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浅谈RASP技术攻防之实战(环境配置与代码实现)

原标题:浅谈RASP技术攻防之实战(环境配置与代码实现)

之前偶们有就RASP技术攻防基础作过简单介绍,穿越捷径:请点击

今儿接上回,说一说环境配置的事儿,废话不多说,直接进入正题:

PS:代码已上传至github,地址:https://github.com/iiiusky/java_rasp_example

初始化项目

首先我们在IDEA中新建一个maven项目

取名为JavawebAgent

然后当前的目录结构如下:

删除src目录,然后右键新建Module

依然选择Maven项目

然后在ArtifactId处填入agent

然后确定即可

然后再次重复一遍上面的新建Module的操作,将第二小步中的ArtifactId改为test,第三小步中的Module Name 改为test-struts2,如下图所示

这时候的目录结构如下

其中agent目录为我们要实现agent的主要代码区域,test-struts2为测试web代码区域。(注:test-struts2不是必选的)

test-struts2模块基础配置

test-struts2部分的代码这边就不进行复述了,大家可以去本项目的地址中直接下载test-struts2内容。

agent模块基本配置 ≡≡ pom.xml包配置

agent这个pom包配置的话有坑,这个以后在说,先看pom.xml内容吧。

org.ow2.asm asm-all 5.1 agent org.apache.maven.plugins maven-compiler-plugin 1.6 1.6 org.apache.maven.plugins maven-jar-plugin 2.3.2 src/main/resources/MANIFEST.MF org.apache.maven.plugins maven-shade-plugin 2.3 package shade commons-io:commons-io:jar:* org.ow2.asm:asm-all:jar:* org.apache.maven.plugins maven-surefire-plugin 2.21.0 true

将上述内容复制到agent模块下的pom.xml中

≡≡ 创建MAINFEST.NF文件

在resources目录下创建MAINFEST.NF文件,文件内容如下

Manifest-Version: 1.0 Can-Retransform-Classes: true Can-Redefine-Classes: true Can-Set-Native-Method-Prefix: true

≡≡ maven自动打包配置

在idea中右上部分找到Add Configurations , 然后点击此按钮

在弹出的窗口中点左上角的+,选择maven

然后点下图①的位置选择工作目录,在②的位置选择agent,在③的位置填入clean install

完成以后如下图所示,然后点击OK保存即可

这时候右上角已经可以看到我们刚刚配置的maven自动打包功能了,agent每改一处都需要重新build,不然无法生效。

≡≡ 创建Agent主要实现代码包

在agent包下面的java文件夹下右键选择新建package,然后填入你的包名,我这边的包名为

cn.org.javaweb.agent

简易版RASP实现 创建入口类

在cn.org.javaweb.agent包下新建一个类。

内容如下:

/* * Copyright sky 2019-04-03 Email:sky@03sec.com. * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */ package cn.org.javaweb.agent; import java.lang.instrument.Instrumentation; /** * @author sky */ public class Agent { public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) { inst.addTransformer(new AgentTransform); } }

创建Transform

然后我们再新建一个AgentTransform类,该类需要实现ClassFileTransformer的方法,内容如下:

/* * Copyright sky 2019-04-03 Email:sky@03sec.com. * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */ package cn.org.javaweb.agent; import java.lang.instrument.ClassFileTransformer; import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException; import java.security.ProtectionDomain; /** * @author sky */ public class AgentTransform implements ClassFileTransformer { /** * @param loader * @param className * @param classBeingRedefined * @param protectionDomain * @param classfileBuffer * @return * @throws IllegalClassFormatException */ @Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { className = className.replace("/", "."); System.out.println("Load class:" + className); return classfileBuffer; } }

build Agent配置

点击右上角的agent[clean,intall]进行build。

由上图可见我们的包的位置为

/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar

将改包的位置记录下来,然后点开tomcat配置(这边没有对idea如何配置tomcat进行讲解,不会的可以自行百度|谷歌)

在VM options处填写以下内容:

