Wie können Sicherheitslücken bei der Java-Serialisierung verhindert werden?

Um Schwachstellen bei der Java-Serialisierung zu verhindern, ist ein mehrstufiger Ansatz erforderlich, einschließlich: Verwendung von Whitelists zur Begrenzung serialisierbarer Klassen. Verwenden Sie Filter, um Objekte zu überprüfen, Signaturen zu überprüfen oder Objekte zu verschlüsseln. Deaktivieren Sie den Deserialisierungsprozess. Isolieren Sie den Deserialisierungsprozess und führen Sie ihn in einer kontrollierten Umgebung aus. Implementieren Sie eine Eingabevalidierung, nutzen Sie sichere Codierungspraktiken und aktualisieren Sie regelmäßig Software und Abhängigkeiten, um Anwendungen zu härten.

So verhindern Sie Sicherheitslücken bei der Java-Serialisierung

Java-Serialisierung ist ein Prozess der Konvertierung von Objekten in ein Binärformat zur Speicherung oder Übertragung. Wenn dieser Prozess nicht sorgfältig konzipiert wird, kann er zu schwerwiegenden Sicherheitslücken führen. In diesem Artikel werden die Arten dieser Sicherheitslücken und ihre Vermeidung untersucht.

Schwachstellentypen

Es gibt zwei Haupttypen von Java-Serialisierungsschwachstellen:

• Remote Code Execution (RCE): Ein Angreifer kann den Serialisierungsprozess ausnutzen, um beliebigen Code auf dem Computer des Opfers auszuführen.
• Deserialization Replay Attack: Ein Angreifer kann ein zuvor serialisiertes Objekt erneut abspielen, um nicht autorisierte Vorgänge auszulösen.

Vorsichtsmaßnahmen

Um Schwachstellen bei der Java-Serialisierung zu verhindern, ist ein mehrstufiger Ansatz erforderlich:

1. Verwenden Sie eine Whitelist.

Verwenden Sie eine Whitelist, um die Klassen zu begrenzen, die serialisiert werden können, und nur die Serialisierung vertrauenswürdiger Klassen zuzulassen. Dies verringert das Risiko von RCE-Schwachstellen.

import java.io.Serializable;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SerializableFilter implements SerializableFilter {

    private Set<String> allowedClasses = new HashSet<>();

    public SerializableFilter() {
        allowedClasses.add("com.example.user.User");
        allowedClasses.add("com.example.product.Product");
    }

    @Override
    public boolean accept(Class<?> clazz) {
        return allowedClasses.contains(clazz.getName());
    }

}

2. Verwenden Sie Filter

Verwenden Sie Filter, um Objekte während der Serialisierung und Deserialisierung zu überprüfen. Filter können die Signatur eines Objekts überprüfen, das Objekt verschlüsseln oder auf das Vorhandensein verdächtiger Attribute prüfen.

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream.PutField;
import java.lang.reflect.Field;

public class SerializationFilter implements ObjectOutputFilter {

    @Override
    public ObjectOutputStream filter(ObjectOutputStream out) {
        return new ObjectOutputStream(out) {

            @Override
            protected PutField putFields() throws IOException {
                return new PutField() {

                    @Override
                    public void put(String name, Object value) throws IOException {
                        if (value instanceof SensitiveData) {
                            throw new SecurityException("Cannot serialize sensitive data");
                        }
                        super.put(name, value);
                    }
                    
                };
            }
            
        };
    }

}

3. Deaktivieren Sie die Deserialisierung

Deaktivieren Sie den Deserialisierungsprozess, wenn möglich. Beispielsweise können Sie die Deserialisierung in einem Servlet deaktivieren.

import javax.servlet.ServletContext;

public class ServletInitializer implements ServletContextListener {

    @Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {
        ServletContextListener.super.contextInitialized(sce);
        sce.getServletContext().setAttribute("org.apache.catalina.connector.RMI_SERVER", "disabled");
    }
    
}

4. Deserialisierung isolieren

Wenn Sie die Deserialisierung nicht deaktivieren können, können Sie den Deserialisierungsprozess isolieren und in einer kontrollierten Umgebung durchführen. Beispielsweise kann die Deserialisierung in einer separaten virtuellen Maschine oder einem separaten Container durchgeführt werden.

5. Härten Sie Ihre Anwendung ab

Zusätzlich zu spezifischen Serialisierungssicherheitsmaßnahmen können Schwachstellen durch die Absicherung Ihrer Anwendung verhindert werden, einschließlich:

• Implementierung der Eingabevalidierung.
• Verwenden Sie sichere Codierungspraktiken.
• Aktualisieren Sie Software und Abhängigkeiten regelmäßig.

Realistisches Beispiel

Betrachten Sie das folgende Beispiel:

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class VulnerableClass {

    private String name;

    public VulnerableClass(String name) {
        this.name = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("malicious.ser");
             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos)) {
            oos.writeObject(new VulnerableClass("attacker-controlled-data"));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
}

Dieses Codebeispiel erstellt ein VulnerableClass-Objekt, das vom Angreifer kontrollierte Daten enthält. Das Objekt wird in die Datei bösartig.ser serialisiert. Ein Angreifer könnte diese Daten ausnutzen, um mithilfe eines modifizierten RCE-Exploits beliebigen Code auf dem Computer des Opfers auszuführen. VulnerableClass 对象，其中包含攻击者控制的数据。该对象被序列化到文件恶意.ser。攻击者可以使用经过修改的 RCE 漏洞攻击利用此数据在受害者计算机上执行任意代码。

通过应用上述预防措施，我们可以抵御此类漏洞。例如，我们可以使用白名单仅允许 VulnerableClass

Durch die Anwendung der oben genannten Vorsichtsmaßnahmen können wir uns vor solchen Schwachstellen schützen. Beispielsweise könnten wir eine Whitelist verwenden, um nur die Serialisierung vertrauenswürdiger Versionen von VulnerableClass zuzulassen.

Fazit

Die Java-Serialisierungsschwachstelle ist eine ernsthafte Sicherheitsbedrohung. Durch einen mehrstufigen Ansatz, einschließlich der Verwendung von Whitelists und Filtern, der Deaktivierung der Deserialisierung, der Isolierung der Deserialisierung und der Härtung von Anwendungen, können wir diese Schwachstellen wirksam verhindern. 🎜

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