FastJson拒绝服务漏洞分析

阅读量    209664 | 评论 4

分享到: QQ空间 新浪微博 微信 QQ facebook twitter

 

作者:fnmsd@360云安全

前言

@badcode师傅那里知道了这么漏洞,尝试着分析复现一下,影响范围fastjson<=1.2.59。

感谢@pyn3rd师傅对OOM机制的讲解。

该漏洞会导致java进程的占用内存迅速涨到JVM允许的最大值(-Xmx参数,默认为1/4物理内存大小),并且CPU飙升。

该漏洞并不能直接打挂java进程,但是可能由于java进程占用内存过大,导致被系统的OOM Killer杀掉。

 

补丁

github上的diff:

scanString针对JSON中x字符的处理,加入了判断后两个字符是否为hex字符,不为hex字符,直接退出。

还有isEOF方法也进行了逻辑完善。

 

测试代码

简化了一下,原版的可以看引用里的链接:

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONException;

public class fastjsonDos {
    public static void main(String[] args){
        //{"a":"x
        //漏洞是由于fastjson处理字符串中x这种HEX字符表示形式出现的问题。
        String DEATH_STRING = "{"a":"\x";//输入字符串长度为8
        try{
            Object obj = JSON.parse(DEATH_STRING);
            System.out.println(obj);
        }catch (JSONException ex){
            System.out.println(ex);
        }
    }
}

使用fastjson 1.2.59+jdk8u20,测试机内存20GB。

 

整体流程分析

根据补丁可以看出,是对JSONLexerBase类中ScanString方法的switch中的case ‘x’分支进行了修改(x这种Hex字符的处理部分),所以在1.2.59的该部分进行下断点。

跟入next方法,到了JSONScanner类的next方法:

可以看到逻辑,会对bp进行+1操作并赋给index,如果index>=this.len(JSON的长度)就会返回EOI,否则返回文本内容。

EOI=0x1A

回到scanString函数,经过了两次next,bp已经为9,而输入的字符串长度为8。

继续往下走,跟入putChar函数:

如果sp与sbuf数组长度相等,就扩张sbuf数组长度(大小翻倍,所以看起来OOM的位置应该就在这)

回到scanString中,继续往下走,发现回到了scanString的开头,刚才的代码部分都是在一个死循环当中:

由于此时bp已经大于输入的字符串长度,此时next()会返回EOI(0x1A)不等于双引号,并进入到ch==EOI的分支中,跟入isEOF函数:

bp==lench==EOI&&bp+1==len认为是EOF,但此时bp=10 len=8,后面再调用next方法bp只可能更大,永远不满足isEOF的条件,所以上面的putChar(EOI)会无限的执行,sBuf不断扩大,直到OOM。

emm,但是实际测试的时候还是有点差别的。

 

单线程运行没OOM异常

首次运行代码很快就报了这么一个异常:

NegativeArraySizeException,数组长度为负值异常,并没有OOM。

在idea中下了一个异常断点到NegativeArraySizeException上,断点断在了putChar数组空间扩展的位置:

此时sbuf的长度为1073741824(1G的大小),而sbuf.length的类型为int型,int型最大为2147483647。

而1073741824×2= 2147483648,正好大1,所以下溢出了:

此时内存占用3.3GB左右。

通过多方查询,java的默认最大允许内存最大物理内存的1/4,我这应该就是5GB左右,此时还没有到OOM的标准,反而由于下溢出先触发了NegativeArraySizeException这个异常。

 

多线程运行触发OOM

既然单的不行就来个多的,稍微改下代码,改个多线程的:

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONException;

public class fastjsonDos1 implements Runnable{
    public static void main(String[] args)  {

        new Thread(new fastjsonDos1()).start();
        new Thread(new fastjsonDos1()).start();
//        new Thread(new fastjsonDos1()).start();
//       new Thread(new fastjsonDos1()).start();
//        new Thread(new fastjsonDos1()).start();

    }

    public void run() {
        String DEATH_STRING = "{"a":"\x";
        try{
            Object obj = JSON.parse(DEATH_STRING);
            System.out.println(obj);
        }catch (JSONException ex){
            System.out.println(ex);
        }
    }
}

我的测试机20GB内存两个线程就OOM了:

可以看到Thread1先OOM,Thread0缺依然是下溢出问题,所以虽然线程OOM了,java进程并没有挂掉。

写了一个简单的SpringBoot应用做测试,使用burp以10线程进行访问,可以发现虽然一直报OOM异常,但是java进程却没有挂掉,内存最后稳定在4GB多(略小于-Xmx)使不再触发漏洞,占用内存也不会再减小。

顺便CPU飙升:

有想做实验的朋友可以尝试着将运行java的-Xmx参数改的大大,然后再运行感受一下。(老实人的微笑)

 

有关OOM

Java的OutOfMemoryError是JVM内部的异常,是一个可捕获异常,并不会直接导致java进程被Kill掉,顶多线程挂掉。

Linux下当应用程序内存超出内存上限时,会触发OOM Killer机制以保持系统空间正常运行,哪个进程被点名Kill是通过linux/mm/oom_kill.c中oom_badness进行算分选择的,并且可以通过设定oom_adj 来调节其被Kill的可能性。

所以,java默认最大1/4物理内存占用,不太容易造成系统的OOM的(当然你系统里其他的进程是吃内存怪当我没说)。

但是很多关于java OOM异常的解决文章中建议将最大值改为不超过物理内存的80%,此时就有可能造成内存占用过多,导致被系统Kill掉。

 

参考

https://github.com/alibaba/fastjson/commit/995845170527221ca0293cf290e33a7d6cb52bf7#diff-aa8d9d6e56964418428ff59fb887afae

https://github.com/alibaba/fastjson/commit/80b7b1e6d57a722f7cca549540394c3072ad8ecb

https://github.com/Omega-Ariston/fastjson/blob/b44900e5cc2a0212992fd7f8f0b1285ba77bb35d/src/test/java/com/alibaba/json/bvt/issue_2600/Issue2689.java

https://blog.csdn.net/liukuan73/article/details/43238623

分享到: QQ空间 新浪微博 微信 QQ facebook twitter
|推荐阅读
|发表评论
|评论列表
加载更多