-Dfile.encoding=UTF-8 -noverify -Xbootclasspath/p:/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar -javaagent:/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar

其中/Volumes/Data/code/work/JavawebAgent/agent/target/agent.jar的路径为你在上一步编译出来的agent的路径,注意替换。

这时候我们在启动tomcat,就可以看到我们在AgentTransform中写的打印包名已经生效了,如下图:

上图红框区域为tomcat启动的时候加载的所有类名。然后我们打开浏览器查看web是否正常。

可以看到web也正常启动了。

创建ClassVisitor类

然后我们新建一个TestClassVisitor类,需要继承ClassVisitor类并且实现Opcodes类,代码如下

/* * Copyright sky 2019-04-03 Email:sky@03sec.com. * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */ package cn.org.javaweb.agent; import org.objectweb.asm.ClassVisitor; import org.objectweb.asm.MethodVisitor; import org.objectweb.asm.Opcodes; /** * @author sky */ public class TestClassVisitor extends ClassVisitor implements Opcodes { public TestClassVisitor(ClassVisitor cv) { super(Opcodes.ASM5, cv); } @Override public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) { MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions); System.out.println(name + "方法的描述符是:" + desc); return mv; } }

对ProcessBuilder(命令执行)类进行hook用户执行的命令 ≡≡ 使用transform对类名进行过滤

然后回到AgentTransform中,对transform方法的内容进行修改,transform方法代码如下:

public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { className = className.replace("/", "."); try { if (className.contains("ProcessBuilder")) { System.out.println("Load class: " + className); ClassReader classReader = new ClassReader(classfileBuffer); ClassWriter classWriter = new ClassWriter(classReader, ClassWriter.COMPUTE_MAXS); ClassVisitor classVisitor = new TestClassVisitor(classWriter); classReader.accept(classVisitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES); classfileBuffer = classWriter.toByteArray; } } catch (Exception e) { e.printStackTrace; } return classfileBuffer; }

简单介绍一下代码块内容

首先判断类名是否包含ProcessBuilder,如果包含则使用ClassReader对字节码进行读取,然后新建一个ClassWriter进行对ClassReader读取的字节码进行拼接,然后在新建一个我们自定义的ClassVisitor对类的触发事件进行hook,在然后调用classReader的accept方法,最后给classfileBuffer重新赋值修改后的字节码。

可能看起来比较绕,但是如果学会使用以后就比较好理解了。

≡≡ 创建测试环境

我们在tomcat中新建一个jsp,用来调用命令执行,代码如下:

<%@ page import="java.io.InputStream" %> <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %> <% Process process = Runtime.getRuntime.exec(request.getParameter("cmd")); InputStream in = process.getInputStream; int a = 0; byte[] b = new byte[1024]; while ((a = in.read(b)) != -1) { out.println(new String(b, 0, a)); } in.close; %>

可以看到就是一个简单的执行命令的代码;下面我们对就此更改过的内容进行build,看一下会输出点什么。

biuld完成,启动tomcat。

访问

http://localhost:8080/cmd.jsp?cmd=whoami

可以看到已经成功执行命令,我们回到idea里面的控制台看一下输出了什么。

通过上图可以完整的看到一个执行命令所调用的所有调用链。

Load class: java.lang.ProcessBuilder 方法的描述符是:(Ljava/util/List;)V 方法的描述符是:([Ljava/lang/String;)V command方法的描述符是:(Ljava/util/List;)Ljava/lang/ProcessBuilder; command方法的描述符是:([Ljava/lang/String;)Ljava/lang/ProcessBuilder; command方法的描述符是:Ljava/util/List; environment方法的描述符是:Ljava/util/Map; environment方法的描述符是:([Ljava/lang/String;)Ljava/lang/ProcessBuilder; directory方法的描述符是:Ljava/io/File; directory方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirects方法的描述符是:[Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect; redirectInput方法的描述符是:(Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectOutput方法的描述符是:(Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectError方法的描述符是:(Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectInput方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectOutput方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectError方法的描述符是:(Ljava/io/File;)Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectInput方法的描述符是:Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect; redirectOutput方法的描述符是:Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect; redirectError方法的描述符是:Ljava/lang/ProcessBuilder$Redirect; inheritIO方法的描述符是:Ljava/lang/ProcessBuilder; redirectErrorStream方法的描述符是:Z redirectErrorStream方法的描述符是:(Z)Ljava/lang/ProcessBuilder; start方法的描述符是:Ljava/lang/Process; 方法的描述符是:V Load class: java.lang.ProcessBuilder$NullInputStream 方法的描述符是:V read方法的描述符是:I available方法的描述符是:I 方法的描述符是:V Load class: java.lang.ProcessBuilder$NullOutputStream 方法的描述符是:V write方法的描述符是:(I)V 方法的描述符是:V

