内存马-补充

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内存马

前言

随着每年攻防对抗强度的增加,普通的木马在各大厂商的安全设备下,根本难以存活,想要落地一个实体木马的难度逐渐增大。逐步完善的过滤机制、前后端分离的趋势,使得传统的webshell生存空间越来越小。于是,随着时代的发展,内存马出现了。
内存马就是一种无需落地文件就能使用的webshell,它将恶意代码写入内存,拦截固定参数来达到webshell的效果。
发展过程如下:
web服务器管理页面——> 大马——>小马拉大马——>一句话木马——>加密一句话木马——>加密内存马

php内存马

刚开始学习的时候,只知道php内存马,想的都是内存马,php和java应该会有一些相似的特征,应该可以类比一下。
php内存马常常作为AWD对抗赛的常用手段
先通过一个简单的php型看一下内存马的基本实现思路
生成 .config.php 普通 ls 列不出来, 得 ls -a 才会列出==>隐藏文件
删除自身文件,然后在某一个目录下循环生成你的webshell==>不死
那我们可以梳理一下php内存马的流程:
  1. 将携带循环生成木马的命令脚本上传至目标服务器
  1. 删除文件本身
  1. 让其以隐藏文件的方式,死循环创建文件,并向文件中写入木马

查杀php内存马

  1. 重启php服务器,(service apache2 restart)
  1. 强行kill 后台进程 ps aux | grep www-data | awk '{print $2}' | xargs kill -9
  1. while循环写脚本 while : ;do rm -rf xxx; done
  1. 建立一个和不死马相同名字的文件或者目录,不断竞争写入一个和不死马同名的文件
那我们根据php来类比一下java
  1. 内存马无文件落地,用户无法浏览到
  1. 文件不死,能够循环执行
要实现这两点,需要结合java的特性来看,通常运行java的web容器是Tomcat,这里以Tomcat为例

实现思路

我们先来看一下客户端(浏览器)与服务器(Tomcat)交互的简化流程
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客户端发起的web请求会依次经过Listener、Filter、Servlet三个组件,我们只要在这个请求的过程中做手脚,在内存中修改已有的组件或者动态注册一个新的组件,插入恶意的shellcode,就可以达到我们的目的。
一句话总结:对访问路径映射及相关处理代码的动态注册。
我们要在上面这三个地方动手脚,于是按照作用的位置,我们有了
  • listener 内存马
  • filter内存马
  • Servlet内存马
这三个,统称为:servlet-api型。
在特定框架里,如Spring/Struts2等框架,按照位置分类可以有
  • interceptor型
  • controller型
同时,针对不同的中间件还有不同的类型
  • Tomcat的Pipeline&Valve
  • Grizzly的FilterChain&Filter等等
最后一种是字节码增强型内存马,Java Agent内存马。
最终安全行业将分为以下几类
  • 动态注册servlet/filter/listener(使用 servlet-api 的具体实现)
  • 动态注册interceptor/controller(使用框架如 spring/struts2)
  • 动态注册使用职责链设计模式的中间件、框架的实现(例如 Tomcat的Pipeline&Valve,Grizzly的FilterChain&Filter等等)
  • 使用java agent技术写入字节码

以Filter型内存马为例

在进入正题之前,先说两个东西
java特性--反射
java的四大特性是,封装,继承,多态,反射,其中灵魂是反射。
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我们先看这张图,正常我们new一个对象的时候,逻辑过程是,把class文件加载到jvm中,之后才能产生class对象,但是我们利用反射机制的话,就能够直接在jvm中调用已经加载好的class文件,从而实现去new一个对象。
简单的反射获取对象的方法有以下几种:
常在连接数据库的时候这么用
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")
①获取目标类型的Class对象
②通过Class对象分别获取Constructor类对象、Method类对象 & Field 类对象
③通过Constructor类对象、Method类对象 & Field类对象分别获取类的构造函数、方法&属性的具体信息,并进行后续操作

