从Java源码来看Native命令执行方法

概述

在RASP等安全产品防护严密的现在，普通的寻找Runtime.getRuntime().exec(cmds)的调用已经成为了一件不现实的事情。

同样的，在Java中盛行的反序列化漏洞中，如果将RCE的功能简单的通过Runtime.getRuntime().exec(cmds)这种结构来进行实现可能大概率也不能达到我们的目的，所以探索一下Runtime的底层实现，使用更加底层且复杂的调用来进行RCE功能的实现相对来说更加的可行。

这里主要是对Java中多种命令执行的方式跟踪源码进行原理分析、构造利用代码、集成自研工具。

前置

首先需要对Java中的反射机制有着基本的掌握

通过反射的方式，我们可以获取到任何类的构造方法，类方法，成员变量，且能够获取对应类对象进行对应方法的调用等等目的

获取Class类对象

对于类对象的获取，主要可以通过Class.forName / loadClass的方式来获取，值得注意的是，在调用Class.forName进行类的加载的时候，将会调用static方法

Class.forName("java.lang.Runtime")

获取对应类的构造方法

对于获取类的构造方法，主要可以通过getConstructor或者getDeclaredConstructor这两种方法来进行实现

两者的区别主要是前者不能够反射获取private修饰的构造方法，而后者能够获取

所以通常使用后者进行构造函数的获取，传入的参数就是对应构造方法的参数类

clazz.getDeclaredConstructor(type.class)clazz.getConstructor(type.class)

反射获取成员变量

和构造方法类似的，存在有getField和getDeclaredField两个不同的获取方法，区别和构造函数类似

clazz.getField(name)clazz.getDeclaredField(name)

反射获取类方法

同样具有getMethod和getDeclaredMethod两种

...............

一个普通的命令执行是

Runtime.getRuntime().exec("calc");
    

如果使用反射机制

可以是

Class.forName("java.lang.Runtime").getMethod("exec", String.class).invoke(runtime, "calc");
    

或者是其他的一些使用反射机制的变形

command

跟踪Runtime

首先我们跟踪Runtime执行命令的过程

在这里接收一个String类型的参数，调用exec的另一个重在方法对参数进行处理，将其通过分隔符，将其封装成了数组对象(这里就是一个字符串)

之后通过参数是String[]类型的另一个重载方法，通过调用ProcessBuilder类的方法进行执行

在ProcessBuilder#start方法中，将命令传递给了ProcessImpl#start方法进行处理

windows

在windows中主要是在ProcessImpl的构造方法中调用了create方法

这个create方法是通过win32的方式创建了一个进程

linux

在linux下，在ProcessImpl#start的调用中将会创建一个UNIXProcess对象并返回

在UNIXProcess类的构造方法中，调用了forkAndExec这个native方法

创建了一个一个进程，并返回了对应进程的pid

构造命令执行

ProcessBuilder#start

在上面的流程分析中，知道了在Runtime.getRuntime().exec()方法调用的下一层就是使用ProcessBuilder#start方法

如果hook掉了我们可以通过使用ProcessBuilder类来进行命令执行的构造

new ProcessBuilder("calc").start();
    

或者使用反射的思路构造

//method_1        Class pro = Class.forName("java.lang.ProcessBuilder");
            ((ProcessBuilder) pro.getConstructor(List.class).newInstance(Arrays.asList("calc.exe"))).start();
    
        //method_2        Class pro = Class.forName("java.lang.ProcessBuilder");
            pro.getMethod("start").invoke(pro.getConstructor(List.class).newInstance(Arrays.asList("calc.exe")));
    
        //method_3        Class pro = Class.forName("java.lang.ProcessBuilder");
        ((ProcessBuilder) pro.getConstructor(String[].class).newInstance(new String[][]{
{
"calc.exe"}
}
    )).start();
    
        //method_4        Class pro = Class.forName("java.lang.ProcessBuilder");
        pro.getMethod("start").invoke(pro.getConstructor(String[].class).newInstance(new String[][]{
{
"calc.exe"}
}
    ));
    

ProcessImpl

从上面的分析可以知道，在windows环境下的JDK

ProcessImpl类的构造方法将会调用create方法执行native方法进行命令执行

所以我们只需要反射获取ProcessImpl类的构造方法并实例化就会执行我们的恶意逻辑

UNIXProcess

上面是针对windows的方式

针对linux，在前面的分析中知道主要是在其start方法中调用了UNIXProcess类的构造方法

执行forkAndExec这个native方法进行命令执行

other

甚至于，我们知道最后主要是在create方法(windows)、forkAndExec方法(linux)中执行命令，我们同样可以通过反射这两个方法进行命令执行。

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