≡≡ 拿到用户所执行的命令

接下来我们看看尝试一下能否拿到所执行的命令

新建一个名为ProcessBuilderHook的类,然后在类中新建一个名字为start的静态方法,完整代码如下:

/* * Copyright sky 2019-04-04 Email:sky@03sec.com. * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */ package cn.org.javaweb.agent; import java.util.Arrays; import java.util.List; /** * @author sky */ public class ProcessBuilderHook { public static void start(List commands) { String[] commandArr = commands.toArray(new String[commands.size]); System.out.println(Arrays.toString(commandArr)); } }

这个方法干啥用的我们一会在说,先看下面。

≡≡ 复写visitMethod方法

打开TestClassVisitor,对visitMethod方法进行更改。具体代码如下:

@Override public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) { MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions); if ("start".equals(name) && "Ljava/lang/Process;".equals(desc)) { System.out.println(name + "方法的描述符是:" + desc); return new AdviceAdapter(Opcodes.ASM5, mv, access, name, desc) { @Override public void visitCode { mv.visitVarInsn(ALOAD, 0); mv.visitFieldInsn(GETFIELD, "java/lang/ProcessBuilder", "command", "Ljava/util/List;"); mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "cn/org/javaweb/agent/ProcessBuilderHook", "start", "(Ljava/util/List;)V", false); super.visitCode; } }; } return mv; }

给大家解释下新增加的代码,从if判断开始

判断传入进来的方法名是否为start以及方法描述符是否为Ljava/lang/Process;,如果是的话就新建一个AdviceAdapter方法,并且复写visitCode方法,对其字节码进行修改,

mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);

拿到栈顶上的this

mv.visitFieldInsn(GETFIELD, "java/lang/ProcessBuilder", "command", "Ljava/util/List;");

拿到this里面的command

mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "cn/org/javaweb/agent/ProcessBuilderHook", "start", "(Ljava/util/List;)V", false);

然后调用我们上面新建的ProcessBuilderHook类中的start方法,将上面拿到的this.command压入我们方法。

ProcessBuilderHook类的作用就是让这部分进行调用,然后转移就可以转入到我们的逻辑代码了。

我们再次编译一下,然后启动tomcat,访问cmd.jsp看看.

≡≡ 测试hook用户执行的命令参数是否拿到

访问

http://localhost:8080/cmd.jsp?cmd=ls%20-la

可以看到已经将当前目录下的内容打印了出来。

我们到idea中看看控制台输出了什么。

可以看到我们输入的命令

[whoami]

已经输出出来了,到此为止,我们拿到了要执行的命令.

总结

对于拿到要执行的命令以后怎么做,是需要拦截还是替换还是告警,这边就需要大家自己去实现了。当然,如果要实现拦截功能,还需要注意要获取当前请求中的的response,不然无法对response进行复写,也无法对其进行拦截。这边给大家提供一个思路,对应拦截功能,大家可以去hook请求相关的类,然后在危险hook点结合http请求上下文进行拦截请求。

对于其他攻击点的拦截,可以参考百度开源的OpenRasp进行编写hook点。

如需在Java中实现RASP技术,笔者建议好好了解一下ASM,这样对以后JAVA的运行机制也会有一定的了解,方便以后调试以及写代码。

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浅谈rasp rasp src module pom
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