Tomcat热加载

上面说到,根据双亲委派机制,那么什么是双亲委派机制呢?
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但是Tomcat不适用于这种机制,他所使用的是:
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所以,在分析某些类的时候,要按照对应Tomcat里面去分析。
流程分析
filter也称之为过滤器,过滤器实际上就是对web资源进行拦截,做一些过滤,权限鉴别等处理后再交给下一个过滤器或servlet处理,通常都是用来拦截request进行处理的,也可以对返回的response进行拦截处理。
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当多个filter同时存在的时候,组成了filter链。web服务器根据Filter在web.xml文件中的注册顺序,决定先调用哪个Filter。第一个Filter的doFilter方法被调用时,web服务器会创建一个代表Filter链的FilterChain对象传递给该方法。在doFilter方法中,开发人员如果调用了FilterChain对象的doFilter方法,则web服务器会检查FilterChain对象中是否还有filter,如果有,则调用第2个filter,如果没有,则调用目标资源。
如果我们动态创建一个filter并且将其放在最前面,我们的filter就会最先执行,当我们在filter中添加恶意代码,就会进行命令执行,这样也就成为了一个内存Webshell。

Filter生命周期

Filter对象创建后会驻留在内存,当web应用移除或服务器停止时才销毁。在Web容器卸载Filter对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中,可以释放过滤器使用的资源。
我们可以通过动态注册的方法去注册一个FIlter
Filter类的介绍
FilterDefs:存放FilterDef的数组 ,FilterDef 中存储着我们过滤器名,过滤器实例等基本信息
FilterConfigs:存放filterConfig的数组,在 FilterConfig 中主要存放 FilterDef 和 Filter对象等信息
FilterMaps:存放FilterMap的数组,在 FilterMap 中主要存放了 FilterName 和 对应的URLPattern
FilterChain:过滤器链,该对象上的 doFilter 方法能依次调用链上的 Filter
ApplicationFilterChain:调用过滤器链
ApplicationFilterConfig:获取过滤器
ApplicationFilterFactory:组装过滤器链
WebXml:存放 web.xml 中内容的类
ContextConfig:Web应用的上下文配置类
StandardContext:Context接口的标准实现类,一个 Context 代表一个 Web 应用,其下可以包含多个 Wrapper
StandardWrapperValve:一个 Wrapper 的标准实现类,一个 Wrapper 代表一个Servlet
OK,到这里,我我们有些许迷茫,什么是Context,wrapper
Servlet是java最基本的应用,而Tomcat是一个大的Servlet容器,tomcat 主要由connector连接器和容器组成。(这四个容器的关系如下),是父子关系,不是平行关系
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和Servlet的方式不同,Filter不能通过注解去配置,必须在web.xml进行配置。
这里写了两个FilterDemo,代码基本相同,主要是为了展示这个Filter过滤链。
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Tomcat是这样将我们自定义的filter调用的。
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  1. 根据请求的URL从FilterMaps中找出与之URL对应的Filter名称
  1. 根据Filter名称去FilterConfigs中寻找对应名称的FilterConfig
  1. 找到对应的FilterConfig 之后添加到FilterChain中,并且返回FilterChain
  1. filterChain中调用internalDoFilter遍历获取chain中的FilterConfig,然后从FilterConfig中获取Filter,然后调用Filter的 doFilter方法
模拟注入
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实际过程中,我们是不可能操作web.xml的,我们需要使用反射进行动态注册,
流程如下:
  1. 创​建一个恶意Filter
  1. 利用FilterDef对Filter进行一个封装
  1. 将FilterDef添加到FilterDefs和FilterConfig
  1. 创建FilterMap ,将我们的Filter和urlpattern相对应,存放到filterMaps中(由于Filter生效会有一个先后顺序,所以我们一般都是放在最前面,让我们的Filter最先触发)
从前面的的分析,可以发现程序在创建过滤器链的时候,context变量里面包含了三个和filter有关的成员变量:filterConfigs,filterDefs,filterMaps
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现在要解决的两个问题:
  1. 如何获取这个context对象。
  1. 如何修改filterConfigs,filterDefs,filterMaps,将恶意类插入。

