Java反序列化漏洞

一、什麼是Java反序列化漏洞？

Java反序列化漏洞是一種常見的安全漏洞，攻擊者利用Java語言的反序列化功能，通過傳遞惡意的序列化數據來實現攻擊目標系統的目的。Java反序列化漏洞存在於Java的序列化和反序列化機制中。處理過程中，Java序列化程序將Java對象轉換為位元組序列，而Java反序列化程序將位元組序列轉換回Java對象。由於Java反序列化機制將不安全的數據轉換為可執行的Java對象，而攻擊者可以通過構造特製的惡意數據，觸發系統中的反序列化過程，執行惡意代碼或者篡改數據，從而導致系統被攻擊。

二、Java反序列化漏洞的危害

Java反序列化漏洞的危害較大，可以對系統進行很多形式的攻擊，下面介紹幾種常見的攻擊方式：

1、執行任意代碼

攻擊者可以構造惡意序列化數據，通過反序列化觸發任意代碼執行，從而控制系統，執行攻擊者任意命令，並獲取系統權限，便於他們進一步地操縱系統。

2、數據篡改

攻擊者可以通過對數據進行篡改，影響系統的正確性和完整性。例如通過修改系統配置，自定義用戶角色和權限等，或者篡改商業數據等操作，從而導致系統無法正常工作，數據完整性和機密性被破壞。

3、拒絕服務攻擊

攻擊者可以通過構造大量的惡意數據，佔用系統資源，降低系統性能，甚至使系統崩潰，導致系統無法提供服務。

三、Java反序列化漏洞的成因

Java反序列化漏洞的出現，有兩個主要原因：

1、Java反序列化機制設計上的缺陷

Java反序列化機制在設計上存在缺陷，使得攻擊者可以通過構造特定的數據，欺騙反序列化機制，從而執行任意代碼或篡改數據等攻擊。這主要是由於Java在序列化和反序列化時，對未知類型不進行數據校驗和安全過濾，因此，攻擊者可以通過創建特定的Java類或自定義類型（例如繼承Serializable接口的危險類），來操縱反序列化機制，從而使其執行任意代碼或者篡改數據。

2、反序列化數據缺乏驗證和過濾

在Java反序列化過程中，反序列化器將位元組流轉換成Java對象時，沒有對數據進行完整性驗證和過濾，導致攻擊者可以通過修改數據或者插入惡意代碼的方式，篡改數據或者執行非預期的操作。反序列化過程中，攻擊者可以利用Java中的反射機制，獲取或者修改Java對象的屬性，並以此為基礎，構造各種攻擊方式。

四、防範Java反序列化漏洞

為了避免Java反序列化漏洞，我們需要採取相應的安全措施，從以下幾個方面出發：

1、禁止使用可序列化與反序列化盡量使用JSON/Protobuf等數據傳輸格式

import java.io.*; 
public class Person implements Serializable  {  
    private String name;  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public String getName() {  
        return name;  
    } 
}

上面的Person類是一個示例，其中的Serializable接口被用於支持Java內置的序列化和反序列化機制。然而，這並不是一種安全的方法，因為攻擊者可以使用反序列化漏洞來執行惡意代碼。因此，在實現數據傳遞時，我們應該儘可能使用JSON、Protobuf等其他安全的數據傳輸格式。

2、反序列化時使用白名單

public Object doDeserialize(byte[] bytes) { 
    try { 
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes)); 

        Object o = ois.readObject(); 

        ois.close(); 

        if( o != null && o instanceof Person ) { 
            return o; 
        } 
    } catch(IOException e) { 
        e.printStackTrace(); 
    } catch(ClassNotFoundException e) { 
        e.printStackTrace(); 
    } 

    return null; 
}

使用白名單來過濾反序列化數據，是一種防止Java反序列化漏洞的有效方法。通過將可序列化類的完整類名和對象序列化後的簽名存儲在白名單文件中，可以有效過濾掉未知的反序列化對象。在下面的代碼示例中，我們使用白名單機制，只允許反序列化Person類對象。

3、對反序列化過程數據進行校驗和過濾

public Object doDeserialize(byte[] bytes) { 
    try { 
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes)); 

        Object o = ois.readObject(); 

        ois.close(); 

        if( o != null && o instanceof Person && ((Person)o).getName().length() <= 50 ) { 
            return o; 
        } 
    } catch(IOException e) { 
        e.printStackTrace(); 
    } catch(ClassNotFoundException e) { 
        e.printStackTrace(); 
    } 

    return null; 
}

在反序列化過程中，應該對反序列化的數據進行校驗和過濾操作，以確保數據的正確性。針對Person類的例子，在反序列化過程中，我們應該對name屬性進行數據長度驗證，確保其長度小於等於50個字符，從而保證數據的正確性。

五、結語

Java反序列化漏洞是一種常見的安全漏洞，其危害較大。為了避免此類漏洞的出現，我們需要在編碼時養成良好的代碼習慣，做到代碼規範、數據過濾、安全校驗等工作。此外，我們需要加強對Java反序列化機制的理解和掌握，掌握反序列化漏洞發生的原因，並按照上述防範方法來保障系統安全，有效地防範反序列化漏洞的出現。