Java平台提供了两个强大的机制，JavaAgent和SecurityManager，用于增强和保护应用的运行时环境。这些机制不仅允许开发者在运行时修改类的行为，还能够强制实施安全策略，防止潜在的安全威胁。本部分将深入探讨这些工具的工作原理、配置方法和实际应用，提供具体的代码示例来演示它们的使用。

JavaAgent：动态类转换和监控

JavaAgent 允许开发者在 JVM 启动时或者运行时将代码注入 JVM 中。这种能力使得开发者可以不修改应用程序代码的情况下，监控并改变应用程序的行为。

工作原理

JavaAgent 依赖于 JVM 提供的 Instrumentation接口，该接口允许开发者在类字节码被加载到 JVM 之前对其进行修改。这是通过在 JVM 启动参数中指定 -javaagent来实现的

java -javaagent:/path/to/agent.jar -jar application.jar

在运行时，JavaAgent 可以使用 Attach API 动态地加载到 JVM 中，这对于需要监控和调试已经运行的应用程序非常有用。

功能和用途

1. 动态代码修改：在类加载到JVM之前，修改或增强类的字节码，常用于性能监控、日志记录、安全检查等。
2. 性能监控：监控应用运行时的性能指标，如方法调用时间，可以用于性能调优。
3. 故障诊断：在运行时动态修改应用行为，帮助开发者诊断复杂的生产问题。

示例：实现一个简单的 JavaAgent

以下是一个简单的 JavaAgent 示例，它在每个方法前后打印日志：

// MyAgent.java
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.security.ProtectionDomain;

public class MyAgent {
    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
        System.out.println("MyAgent is running.");
        inst.addTransformer(new ClassFileTransformer() {
            public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
                                    Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
                                    byte[] classfileBuffer) {
                System.out.println("Loading class: " + className);
                return classfileBuffer;  // 返回原始的类定义，未做修改
            }
        });
    }
}

为了使用这个 agent，你需要将其打包成 JAR 文件，并在 JAR 的 MANIFEST.MF中指定 Premain-Class：

Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: MyAgent

SecurityManager

安全管理器（SecurityManger）是为了保护JVM在运行有漏洞或恶意的代码不会破坏外部资源，这是api级别的，可自定义的安全策略管理器。

安全管理器（SecurityManger）在java中的作用就是检查操作是否有权限执行，是java沙箱的基础组件。通过Java命令行启动的java应用程序，默认不启用沙箱。要启动沙箱，需要：

java -Djava.security.manager <other args>

也可以指定策略文件：

java -Djava.security.policy=<URL>

如果要求启动时只遵循一个策略文件，启动需要双等号，如下：

java -Djava.security.policy==<URL>

还可以在代码中使用硬编码System.setSecurityManager()来启动安全管理器。

功能和用途

1. 访问控制：控制应用对系统资源如文件、网络和系统属性的访问。
2. 执行环境限制：限制代码执行某些敏感操作，如加载类、访问系统剪贴板等。
3. 自定义安全策略：允许开发者根据应用需求自定义安全策略，通过策略文件配置应用的权限。

安全策略配置

安全策略通常通过 .policy文件配置，这些文件定义了不同代码源的权限。例如，你可以创建一个简单的策略文件 my.policy：

grant codeBase "file:/path/to/myapp/-" {
    permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read,write";
};

使用这个策略文件启动应用：

java -Djava.security.manager -Djava.security.policy=my.policy -jar myapp.jar

示例：使用 SecurityManager

以下是如何在 Java 代码中设置和使用 SecurityManager 的示例：

public class SecureApp {
    public static void main(String[] args) {
        System.setSecurityManager(new SecurityManager());
        try {
            // 尝试执行一些受保护的操作
            System.out.println("Reading system property...");
            System.getProperty("user.home");
        } catch (SecurityException se) {
            System.out.println("Caught Security Exception: " + se.getMessage());
        }
    }
}

安全策略文件

安全策略文件用于规定哪些代码有权执行特定操作。它包含一系列的 grant语句，每个 grant指定了一组权限：

grant codeBase "file:/path/to/classes/-" {
    permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read";
};

这里，codeBase指定了代码的位置，权限条目定义了允许的操作。

权限

权限定义的格式包含三部分：权限类型、权限名和允许的操作。例：

// 权限类型
permission java.security.AllPermission
// 权限类型+权限名
permission java.loang.RuntimePermission "stopThread";
// 权限类型+权限名+允许的操作
permission java.io.FilePermission "/tmp/test" "read"

文件权限 (java.io.FilePermission)

• 权限名：文件或目录的路径。
• 操作：读（read）、写（write）、删除（delete）、执行（execute）。
• 示例： 

  permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read,write,delete,execute";

