理解Java反序列化(Java Deserialization Vulnerability)

本文将从多个方面深入探讨Java反序列化漏洞，对于笔者所总结的经验和教训，以及掌握Java反序列化的设计模式、最佳实践和防范措施。

一、Java反序列化漏洞概述

Java反序列化漏洞是一种非常危险的安全漏洞，可导致服务器端的远程代码执行，并可能在客户端系统上导致DoS攻击和RCE攻击，影响范围非常广泛。

Java序列化和反序列化涉及将对象转换为字节流以进行传输，以及将字节流转换回对象。基本上，Java编程语言中的一些重要APIs允许开发人员将一个实现了Serializable接口的Java实例转换为一些字节，并且可以使用这些字节来重建对象。

这是一种标准的Java操作，用于将Java对象转换为Java二进制数据，并将其存储在磁盘上或通过网络传输。然后可以将二进制数据读回成一个新的Java对象。该对象有与序列化对象相同的属性和内容。反序列化可用于读取的二进制表示的Java对象，然后还原为实例对象。

二、Java序列化和反序列化

在Java中有多种实现序列化和反序列化的方法，下面是一个基本的例子。

public class SerializationDemo {
    public static void main(String args[]) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //序列化
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("test.txt");
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);

        Employee employee = new Employee();
        employee.setFirstName("Alex");
        employee.setLastName("Hu");
        employee.setSalary(80000);
        objectOutputStream.writeObject(employee);

        //反序列化
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("test.txt");
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
        Employee employee1 = (Employee) objectInputStream.readObject();

        System.out.println("FirstName: "+employee1.getFirstName()+" LastName: "+employee1.getLastName() + " Salary: "+ employee1.getSalary());
    }
}

class Employee implements Serializable{
    private String firstName;
    private String lastName;
    private int salary;

    public void setFirstName(String firstName) {
        this.firstName = firstName;
    }
    public void setLastName(String lastName) {
        this.lastName= lastName;
    }
    public void setSalary(int salary) {
        this.salary = salary;
    }
    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }
    public String getLastName() {
        return lastName;
    }
    public int getSalary() {
        return salary;
    }
}

在上述代码示例中，我们通过序列化实现将对象保存到文件上。同时，我们使用反序列化，将数据从文件中还原为对象。

三、Java反序列化漏洞原理

Java反序列化漏洞的根本原因在于Java虚拟机(JVM)被授权反序列化来自未受信任源的数据。因此，攻击者可以构造一些可执行的凭据，发送给受害人来触发反序列化，并在执行期间利用此漏洞进行代码执行攻击。

四、Java反序列化漏洞攻击案例

下面是几个Java反序列化漏洞攻击的案例：

1、Apache Struts 2 表达式注入漏洞

2017年3月7日，Apache Struts 2组件发布了一个严重的安全漏洞（CVE-2017-5638），攻击者可以利用受影响的Struts自动提交的表单，传递恶意Java序列化对象，最终导致服务器受到远程代码执行

2、Apache Commons Collections 反序列化漏洞

2015年11月，其它工具集也被曝出类似问题，Apache Commons Collections的一些版本也存在反序列化漏洞，攻击者通过构建恶意序列化对象，并将其传递给受影响的应用程序，可以控制应用程序达到任意代码执行的目的。

五、Java反序列化漏洞的防范措施

下面是几个防范Java反序列化漏洞的措施：

1、不要信任客户端输入数据

任何客户端输入都应该被当做不可信的数据。反序列化过程是将字节转换为Java对象的过程，而字节可以来自于任意客户端输入。使用客户端提交的反序列化数据来构造Java对象可能会导致安全漏洞。因此，应该验证任何输入数据，并在输入数据验证之后才进行反序列化操作。

2、使用ObjectInputStream的过滤器

ObjectInputStream类提供了专用的ObjectInputFilter机制，可以通过设置ObjectInputFilter来过滤反序列化请求。ObjectInputFilter允许用户定义一些规则，仅允许特定类型的对象传输或映射到特定的类。使用此机制的ObjectInputStream将拒绝在反序列化期间使用不受信任的序列化类型。这是一种有效的方法，用于保护不受信任代码从依赖方代码中读取或破坏图形。

3、使用安全的反序列化库

您应该首选可靠和安全的反序列化库，例如Google的GSON库。这种反序列化库提供了更好的安全性和错误处理，通常不会出现反序列化漏洞。

六、总结

本文通过对Java反序列化漏洞的详细解释，以及防御措施和示例代码，帮助读者深入了解反序列化漏洞产生的机制和原因，并重点分析了如何防范反序列化漏洞。

因此，保护应用程序的安全性的最佳方法是启用和实施强大的安全措施，并坚定地修复所有的漏洞。

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