FastJson拒绝服务漏洞分析
360云安全 1934天前作者:fnmsd@360云安全
前言
从@badcode师傅那里知道了这个漏洞，尝试着分析复现一下，影响范围<=FastJson 1.2.59。
感谢@pyn3rd师傅对OOM机制的讲解。
该漏洞会导致java进程的占用内存迅速涨到JVM允许的最大值（-Xmx参数，默认为1/4物理内存大小），并且CPU飙升。
该漏洞并不能直接打挂java进程，但是可能由于java进程占用内存过大，导致被系统的OOM Killer杀掉以及CPU占用率过高，导致其他响应慢或无响应。
补丁
github上的diff：
scanString针对JSON中\x字符的处理，加入了判断后两个字符是否为hex字符，不为hex字符，直接退出。
还有isEOF方法也进行了逻辑完善。
测试代码
简化了一下，原版的可以看引用里的链接：
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONException;
public class fastjsonDos {
public static void main(String[] args){
//{"a":"\x
//是由于fastjson处理字符串中\x这种HEX字符表示形式出现的问题。
String DEATH_STRING = "{\"a\":\"\\x";//输入字符串长度为8
try{
object obj = JSON.parse(DEATH_STRING);
System.out.println(obj);
}catch (JSONException ex){
System.out.println(ex);
}
}
}
使用FastJson 1.2.59+jdk8u20，测试机内存20GB。
整体流程分析
根据补丁可以看出，是对JSONLexerbase类中ScanString方法的switch中的case 'x'分支进行了修改，所以在1.2.59的该部分进行下断点。
跟入next方法，到了JSONScanner类的next方法：
可以看到逻辑，会对bp进行+1操作并赋给index，如果index>=this.len(JSON的长度)就会返回EOI，否则返回文本内容。
回到scanString函数，经过了两次next,bp已经为9，而输入的字符串长度为8。
继续往下走，跟入putChar函数：
如果sp与sbuf数组长度相等，就扩张sbuf数组长度（默认大小512，每次扩张大小翻倍，所以看起来OOM的位置应该就在这）
回到scanString中，继续往下走，发现回到了scanString的开头，刚才的代码部分都是在一个死循环当中：
由于此时bp已经大于输入的字符串长度，此时next()会返回EOI(0x1A)不等于双引号，并进入到ch==EOI的分支中，跟入isEOF函数：
bp==len和ch==EOI&&bp+1==len认为是EOF，但此时bp=10 len=8，后面再调用next方法bp只可能更大，永远不满足isEOF的条件，所以上面的putChar(EOI)会无限的执行，sBuf不断扩大，直到OOM。
emm，但是实际测试的时候还是有点差别的。
单线程运行没OOM异常
首次运行代码很快就报了这么一个异常：
NegativeArraySizeException，数组长度为负值异常，并没有OOM。
在idea中下了一个异常断点到NegativeArraySizeException上，断点断在了putChar方法数组空间扩展的位置：
此时sbuf的长度为1073741824（1G的大小），而sbuf.length的类型为int型，int型最大为2147483647。
而1073741824×2= 2147483648，正好大1，所以下溢出了：
此时内存占用3.3GB左右。
通过多方查询，java的默认最大允许内存最大物理内存的1/4，我的测试机应该就是5GB左右，此时还没有到OOM的标准，反而由于下溢出先触发了NegativeArraySizeException这个异常。
多线程运行触发OOM
既然单的不行就来个多的，稍微改下代码，改个多线程的：
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONException;
public class fastjsonDos1 implements Runnable{
public static void main(String[] args) {
new Thread(new fastjsonDos1()).start();
new Thread(new fastjsonDos1()).start();
// new Thread(new fastjsonDos1()).start();
// new Thread(new fastjsonDos1()).start();
// new Thread(new fastjsonDos1()).start();
}
public void run() {
String DEATH_STRING = "{\"a\":\"\\x";
try{
object obj = JSON.parse(DEATH_STRING);
System.out.println(obj);
}catch (JSONException ex){
System.out.println(ex);
}
}
}
我的测试机20GB内存两个线程就OOM异常了了：
可以看到Thread1先OOM，Thread0缺依然是下溢出问题，所以虽然线程OOM了，但java进程并没有挂掉。
写了一个简单的SpringBoot应用做测试，使用burp以10线程进行访问，可以发现虽然一直报OOM异常，但是java进程却没有挂掉，内存最后稳定在4GB多，即使不再触发漏洞，占用内存也不会再减小。
CPU飙升图：
有想做实验的朋友可以尝试着将运行java的-Xmx参数改的大大，然后再运行感受一下。（老实人的微笑）
有关OOM
Java的OutOfMemoryError是JVM内部的异常，是一个可捕获异常，并不会直接导致java进程被Kill掉，顶多线程挂掉。
Linux下当应用程序内存超出内存上限时，会触发OOM Killer机制以保持系统空间正常运行，哪个进程被点名Kill是通过linux/mm/oom_kill.c中oom_badness进行算分选择的，并且可以通过设定oom_adj来调节其被Kill的可能性。
所以，java默认最大1/4物理内存占用，还是不太容易造成系统的OOM的（当然你系统里其他的进程是吃内存怪当我没说）。
但是很多关于java OOM异常的解决文章中建议将最大值改为不超过物理内存的80%，此时就有可能造成内存占用过多，导致被系统Kill掉。
参考
https://github.com/alibaba/fastjson/commit/80b7b1e6d57a722f7cca549540394c3072ad8ecb
https://blog.csdn.net/liukuan73/article/details/43238623
本文由作者fnmsd@360云安全投稿，转载请注明来源：https://nosec.org/home/detail/2933.html
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