  这表示授予对所有文件的读、写、删除和执行权限。

套接字权限 (java.net.SocketPermission)

• 权限名：主机名加端口号，如 hostname:port。
• 操作：接收（accept）、监听（listen）、连接（connect）、解析（resolve）。
• 示例：

  permission java.net.SocketPermission "localhost:1024-", "accept,connect,listen,resolve";

  这表示授予对本地主机上从端口1024及以上的所有端口的接收、连接、监听和解析操作的权限。

属性权限 (java.util.PropertyPermission)

• 权限名：需要访问的 JVM 系统属性名。
• 操作：读（read）、写（write）。
• 示例：

  permission java.util.PropertyPermission "java.home", "read";

  这表示授予读取系统属性 java.home的权限

运行时权限 (java.lang.RuntimePermission)

• 权限名：特定的运行时操作名称。
• 操作：通常不需要操作名。
• 示例： 

  permission java.lang.RuntimePermission "createClassLoader";

  这表示授予创建类加载器的权限。

AWT权限 (java.awt.AWTPermission)

• 权限名：AWT相关的操作名称，如 accessClipboard、showWindowWithoutWarningBanner等。
• 操作：通常不需要操作名。
• 示例：

  permission java.awt.AWTPermission "showWindowWithoutWarningBanner";

  这表示授予在不显示警告横幅的情况下显示窗口的权限。

网络权限 (java.net.NetPermission)

• 权限名：特定的网络操作名称。
• 操作：通常不需要操作名。
• 示例： 

  permission java.net.NetPermission "setDefaultAuthenticator";

  这表示授予设置默认认证器的权限。

安全权限 (java.security.SecurityPermission)

• 权限名：与安全相关的操作名称。
• 操作：通常不需要操作名。
• 示例：

  permission java.security.SecurityPermission "insertProvider";

  这表示授予向安全提供者列表中插入提供者的权限

反射权限 (java.lang.reflect.ReflectPermission)

• 权限名：suppressAccessChecks，允许反射访问任意类的私有成员。
• 操作：通常不需要操作名。
• 示例：

  permission java.lang.reflect.ReflectPermission "suppressAccessChecks";

  这表示授予利用反射检查任意类的私有变量的权限

完全权限 (java.security.AllPermission)

• 权限名：无，表示拥有执行任何操作的权限。
• 操作：无。
• 示例：

  permission java.security.AllPermission;

  这表示授予执行任何操作的权限，通常在非常受信任的应用场景中使用。

如何破坏反序列化漏洞

对于java反序列对象漏洞利用来说，一般两种形式：

1. 在classpath下寻找弱点jar包，通过gadget串联拼凑最终通过该反序列执行任意代码。 – 这种场景实际利用困难，一方面适合的gadget不容易找，另一方面业界已经披露有问题的三方件，产品一般都已升级
2. 在classpath下寻找弱点jar包，结合JDNI注入，通过远程加载恶意类执行任意代码 – 这种手法是目前更有效的一种方法

可以通过安全策略限制文件执行权限，导致rce失败。

绕过 SecurityManager

尽管 SecurityManager提供了强大的安全保障，但在某些配置下，它可能被绕过。例如，当我们拥有建立一个自己的ClassLoader的权限，我们完全可以在这个ClassLoader中建立自己的一个class，并赋予一个新的SecurityManager策略，这个策略也可以是null，及关闭整个java安全管理器。核心在ClassLoader存在一个方法叫defineClass，defineClass允许接受一个参数ProtectionDomain，我们能够自建一个ProtectionDomain将自己配置好的权限设置进去，define出来的class则拥有新的权限。

如果policy中规则设置如下：

permission java.lang.RuntimePermission "createClassLoader";

总结

虽然 JavaAgent 和 SecurityManager 是独立的工具，但它们可以联合使用，为Java应用提供强大的运行时监控和安全保护功能。JavaAgent 提供了灵活的代码插入和修改能力，而 SecurityManager 提供了严格的运行时安全策略执行机制。正确地使用这两个工具，可以帮助开发者构建更安全、更可靠的Java应用，有效地监控和改进应用性能，同时保护应用不受恶意操作的影响。

4A评测 - 免责申明

本站提供的一切软件、教程和内容信息仅限用于学习和研究目的。

不得将上述内容用于商业或者非法用途，否则一切后果请用户自负。

本站信息来自网络，版权争议与本站无关。您必须在下载后的24个小时之内，从您的电脑或手机中彻底删除上述内容。

如果您喜欢该程序，请支持正版，购买注册，得到更好的正版服务。如有侵权请邮件与我们联系处理。敬请谅解！

程序来源网络，不确保不包含木马病毒等危险内容，请在确保安全的情况下或使用虚拟机使用。

侵权违规投诉邮箱：4ablog168#gmail.com（#换成@）