author sky
 */
public class Agent {

    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
        inst.addTransformer(new AgentTransform());
    }
}

创建Transform

然后我们再新建一个AgentTransform类,该类需要实现ClassFileTransformer的方法,内容如下:

/*
 * Copyright sky 2019-04-03 Email:sky@03sec.com.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
package cn.org.javaweb.agent;

import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;

/**
 * @author sky
 */
public class AgentTransform implements ClassFileTransformer {

    /**
     * @param loader
     * @param className
     * @param classBeingRedefined
     * @param protectionDomain
     * @param classfileBuffer
     * @return
     * @throws IllegalClassFormatException
     */
    @Override
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
                            Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
                            byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {

        className = className.replace("/", ".");

        System.out.println("Load class:" + className);
        return classfileBuffer;
    }


}

build Agent配置

点击右上角的agent[clean,intall]进行build。

由上图可见我们的包的位置为

/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar

将改包的位置记录下来,然后点开tomcat配置(这边没有对idea如何配置tomcat进行讲解,不会的可以自行百度|谷歌)

在VM options处填写以下内容:

-Dfile.encoding=UTF-8
-noverify
-Xbootclasspath/p:/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar
-javaagent:/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar

其中/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar的路径为你在上一步编译出来的agent的路径,注意替换。

这时候我们在启动tomcat,就可以看到我们在AgentTransform中写的打印包名已经生效了,如下图:

上图红框区域为tomcat启动的时候加载的所有类名。然后我们打开浏览器查看web是否正常。

可以看到web也正常启动了。

创建ClassVisitor类

然后我们新建一个TestClassVisitor类,需要继承ClassVisitor类并且实现Opcodes类,代码如下

/*
 * Copyright sky 2019-04-03 Email:sky@03sec.com.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
package cn.org.javaweb.agent;

import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;


/**
 * @author sky
 */
public class TestClassVisitor extends ClassVisitor implements Opcodes {

    public TestClassVisitor(ClassVisitor cv) {
        super(Opcodes.ASM5, cv);
    }

    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);

        System.out.println(name + "方法的描述符是:" + desc);
        return mv;
    }
}

对ProcessBuilder(命令执行)类进行hook用户执行的命令

使用transform对类名进行过滤

然后回到AgentTransform中,对transform方法的内容进行修改,transform方法代码如下:

public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
                            Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
                            byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {

        className = className.replace("/", ".");

        try {
            if (className.contains("ProcessBuilder")) {
                System.out.println("Load class: " + className);

                ClassReader  classReader  = new ClassReader(classfileBuffer);
                ClassWriter  classWriter  = new ClassWriter(classReader, ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
                ClassVisitor classVisitor = new TestClassVisitor(classWriter);

                classReader.accept(classVisitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES);

                classfileBuffer = classWriter.toByteArray();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return classfileBuffer;
    }

简单介绍一下代码块内容

首先判断类名是否包含ProcessBuilder,如果包含则使用ClassReader对字节码进行读取,然后新建一个ClassWriter进行对ClassReader读取的字节码进行拼接,然后在新建一个我们自定义的ClassVisitor对类的触发事件进行hook,在然后调用classReaderaccept方法,最后给classfileBuffer重新赋值修改后的字节码。

可能看起来比较绕,但是如果学会使用以后就比较好理解了。

创建测试环境

我们在tomcat中新建一个jsp,用来调用命令执行,代码如下:

<%@ page import="java.io.InputStream" %>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<pre>
<%
    Process process = Runtime.getRuntime().exec(request.getParameter("cmd"));
    InputStream in = process.getInputStream();
    int a = 0;
    byte[] b = new byte[1024];

