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Jackson中Json隐式数据类型转换与参数走私浅析

在 Java 中处理 JSON 数据时，隐式数据类型转换通常是由 JSON 处理库自动进行的，这些库会根据 JSON 值的格式和上下文来推断并转换数据类型。浅析其中的参数走私案例。

0x00 前言
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在 Java 中处理 JSON 数据时，隐式数据类型转换通常是由 JSON 处理库自动进行的，这些库会根据 JSON 值的格式和上下文来推断并转换数据类型。

例如下面的例子,在User中定义了一个int类型的参数roleId：

```Java
public class User {
    private int roleId;

public int getRoleId() {
        return roleId;
    }

public void setRoleId(int roleId) {
        this.roleId = roleId;
    }

......
}
```

然后通过@RequestBody的方式对User进行传递(默认情况下Springboot会使用Jackson进行处理)：

```Java
@RequestMapping(value = "/create")
public User demo(@RequestBody User user){
    return user;
}
```

可以看到Jackson在默认情况下，JSON中的数字值被引号包围（表示它是一个字符串）同样被转换成了User中roleId的int类型：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-4e1c225013cb1721d9a45c0bb3347d59067f44cf.png)

这些隐式转换使得在处理 JSON 数据时更加方便，但同时也需要注意，因为它们可能会导致意外的行为，特别是在类型敏感的场景中。最常见的例如精度丢失问题等。

0x01 Jackson隐式转换(String-&gt;int)过程
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基于上面的案例，以Jackson 2.13.4.2为例，简单看看Jackson中对于int类型的隐式转换过程。

```Java
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);//模拟Springboot的默认配置
User user = objectMapper.readValue(body, User.class);
```

readValue()是通过构造\_readMapAndClose(JsonParser jp, JavaType valueType)方法所需要的参数，来调用解析JSON数据的：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-57dfb3c4587c72cf9e90b42ca98ddb0c8faa444e.png)

在\_readMapAndClose方法中，首先调用 \_initForReading 方法初始化解析器，并创建 DefaultDeserializationContext 上下文对象，然后读取 JsonToken并根据类型处理数据，如果不是 `END_ARRAY` 或 `END_OBJECT`，则调用上下文的 `readRootValue` 方法来处理，这里会调用\_findRootDeserializer方法来**查找现有的反序列化器**：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-e0fb118c03f698f2918c91ed16e8842a09b7838c.png)

然后会调用DefaultSerializationContext的readRootValue方法：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-15ae4ed39422efc6680a4160039141f26817882b.png)

然后会进入到BeanDeserializer类执行逻辑中，在deserialize方法中中会根据 JSON 数据的不同类型调用不同的处理方法：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-2dd6588985dfe8d343ff8e4b7e897682261c9ede.png)

继续跟进vanillaDeserialize方法的实现，这里通过p.currentName() 获取当前 JSON 对象的字段名，并进入一个循环，遍历所有字段。对于每个字段，使用 this.\_beanProperties.find(propName) 查找对应的属性。如果找到了，则调用 prop.deserializeAndSet(p, ctxt, bean) 方法反序列化字段值并设置到 bean 对象中：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-fd2894bba1dc9184cfc1c2dff6a6a4dbacb4fd13.png)

deserializeAndSet方法用于反序列化 JSON 数据并将值设置到 Java 对象的属性中，如果JsonToken是 `VALUE_NULL`，即当前字段的值是 JSON 中的 `null`，会处理null值，否则检查是否有自定义的类型反序列化器 `_valueTypeDeserializer`，如果没有的话直接调用 `_valueDeserializer.deserialize(p, ctxt)` 方法反序列化字段值。否则调用 `_valueDeserializer.deserializeWithType(p, ctxt, this._valueTypeDeserializer)` 方法反序列化字段值。最后处理反序列化后的值并使用 \_setter 方法设置值到 Java 对象中：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-1b13bab5d9e1bfb2f8e6b256da687af2676d7936.png)

对于int类型的属性，会通过NumberDeserializers下的IntegerDeserializer#deserialize进行处理。

方法首先使用 `p.isExpectedNumberIntToken()` 检查 `JsonParser` `p` 是否指向一个预期的整数Token，是的话则调用 `p.getIntValue()` 直接获取整数值，如果当前Token不是整数，方法会检查 `_primitive` 标志。这个标志可能用于指示是否应该反序列化为原始的 `int` 类型（如果 `true`）还是包装的 `Integer` 类型（如果 `false`）：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-6ba399db6014245e4bbe2a56228cd8a5a0374722.png)

