Java 反序列化漏洞详解：原理、攻击方式及防御措施

Java 反序列化漏洞是指攻击者利用 Java 应用程序中的反序列化机制来执行远程代码。其本质是由于 Java 序列化机制的缺陷造成的，攻击者利用这个漏洞可以在不需要任何授权的情况下执行恶意代码，进而控制整个系统。

下面通过一个例子来详细讲解 Java 反序列化漏洞的原理和攻击方式。

假设我们有一个 Java 应用程序，其中包含一个 User 类，如下所示：

public class User implements Serializable {
    private String username;
    private String password;
    
    public User(String username, String password) {
        this.username = username;
        this.password = password;
    }  
    
    public String getUsername() {
        return username;
    }
    
    public String getPassword() {
        return password;
    }
}

该类实现了 'Serializable' 接口，可以被序列化和反序列化。现在我们需要将一个 User 对象写入文件，然后从文件中读取该对象并进行反序列化。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User('admin', '123456');
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream('user.ser'));
        oos.writeObject(user);
        oos.close();
        
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream('user.ser'));
        User user2 = (User)ois.readObject();
        ois.close();
        
        System.out.println(user2.getUsername());
        System.out.println(user2.getPassword());
    }
}

上述代码将一个 User 对象写入文件 'user.ser' 中，然后从文件中读取该对象并进行反序列化。在程序运行时，会输出用户的用户名和密码。

现在假设攻击者已经获得了 'user.ser' 文件，并想要利用反序列化漏洞执行远程代码。攻击者可以通过构造一个恶意的 User 对象来实现攻击：

public class MaliciousUser implements Serializable {
    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        in.defaultReadObject();
        Runtime.getRuntime().exec('calc.exe');
    }
}

该类同样实现了 'Serializable' 接口，并且重写了 'readObject()' 方法，在该方法中执行了 'Runtime.getRuntime().exec()' 方法，启动了计算器程序。攻击者可以将该类序列化后写入 'user.ser' 文件中，然后让程序从该文件中读取数据并进行反序列化。由于 'readObject()' 方法会在反序列化时被自动调用，因此攻击者可以在不需要任何授权的情况下执行恶意代码。

为了避免 Java 反序列化漏洞的攻击，可以采取以下措施：

禁止使用 'Serializable' 接口。可以使用 JSON 或者 XML 等其他格式进行数据序列化和反序列化。
对反序列化的数据进行校验，确保其来自可信的来源，并且符合预期的格式和数据类型。
对于需要使用 'Serializable' 接口的类，可以在该类中添加 'readObject()' 和 'writeObject()' 方法，并在这两个方法中对数据进行校验和过滤，以防止恶意数据的注入。
修改系统配置，禁止在运行时动态加载未知的类文件，避免攻击者利用反序列化漏洞向系统中注入恶意代码。