介紹

筆者是大四學生，初涉安全的萌新，如果文章有錯誤之處還請大佬指出！

最初考慮采用純正則等方式匹配，但這種方式過于嚴格，程序員編寫的代碼有各種可能的組合

于是嘗試自行實現(xiàn)Java詞法分析和語法分析，稍作嘗試后發(fā)現(xiàn)這不現(xiàn)實，一方面涉及到編譯原理的一些算法，另外相比C語言等，Java語言本身較復雜，不是短時間能搞定的，深入研究編譯原理背離了做審計工具的目的

后來找到了幾種解決方案：Antlr,JavaCC,JDT,javaparser

經過對比，最終選擇javaparser項目，該項目似乎是基于JavaCC，核心開發(fā)者是effective java的作者。使用起來比較方便，可以簡單地以依賴的方式導入

<dependency><groupId>com.github.javaparser</groupId><artifactId>javaparser-symbol-solver-core</artifactId><version>3.23.0</version> </dependency>

筆者本想采用Golang編寫該工具，查找相關資料后發(fā)現(xiàn)，Golang本身提供AST庫，可以對Golang本身做語法分析，但找不到實現(xiàn)Java語法分析的庫（考慮后續(xù)復習下編譯原理自己嘗試）

實例

javaparser最根本的類是CompilationUnit，如果我們想對代碼做分析，首先需要實例化該對象

// code是讀入的java代碼字符串 // 也有其他重載，但這個比較方便 CompilationUnit compilationUnit = StaticJavaParser.parse(code);

給出一段最簡單的XSS代碼

package testcode.xss.servlets;import java.io.IOException; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class Demo extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {String param = req.getParameter("xss");resp.getWriter().write(param);} }

針對于該案例，我們寫審計工具的原理

• 從import來看，比如有request和response，以證明這是HttpServlet
• 從類來看，必須繼承自HttpServlet才能證明這是Servlet
• 如果req.getParameter得到的值被write了，認為這是XSS

驗證導包

關于驗證導入包的情況，簡單做了一個方法

public static boolean isImported(CompilationUnit compilationUnit, String fullName) {// lambda表達式中必須用這種方式修改值final boolean[] flag = new boolean[1];compilationUnit.getImports().forEach(i -> {if (i.getName().asString().equals(fullName)) {flag[0] = true;}});return flag[0]; }

如果要驗證請求和相應包的導入情況

final String SERVLET_REQUEST_IMPORT = "javax.servlet.http.HttpServletRequest"; final String SERVLET_RESPONSE_IMPORT = "javax.servlet.http.HttpServletResponse";boolean imported = isImported(compilationUnit, SERVLET_REQUEST_IMPORT) &&isImported(compilationUnit, SERVLET_RESPONSE_IMPORT); if (!imported) {logger.warn("no servlet xss");return results; }

獲得類節(jié)點

首先拿到Demo這個Class，因為一個java文件中不一定只有一個類

compilationUnit.findAll(ClassOrInterfaceDeclaration.class).stream()// 不是接口且不是抽象類.filter(c->!c.isInterface()&&!c.isAbstract()).forEach(c->{System.out.println(c.getNameAsString());});// 輸出 // Demo

進一步，我們需要判斷該類是否繼承自HttpServlet

compilationUnit.findAll(ClassOrInterfaceDeclaration.class).stream().filter(c->!c.isInterface()&&!c.isAbstract()).forEach(c->{boolean isHttpServlet = false;// 繼續(xù)用lambda反而不方便NodeList<ClassOrInterfaceType> eList = c.getExtendedTypes();for (ClassOrInterfaceType e:eList){if (e.asString().equals("HttpServlet")){isHttpServlet = true;break;}}if (isHttpServlet){// 這里面做進一步的邏輯System.out.println("hello");}});

只有得到類節(jié)點，才可以繼續(xù)遍歷抽象語法樹拿到方法等信息

獲得方法

遍歷得到方法節(jié)點，并且拿到具體的請求和響應參數(shù)名稱

之所以要拿到方法參數(shù)名，是為了做進一步的追蹤

if (isHttpServlet){c.getMethods().forEach(m->{// lambda不允許直接復制，所以借助mapMap<String,String> params = new HashMap<>();m.getParameters().forEach(p->{// resp（真實情況未必一定是resp）if (p.getType().asString().equals("HttpServletResponse")) {params.put("response", p.getName().asString());}// req（真實情況未必一定是req）if (p.getType().asString().equals("HttpServletRequest")) {params.put("request", p.getName().asString());}});System.out.println("request:"+params.get("request"));System.out.println("response:"+params.get("response"));}); }// 輸出 // request:req // response:resp