继续跟进\_parseIntPrimitive方法的处理，在这个方法中，处理了多种 JSON Token类型，并根据当前的 JSON Token来决定如何解析整数值。例如案例中提到的，如果Token ID 为 6（表示 JSON 字符串），直接使用 `p.getText()` 获取文本内容：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-97ca1f86fdc5667b5f985d4d9d5983561300d1a9.png)

对于字符串类型的Token，使用 `_checkFromStringCoercion` 方法检查是否可以从字符串强制转换为整数，如果文本值不是 null，调用 this.\_parseIntPrimitive(ctxt, text) 方法来解析整数值。并返回解析后的整数值：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-d00c32687f47cdfe2b5cb87a25b44e9a509a44cd.png)

在this.\_parseIntPrimitive方法中处理了字符串到整数的转换，并包含了对整数溢出的检查：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-551f6952f2d4b5b8cfcbecb10a3a05cec44c8ee4.png)

最后会通过com.fasterxml.jackson.core.io.NumberInput#parseInt进行处理：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-95be4bca041ee76903153dab58dda6f178790743.png)

以上是大致的解析过程，也解释了Jackson在默认情况下，JSON中的数字值被引号包围（表示它是一个字符串）同样可以转换成int类型的属性的现象。

0x02 参数走私案例
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在Java中，JSON参数走私通常与JSON处理库的使用有关，如Jackson、Gson、Fastjson等。这些库在处理JSON数据时可能会有不同的行为，这可能导致参数走私漏洞。最常见的就是利用不同的JSON库可能以不同的方式处理重复键来达到参数走私的效果。

在设计相关的JSON解析逻辑的时候很多时候都已经考虑到了重复键差异解析的风险，例如org.json-不支持重复键:

```Java
String body = "{\"roleId\":123456789,\"roleId\":123456789}";
org.json.JSONObject jsonobj = new org.json.JSONObject(body);
Object res = jsonobj.get("roleId");
```

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-6e7412e4e8e4259c8251d04ab2c9a241b2e38600.png)

在没办法利用重复键解析差异进行参数走私绕过安全防护的情况下，还有什么好的办法呢？利用隐式类型转换也是一个不错的思路，下面看一个实际的案例：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-36752c18d91127f5ff931d0a25c50cc1b2fe130b.png)

应用的User中包含一个roleId的属性（类型为int），用于表示当前用户的角色类型。

```Java
public class User {
    private int roleId;

......

public int getRoleId() {
        return roleId;
    }

public void setRoleId(int roleId) {
        this.roleId = roleId;
    }

......
}
```

同时在拦截器中，对请求的JSONBody中的roleId字段进行了拦截，当roleId为1时，会进行相应的鉴权处理（通过Fastjson处理器进行处理）：

```Java
Map<String, Object> params = JSON.parseObject(body, HashMap.class);
if(params.get("roleId").equals("1")){
    //具体鉴权逻辑，限制roleId的更新操作
}
```

Springboot默认使用的是Jackson进行处理的，这里明显存在JSON解析器的差异，除去重复健值的思路，这里可以利用隐式转换(String-&gt;int)的思路来完成参数走私达到绕过鉴权的效果。

结合上面的Jackson解析过程，可以发现在\_parseIntPrimitive方法中处理了多种 JSON Token类型，并根据当前的 JSON Token来决定如何解析整数值。

对于字符串类型的Token，使用 `_checkFromStringCoercion` 方法检查是否可以从字符串强制转换为整数，如果文本值不是 null，调用 this.\_parseIntPrimitive(ctxt, text) 方法来解析整数值。并返回解析后的整数值。

在具体的逻辑中可以看到，在进行类型转换前，Jackson调用了trim()方法清理了内容中的空格符：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-5360160f5ccee31a7fabcccd8597622c7e2e5450.png)

这一点Fastjson是没有的。那么也就是说可以利用额外的空格，来达到参数走私绕过的效果。证明对应的猜想：

```Java
String body = "{\"roleId\":\"1 \"}";
//jackson
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);
User userByjackson = objectMapper.readValue(body, User.class);
System.out.println("jackson parse result:"+userByjackson .getRoleId());
System.out.println((userByjackson .getRoleId()==1));
//fastjson
Map<String, Object> params = JSON.parseObject(body, HashMap.class);
if(params.get("roleId").equals("1")){
    System.out.println(true);
}else {
    System.out.println(false);
}
```

