CISCN2025 分区赛 Web题 timecapsule 详细解析与教学文档

题目概述

这是一个来自CISCN2025分区赛的AWDP Web题目，主要涉及Java反序列化漏洞和密码学知识的结合利用。题目名称为"timecapsule"，核心漏洞点在于不安全的反序列化操作，但需要通过密码学相关知识来绕过加密限制。

漏洞分析

1. 不安全的反序列化

题目中存在一个明显的Java反序列化漏洞，但有以下限制条件：

1. 类名过滤：只允许java.*包或题目自身实现的一系列类
2. 允许数组类型（[B是数组的类名描述符）

2. 可利用的类分析

题目中实现了FieldGetterHandler类，其invoke方法实现了一个public属性的getter/is方法调用。这提示我们可以利用动态代理类来调用对应handler的invoke方法。

3. 攻击路线

1. 通过动态代理类调用FieldGetterHandler的invoke方法
2. 实现任意getter调用
3. 绕过黑名单考虑二次反序列化调用getObject
4. 题目依赖提供了多个sink点，包括：
   • H2数据库的JDBC RCE
   • 由于项目使用JDK8，可以直接利用TemplateImpl进行攻击

密码学部分分析

1. 加密机制

题目要求反序列化的内容必须经过AES解密，但我们无法直接获取解密密钥。需要分析加密流程：

1. 加密和解密都采用CTR模式
2. 解密时使用密文的前16字节作为IV进行解密
3. 加密时将IV放在密文的最前面

2. CTR模式原理回顾

CTR (Counter)模式的工作原理：

1. 将IV与计数器结合生成密钥流
2. 密钥流与明文进行异或操作得到密文
3. 每一轮计算只涉及明文、密文和对应的密钥流
4. 在IV可控的情况下，相同的IV会生成相同的密钥流

3. 攻击思路

1. 我们可以获取到capsule类实例反序列化后AES加密的内容
2. 这些实例的反序列化原文可以被我们操控
3. 利用CTR模式的特性：
   • 已知明文和密文可以计算出密钥流
   • 使用相同的IV可以复现相同的密钥流
   • 从而构造任意的密文来触发反序列化

漏洞利用步骤

1. 构造恶意序列化对象

1. 选择一个合适的gadget chain（如TemplateImpl）
2. 构造恶意序列化数据

2. 加密流程利用

1. 获取正常的加密数据（enc_data）和解密数据（dec_data）
2. 计算密钥流：
   • 密钥流 = 明文 XOR 密文
3. 构造新的恶意payload：
   • 使用相同的IV
   • 计算新密文 = 恶意序列化数据 XOR 密钥流
4. 确保content足够长以覆盖整个payload

3. 注意事项

1. 内容长度必须足够，否则获取的密钥流无法加密过长的payload
2. 需要精确控制IV和加密块的位置
3. 可能需要多次尝试调整payload长度

完整利用流程

1. 信息收集：

   • 获取正常的加密/解密数据对
   • 分析可用的类和过滤规则

2. 密钥流计算：

   # 伪代码
   known_plaintext = dec_data
   known_ciphertext = enc_data[16:]  # 去掉IV部分
   keystream = xor(known_plaintext, known_ciphertext)
   

3. 构造恶意payload：

   • 生成恶意序列化对象
   • 确保长度与keystream匹配（必要时填充）

4. 生成攻击密文：

   malicious_ciphertext = xor(malicious_serialized_data, keystream)
   final_payload = original_iv + malicious_ciphertext
   

5. 发送payload触发漏洞

防御建议

1. 反序列化防御：

   • 使用白名单限制可反序列化的类
   • 使用安全的反序列化工具如SerialKiller

2. 加密改进：

   • 使用认证加密模式如GCM
   • 不要将IV与密文简单拼接
   • 使用密钥派生函数生成加密密钥

3. 其他：

   • 及时更新依赖库
   • 最小化暴露的攻击面

总结

这道题目结合了Java反序列化和密码学知识，考察了以下关键点：

1. Java反序列化gadget chain的构造
2. 动态代理类的利用
3. CTR加密模式的特性和攻击方法
4. 已知明文攻击的应用

通过分析加密流程和利用CTR模式的可预测性，我们能够绕过加密限制，最终触发反序列化漏洞实现RCE。