確認參數(shù)可控

審計漏洞的關鍵點就在于參數(shù)的可控，這也是難點

就本案例而言，如果某個參數(shù)是req.getParameter("…")獲取的，那么就可以認為是可控

實際上這個req并不一定是req，可能是request，requ等，這也是上一步需要一個map保存的原因

可以加上參數(shù)校驗

if (params.get("request") != null && !params.get("request").equals("") ||params.get("response") != null && !params.get("response").equals("")) {return; }

獲取所有的賦值表達式，確定是否調用了req.getParameter這樣的參數(shù)

并且參考上文的方式使用map保存這個參數(shù)結果，用于后續(xù)校驗

Map<String,String> var = new HashMap<>(); m.findAll(VariableDeclarationExpr.class).forEach(v->{MethodCallExpr right;boolean isGetParam = false;// 獲取賦值語句右邊部分if (v.getVariables().get(0).getInitializer().get() instanceof MethodCallExpr) {// 強轉不驗證會出問題right = (MethodCallExpr) v.getVariables().get(0).getInitializer().get();if (right.getScope().get().toString().equals(params.get("request"))){// 確定是否調用了req.getParameterif (right.getName().asString().equals("getParameter")){isGetParam = true;}}}if(isGetParam){var.put("reqParameter",v.getVariables().get(0).getNameAsString());logger.info("find req.getParameter");} });

確定觸發(fā)點

觸發(fā)點在本案例中是resp.getWriter().write()

這是一個方法調用，所以搜索MethodCallerExpr

m.findAll(MethodCallExpr.class).forEach(im -> {if (im.getScope().get().toString().equals(params.get("response"))) {// 如果調用了response.getWriterif (im.getName().asString().equals("getWriter")) {MethodCallExpr method;// 直接強轉會出問題if (im.getParentNode().get() instanceof MethodCallExpr) {// 后一步方法method = (MethodCallExpr) im.getParentNode().get();} else {return;}// response.getWriter.write();if (method.getName().asString().equals("write")) {// 該案例中write的是常量param，所以搜NameExprmethod.findAll(NameExpr.class).forEach(name -> {// 這里用到了之前保存在map的reqParameterif (name.getNameAsString().equals(var.get("reqParameter"))) {// 認為存在XSSlogger.info("find xss");}});}}} });

針對于這個基礎案例，可以再加入幾個規(guī)則，針對于response.getOutputStream方式

if (im.getName().asString().equals("getOutputStream")) {MethodCallExpr method;if (im.getParentNode().get() instanceof MethodCallExpr) {method = (MethodCallExpr) im.getParentNode().get();} else {return;}// response.getOutputStream.print();// response.getOutputStream.println();if (method.getName().asString().equals("print") ||method.getName().asString().equals("println")) {method.findAll(NameExpr.class).forEach(name -> {if (name.getNameAsString().equals(var.get("reqParameter"))) {logger.info("find xss");}});} }

測試

嘗試讓原來的XSS代碼復雜一些，看看審計的效果

public class Demo extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {String param = req.getParameter("xss");if(param.equals("hello world")){// do other}else{demoService.doSearch();}int a = 1;int b = 2;logger.log(String.format("%d+%d=%d",a,b,a+b));try{// todo}catch (Exception e){e.printStackTrace();}resp.getWriter().write(param);} }

運行后成功檢測到XSS

結尾

這篇文章只針對最基本的Servlet XSS做了審計，實際上無論從廣度還是深度，都有巨大的工作量：

• 廣度：SQL注入，XXE，反序列化，文件上傳，CSRF等漏洞的審計
• 深度：如果代碼對Servlet做了一定的封裝，或者需要跨多個java文件分析
• 可控參數(shù)的追蹤：從controller層傳入參數(shù)到返回，這個參數(shù)經歷了些什么

代碼在github：https://github.com/EmYiQing/XVulnFinder

簡單寫了個輸出html的頁面：

最后

【獲取網絡安全學習資料以及工具】可以關注私我

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【安全工具】浅谈编写Java代码审计工具的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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