从结果可以看到，Jackson成功忽略空格解析到了roleId为1的内容，绕过了对应的检测逻辑：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-d523de9a1338673f0a908903faf6adc5d0c8407d.png)

此外，对于String-&gt;int的场景，Jackson还会对开头的0进行额外的处理，主要是在com.fasterxml.jackson.core.io.NumberInput#parseInt方法。以解析01为例子：

- 首先，检查字符串的第一个字符是否为负号 `'-'`。在 `s = "01"` 的情况下，第一个字符是 `'0'`，所以 `neg` 变量会被设置为 `false`。
- 然后，检查字符串的长度。对于 `s = "01"`，长度是 2，小于 10，所以不会直接调用 `Integer.parseInt(s)`。

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-3d43a9c2b03fe553d3091681b59ad569cb098a08.png)

- 尝试解析字符串的第一个字符。由于 `s.charAt(0)` 是 `'0'`，此时 `num` 设置为 0，并且会继续检查是否有更多的字符要解析。因为 `offset` 是 1 且长度是 2，此时读取第二个字符，`s.charAt(1)`，这也是 `'1'`。由于这个字符在 `'0'` 和 `'9'` 之间，它将 `num` 更新为 `0 * 10 + (1 - 48)`，即 `1`。因为此时`offset` 变为 2，等于字符串的长度，此时处理完毕，也就是说，**对于字符首部额外的0，jackson在处理时会忽略**：

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-2374a976e017aafb465fbe96043838b18618df26.png)

所以还可以通过如下方式完成对应的参数走私：

```Java
String body = "{\"roleId\":\"00001\"}";
```

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-30eb2a309d9c33f10c4ad325812b8561648a690d.png)

0x03 其他
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在jackson中，除了int类型以外，类似long，double类型解析时同样也存在类似的逻辑,对于内容中额外的空格符，同样会忽略并完成对应的参数类型转换：

```Java
protected final long _parseLongPrimitive(JsonParser p, DeserializationContext ctxt) throws IOException {
    String text;
    CoercionAction act;
    switch(p.currentTokenId()) {
    case 1:
        text = ctxt.extractScalarFromObject(p, this, Long.TYPE);
        break;
    case 3:
        if (ctxt.isEnabled(DeserializationFeature.UNWRAP_SINGLE_VALUE_ARRAYS)) {
            if (p.nextToken() == JsonToken.START_ARRAY) {
                return (Long)this.handleNestedArrayForSingle(p, ctxt);
            }

long parsed = this._parseLongPrimitive(p, ctxt);
            this._verifyEndArrayForSingle(p, ctxt);
            return parsed;
        }
    case 2:
    case 4:
    case 5:
    case 9:
    case 10:
    default:
        return ((Number)ctxt.handleUnexpectedToken(Long.TYPE, p)).longValue();
    case 6:
        text = p.getText();
        break;
    case 7:
        return p.getLongValue();
    case 8:
        act = this._checkFloatToIntCoercion(p, ctxt, Long.TYPE);
        if (act == CoercionAction.AsNull) {
            return 0L;
        }

if (act == CoercionAction.AsEmpty) {
            return 0L;
        }

return p.getValueAsLong();
    case 11:
        this._verifyNullForPrimitive(ctxt);
        return 0L;
    }

act = this._checkFromStringCoercion(ctxt, text, LogicalType.Integer, Long.TYPE);
    if (act == CoercionAction.AsNull) {
        this._verifyNullForPrimitive(ctxt);
        return 0L;
    } else if (act == CoercionAction.AsEmpty) {
        return 0L;
    } else {
        text = text.trim();
        if (this._hasTextualNull(text)) {
            this._verifyNullForPrimitiveCoercion(ctxt, text);
            return 0L;
        } else {
            return this._parseLongPrimitive(ctxt, text);
        }
    }
}
```

此外，对比了几个常用的JSON解析器，gson也存在类似的逻辑，在实际的审计场景中可以额外关注，避免潜在的参数走私问题：

```Java
String body = "{\"roleId\":\"123456789 \"}";
Gson gson=new Gson();
User userByGson= gson.fromJson(body, User.class);
System.out.println("gson parse result:"+(userByGson.getRoleId()==123456789));
```

![image.png](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2024/10/attach-728f61e3d7f4b7fbcd434e254745fcd53c0729ae.png)

发表于 2024-11-01 09:00:01
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分类：代码审计

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