如何获取context对象

首先,你需要知道
Tomcat中的对应的ServletContext实现是ApplicationContext。
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在Web应用中获取的ServletContext实际上是ApplicationContextFacade对象,对ApplicationContext进行了封装,而ApplicationContext实例中又包含了StandardContext实例,以此来获取操作Tomcat容器内部的一些信息,例如Servlet的注册等。
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当我们能直接获取 request 的时候,可以直接将 ServletContext 转为 StandardContext 从而获取 context。
ServeltContext -> ApplicationContext
通过Java反射获取servletContext所属的类(ServletContext实际上是ApplicationContextFacade对象),使用getDeclaredField根据指定名称context获取类的属性(private final org.apache.catalina.core.ApplicationContext),因为是private类型,所以使用setAccessible取消对权限的检查,实现对私有的访问,此时appctx的值:
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ApplicationContext -> StandardContext(ApplicationContext实例中包含了StandardContext实例)
通过Java反射获取applicationContext所属的类(org.apache.catalina.core.ApplicationContext),使用getDeclaredField根据指定名称context获取类的属性(private final org.apache.catalina.core.StandardContext),因为是private类型,使用setAccessible取消对权限的检查,实现对私有的访问,此时stdctx的值:
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这样就可以获取(StandardContext)context对象。
之后组合起来
如何修改对应的属性
addFilterDef: 添加一个filterDef到Context
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addFilterMapBefore: 添加filterMap到所有filter最前面
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ApplicationFilterConfig: 为指定的过滤器构造一个新的 ApplicationFilterConfig
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我们需要实例化一个FilterDef对象,并将恶意构造的恶意类添加到filterDef中
之后,实例化一个FilterMap对象,并将filterMap到所有filter最前面
最后,FilterConfigs存放filterConfig的数组,在FilterConfig中主要存放FilterDef和Filter对象等信息
先获取当前filterConfigs信息
通过Java反射来获得构造器(Constructor)对象并调用其newInstance()方法创建创建FilterConfig
然后将恶意的filter名和配置好的filterConfig传入
至此,我们的恶意filter已经全部装载完成。
最终得到的内存马为
效果如下
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之后,在满足urlpattern的情况下,可以执行任意命令
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注意,这样产生的内存马在重启之后是会消失的,有师傅写过重启后也不会消失的内存马,师傅们可以抽空看一看。
那么我们该怎么防御,或者说查杀呢?
Tomcat内存马的排除与查杀
原理• 利用Java Agent技术遍历所有已经加载到内存中的class。先判断是否是内存马,是则进入内存查杀。
  • 访问时抛异常(或跳过调用),中断此次调用
  • 从系统中移除该对象
排查方式
  • 如果是jsp注入,日志中排查可疑jsp的访问请求。
  • 如果是代码执行漏洞,排查中间件的error.log,查看是否有可疑的报错,判断注入时间和方法
  • 根据业务使用的组件排查是否可能存在java代码执行漏洞以及是否存在过webshell,排查框架漏洞,反序列化漏洞。
  • 如果是servlet或者spring的controller类型,根据上报的webshell的url查找日志(日志可能被关闭,不一定有),根据url最早访问时间确定被注入时间。
  • 如果是filter或者listener类型,可能会有较多的404但是带有参数的请求,或者大量请求不同url但带有相同的参数,或者页面并不存在但返回200
查杀方式
可以使用哥斯拉,冰蝎,或者上文提到的内存马进行一个生成,然后再进行查杀。
  1. VisualVM(远程调试)
VisualVM是一个集成多个JDK命令行工具的可视化工具。可以作为Java应用程序性能分析和运行监控的工具。开发人员可以利用它来监控、分析线程信息,浏览内存堆数据。系统管理员可以利用它来监测、控制Java应用程序横跨整个网络的情况。
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通过图形化进行界面审计
  1. arthas
arthas是Alibaba开源的Java诊断工具 https://github.com/alibaba/arthas
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是一个比较好用的java应用检测工具,
了解文档可以从这里https://arthas.aliyun.com/zh-cn/
mbean(查看 Mbean 的信息,查看异常Filter/Servlet节点)
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dashboard(显示当前面板的实时状态)
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jad(反编译指定已加载类的源码)
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sc对jvm已经加载的类进行搜索
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  1. Copagent
这个项目是上面的改进版本,直接可以确定风险等级,并且将内存中的信息全部输出。项目地址 **:
https://github.com/LandGrey/copagent试了一下,只有jdk1.8能够运行,之后会生成一个.copagent,里面有扫描结果。
**
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在result里面可以查看结果,展示详细信息
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根据风险等级判断
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在相关class文件里查找这个包
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代码可以在相关 java文件里找到
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  1. java-memshell-scannerhttps://github.com/c0ny1/java-memshell-scanner通过jsp脚本扫描并查杀各类中间件内存马,比Java agent要温和一些。
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