基本概念

XMLDecoder用于将XMLEncoder创建的xml文档内容反序列化为一个Java对象，其位于java.beans包下。

影响版本

XMLDecoder在JDK 1.4~JDK 11中都存在反序列化漏洞安全风险。

Demo

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
import com.sun.beans.decoder.DocumentHandler;
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;

import javax.xml.parsers.SAXParser;
import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.beans.XMLDecoder;

public class test {

    public static void XMLDecode_Deserialize(String path) throws Exception {
        File file = new File(path);
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
        XMLDecoder xd = new XMLDecoder(bis);
        xd.readObject();
        xd.close();
    }


    public static void main(String[] args){
        //XMLDecode Deserialize Test
        String path = "poc.xml";
        try {
            XMLDecode_Deserialize(path);

//            File f = new File(path);
//            SAXParserFactory sf = SAXParserFactory.newInstance();
//            SAXParser sp = sf.newSAXParser();
//
//            DefaultHandler dh = new DefaultHandler();
//            DocumentHandler dh = new DocumentHandler();
//            sp.parse(f, dh);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Payload：

poc.xml，可以看到java标签的class属性指定XMLDecoder类，对象标签指定ProcessBuilder类、void标签指定方法为start，即可调用ProcessBuilder.start()来执行其中的命令。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<java version="1.8.0_131" class="java.beans.XMLDecoder">
	<object class="java.lang.ProcessBuilder">
		<array class="java.lang.String" length="1">
			<void index="0">
				<string>calc</string>
			</void>
		</array>
		<void method="start" />
	</object>
</java>

运行后，会弹出计算器：

调试分析

在IDEA下设置断点跟踪调试。

在readObject()处设置断点，可看到XMLDecoder对象xd的input属性包含了输入XML文档的路径：

继续往里调试，调用到XMLDecoder.parsingComplete()时，发现里面调用了

XMLDecoder.this.handler.parse()，其中this.handler即为DocumentHandler，换句话说，就是调用了DocumentHandler.parser()来解析输入的XML文档内容：

跟踪进去，可以看到DocumentHandler.parser()中调用了如下函数来解析XML内容：

1
SAXParserFactory.newInstance().newSAXParser().parse()

接着设置xmlReader的相关handler，如处理XML内容、实体、错误、文档类型定义、文件等句柄，最后调用xmlReader.parse()解析XML文件内容：

继续调试，在XML11Configuration.parse()中发现调用determineDocVersion()：

跟踪进去发现，determineDocVersion()主要获取XML实体扫描器然后扫描解析\<?xml version=…?>来获取XML文档的版本信息：

返回版本信息后，继续往下在XML11Configuration.parse()中调用startDocumentParsing()函数，主要是重置扫描器的版本配置并开始文件扫描准备，其中开始文件扫描准备是调用startEntity()函数（跟踪进去可以看到是通知扫描器开始实体扫描，其中文档实体的伪名称为“[xml]”、DTD的伪名称为“[dtd]”、参数实体名称以“%”开头；接着函数内部会调用startDocument()函数开始准备文件扫描）：

可以看到最后调用到的startDocument()函数会清空当前对象和句柄为文件扫描的开始做准备：

返回到XML11Configuration.parse()中继续往下调试，调用scanDocument()开始文件扫描：

进入scanDocument()，可以看到设置实体句柄后，主要是执行do while循环体，其中的包含START_DOCUMENT、START_ELEMENT、CHARACTERS、SPACE、ENTITY_REFERENCE、PROCESSING_INSTRUCTION、COMMENT、DTD、CDATA、NOTATION_DECLARATION、ENTITY_DECLARATION、NAMESPACE、ATTRIBUTE、END_ELEMENT等的扫描识别：

中间XML节点解析的过程不用过多分析，调试至END_ELEMENT时，可以看到其中提取出“calc”参数值：

跟踪进去后面的getValueObject()函数，可以看到变量var3和var4，分别为获取到ProcessBuilder类名和start方法名，在调用Expression()：

继续跟踪到里面，最后会调用MethodUtil.invoke()方法实现反射执行任意类方法：

再次F7直接执行了代码弹出计算器：

整体地看一下，整个调用过程大致如下：

1
XMLDecoder.readObject() -> XMLDecoder.parsingCompelete() -> DocumentHandler.parse() -> SAXParserFactory.newInstance().newSAXParser().parse() -> xmlReader.parse()

可以发现，XMLDecoder类解析XML是调用DocumentHandler类实现的，而DocumentHandler类是基于SAXParser类对XML的解析上的。

那么可以去分析一下，到底哪个类才是真正的漏洞类。测试一下，可以看出DocumentHandler类才是XMLDecoder反序列化漏洞的根源类：

检测方法

全局搜索XMLDecoder关键字，排查是否调用readObject()函数且参数是否可控。

防御方法

若可以尽量不使用XMLDecoder反序列化XML内容；若使用则尽量确保参数不可由外界输入，尽量以白名单的方式限定XML文档名且结合严格的过滤机制。