    while ((a = in.read(b)) != -1) {
        out.println(new String(b, 0, a));
    }

    in.close();
%>
</pre>

可以看到就是一个简单的执行命令的代码;下面我们对就此更改过的内容进行build,看一下会输出点什么。

biuld完成,启动tomcat。

访问

http://localhost:8080/cmd.jsp?cmd=whoami

可以看到已经成功执行命令,我们回到idea里面的控制台看一下输出了什么。

通过上图可以完整的看到一个执行命令所调用的所有调用链。

Load class: java.lang.ProcessBuilder
<init>方法的描述符是:(Ljava/util/List;)V
<init>方法的描述符是:([Ljava/lang/String;)V
command方法的描述符是:(Ljava/util/List;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
command方法的描述符是:([Ljava/lang/String;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
command方法的描述符是:()Ljava/util/List;
environment方法的描述符是:()Ljava/util/Map;
environment方法的描述符是:([Ljava/lang/String;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
directory方法的描述符是:()Ljava/io/File;
directory方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirects方法的描述符是:()[Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;
redirectInput方法的描述符是:(Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectOutput方法的描述符是:(Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectError方法的描述符是:(Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectInput方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectOutput方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectError方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectInput方法的描述符是:()Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;
redirectOutput方法的描述符是:()Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;
redirectError方法的描述符是:()Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;
inheritIO方法的描述符是:()Ljava/lang/ProcessBuilder;
redirectErrorStream方法的描述符是:()Z
redirectErrorStream方法的描述符是:(Z)Ljava/lang/ProcessBuilder;
start方法的描述符是:()Ljava/lang/Process;
<clinit>方法的描述符是:()V
Load class: java.lang.ProcessBuilder$NullInputStream
<init>方法的描述符是:()V
read方法的描述符是:()I
available方法的描述符是:()I
<clinit>方法的描述符是:()V
Load class: java.lang.ProcessBuilder$NullOutputStream
<init>方法的描述符是:()V
write方法的描述符是:(I)V
<clinit>方法的描述符是:()V

拿到用户所执行的命令

接下来我们看看尝试一下能否拿到所执行的命令
新建一个名为ProcessBuilderHook的类,然后在类中新建一个名字为start的静态方法,完整代码如下:

/*
 * Copyright sky 2019-04-04 Email:sky@03sec.com.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
package cn.org.javaweb.agent;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * @author sky
 */
public class ProcessBuilderHook {

    public static void start(List<String> commands) {
        String[] commandArr = commands.toArray(new String[commands.size()]);
        System.out.println(Arrays.toString(commandArr));
    }
}

这个方法干啥用的我们一会在说,先看下面。

复写visitMethod方法

打开TestClassVisitor,对visitMethod方法进行更改。具体代码如下:

@Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);

        if ("start".equals(name) && "()Ljava/lang/Process;".equals(desc)) {
            System.out.println(name + "方法的描述符是:" + desc);

            return new AdviceAdapter(Opcodes.ASM5, mv, access, name, desc) {
                @Override
                public void visitCode() {

                    mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);
                    mv.visitFieldInsn(GETFIELD, "java/lang/ProcessBuilder", "command", "Ljava/util/List;");
                    mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "cn/org/javaweb/agent/ProcessBuilderHook", "start", "(Ljava/util/List;)V", false);

                    super.visitCode();
                }
            };
        }
        return mv;
    }

给大家解释下新增加的代码,从if判断开始

判断传入进来的方法名是否为start以及方法描述符是否为()Ljava/lang/Process;,如果是的话就新建一个AdviceAdapter方法,并且复写visitCode方法,对其字节码进行修改,

mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);

拿到栈顶上的this

mv.visitFieldInsn(GETFIELD, "java/lang/ProcessBuilder", "command", "Ljava/util/List;");

拿到this里面的command

mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "cn/org/javaweb/agent/ProcessBuilderHook", "start", "(Ljava/util/List;)V", false);

然后调用我们上面新建的ProcessBuilderHook类中的start方法,将上面拿到的this.command压入我们方法。

ProcessBuilderHook类的作用就是让这部分进行调用,然后转移就可以转入到我们的逻辑代码了。

我们再次编译一下,然后启动tomcat,访问cmd.jsp看看.

测试hook用户执行的命令参数是否拿到

访问

http://localhost:8080/cmd.jsp?cmd=ls%20-la

可以看到已经将当前目录下的内容打印了出来。
我们到idea中看看控制台输出了什么。

可以看到我们输入的命令

[whoami]

已经输出出来了,到此为止,我们拿到了要执行的命令.

总结

对于拿到要执行的命令以后怎么做,是需要拦截还是替换还是告警,这边就需要大家自己去实现了。当然,如果要实现拦截功能,还需要注意要获取当前请求中的的response,不然无法对response进行复写,也无法对其进行拦截。这边给大家提供一个思路,对应拦截功能,大家可以去hook请求相关的类,然后在危险hook点结合http请求上下文进行拦截请求。

对于其他攻击点的拦截,可以参考百度开源的OpenRasp进行编写hook点。

如需在Java中实现RASP技术,笔者建议好好了解一下ASM,这样对以后JAVA的运行机制也会有一定的了解,方便以后调试以及写代码。

参考


ps:

本文首发先知


fastjson =< 1.2.47 反序列化漏洞浅析
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