Java 代码审计---反序列化

Java 序列化是一种将对象转换为字节流的过程，以便可以将对象保存到磁盘上，将其传输到网络上，或者将其存储在内存中，以后再进行反序列化，将字节流重新转换为对象。
序列化在 Java 中是通过 java.io.Serializable 接口来实现的，该接口没有任何方法，只是一个标记接口，用于标识类可以被序列化。
当你序列化对象时，你把它包装成一个特殊文件，可以保存、传输或存储。反序列化则是打开这个文件，读取序列化的数据，然后将其还原为对象，以便在程序中使用。
序列化是一种用于保存、传输和还原对象的方法，它使得对象可以在不同的计算机之间移动和共享，这对于分布式系统、数据存储和跨平台通信非常有用。

序列化

序列化主要是将一个java对象转换为二进制字节流的过程，在学习反序列化之前，首先来学习一下序列化是什么，怎么进行，知其然，知其所以然。
序列化首先需要注意一下几点

实现 Serializable 接口：序列化的对象必须要实现Serializable接口，这个接口是一个标记接口，没有任何方法，只是用于标识该类的对象可以被序列化。
对象的成员变量可序列化： 如果一个类中的成员变量是基本数据类型或其他可序列化的对象，则该类的对象也是可序列化的。如果成员变量是不可序列化的对象，可以使用 transient 关键字进行标记，表示在序列化过程中不将该成员变量序列化，并且static变量正常情况下是不会被序列化的。
版本控制： 在进行对象序列化时，需要注意版本控制，确保对象的类结构发生变化时不会导致序列化和反序列化的问题。可以通过 serialVersionUID 字段进行手动版本控制。
对象的引用关系： 如果对象间存在引用关系，即一个对象引用了另一个对象，那么在序列化和反序列化时，需要确保所有相关的对象都可以正确地序列化和反序列化。
ObjectOutputStream中的writeObject方法是java进行序列化的关键方法，下面是使用的具体方法

//创建一个FileOutputStream，其中写入ObjectOutputStream中的对象
FileOutputStream fileStream = new FileOutputStream(String file);

//创建ObjectOutputStream
ObjectOutputStream objStream = new ObjectOutputStream(fileStream);

//调用writeObject方法，该方法传入的是需要序列化的对象，并且该方法会将该对象进行序列化，写入到上面指定的输出流中：fileStream
objStream.writeObject(Object);

下面是序列化的示例
首先创建一个类，并且该类继承Serializable接口

package com.pwjcw.entity;  
  
import java.io.Serializable;  
  
public class Persion implements Serializable {  
    private String name;  
    private int age;  
  
    public Persion() {  
    }  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Persion{" +  
                "name='" + name + '\'' +  
                ", age=" + age +  
                '}';  
    }  
  
    public Persion(String name, int age) {  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
  
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
}

实现对该类的序列化

@Test  
public void TestSerialize() throws IOException {  
    Persion persion = new Persion("pwjcw", 1);  
    // 创建文件输出流，用于将对象序列化后的字节流写入文件  
    FileOutputStream f = new FileOutputStream("persion.ser");  
    // 创建对象输出流，用于将对象序列化后的数据写入文件  
    ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(f);  
    // 将 Person 对象进行序列化并写入文件  
    outputStream.writeObject(persion);  
    // 关闭对象输出流  
    outputStream.close();  
    // 关闭文件输出流  
    f.close();  
}

序列化后的数据

将一个对象进行序列化其实是将该对象的一些属性进行序列化，并不是对该对象的类，以及相关的方法也进行序列化为二进制数据。下面是persion.ser文件的二进制视图

在这里插入图片描述

serialVersionUID

在Java中，serialVersionUID是一个特殊的静态变量，用于标识序列化类的版本。当一个类被序列化时，它的serialVersionUID会被序列化到流中，以确保序列化和反序列化过程中类的版本一致性，如果反序列化时的serialVersionUID版本与本地对应的serialVersionUID版本不一致，则会导致反序列化失败。

当类的结构发生变化时（例如添加新的字段或方法），通过显式地指定serialVersionUID，可以确保旧版本的序列化数据可以与新版本的类兼容。如果不指定serialVersionUID，Java会根据类的结构自动生成一个，但是当类的结构发生变化时，自动生成的serialVersionUID也会改变，可能导致旧版本的序列化数据无法被正确反序列化

关于悖论的解释

上面也已经说到，serialVersionUID是一个静态变量，而静态变量正常情况下又不参与序列化，不过serialVersionUID是一个例外，这是java设计的一个特殊情况。

反序列化

反序列化和序列化相反，主要是从二进制字节流转换为java对象，可以通过ObjectInputStream类的readObject方法将传入的二进制流进行序列化到对象
下面是具体的使用示例

@Test  
public void TestUnSerialize() throws IOException, ClassNotFoundException {  
    //从文件中读取二进制字节流  
    FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream("persion.ser");  
    //创建ObjectInputStream对象，并且传入FileInputStream读取到的二进制字节流  
    ObjectInputStream objectInputStream=new ObjectInputStream(fileInputStream);  
    //调用readObject方法，并且转换为Persion对象  
    Persion persion= (Persion) objectInputStream.readObject();  
    //打印反序列化得到的persion对象  
    System.out.println(persion);  
}

反序列化导致rce的原因

在反序列化中，如果反序列化的目标类自定义了readObject方法，那么在反序列化时，将会调用目标类自定义的readObject方法，这是出现反序列化漏洞的根本原因。下面是一个演示示例。
目标类

package com.pwjcw.entity;  
  
import java.io.IOException;  
import java.io.ObjectInputStream;  
import java.io.Serializable;  
  
public class Persion implements Serializable {  
    private String name;  
    private int age;  
  
    public Persion() {  
    }  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Persion{" +  
                "name='" + name + '\'' +  
                ", age=" + age +  
                '}';  
    }  
  
    public Persion(String name, int age) {  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
  
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream objectInputStream) throws IOException, ClassNotFoundException {  
        objectInputStream.defaultReadObject();  
        Runtime.getRuntime().exec("calc.exe");  
    }  
}