Java中怎么实现RASP机制

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RSAP

RASP是Gartner公司提出的一个概念，称：程序不应该依赖于外部组件进行运行时保护，而应该自身拥有运行时环境保护机制；

RASP就是运行时应用自我保护（Runtime application self-protection）的缩写，正如RASP字面意思一样，这是运行在运行时的一种防护技能；也就是说RASP能够在程序运行期间实施自我保护，监控与过滤有害信息，还能够拥结合程序的当前上下文实施精确、实时的防护；

Java中的RASP

不严格来说Java是半编译、半解释型语言，我们也都知道Java中也有运行时（Runtime）那Java的运行时在哪呢？

不急，我们先看看Java从编译到运行的流程图；

上图的流程为：Java编译程序如Javac编译.java源码文件，生成Java字节码文件.class，接着.class文件进入JVM中解释执行； 从中我们可以看到Java的最后执行阶段是在JVM中，也就可以说Runtime运行时是JVM的重要组成部分；除此之外我们还发现

Java中实现RASP的几个关键点：

1、 我们的防护程序必须能够分析、修改java的.class文件；

2、 必须在JVM解释执行.class文件时进行注入（Java Runtime）；

通过上面的分析我们知道了要实现Java的RASP所要具备的能力，然后我们发现在Java中有Javassist、与ASM可以实现对Java字节码的修改；有了修改.class字节码文件的技能，还需要能够在Java运行期间注入我们的防护程序，通过上面我们发现Java运行时是发生在JVM中，通过查找相关资料与JVM参数发现在JVM参数中有-javaagent参数配置Java代理可以在 运行时注入我们的防护程序；

Java RASP实现

在上面的分析中我们发现只要在JVM的-javaagent参数 中配置我们的保护程序，就能够轻松实现Java的RASP；

Java代理程序入口类需要有名为premain的静态方法 ，还需要在jar的META-INF/MAINIFEST.MF文件中包含 Premain-Class配置，下面是RASP保护程序的入口类；

JavaRASPApp：

/** * @author linx * @date 2017-06-25*/public class JavaRASPApp { public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instru) throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException {  System.out.println("premain");  instru.addTransformer(new ClassTransformer()); }}

ClassTransformer类实现了Java的代理程序机制提供的ClassFileTransformer接口 ，能够在运行时（Runtime）对类的字节码进行替换与修改；

ClassTransformer也很简单，只有一个实现方法：transform，此方法中可以获取得到ClassLoader、className、classfileBuffer等，分别为类加载器、类名、字节码 ；

此时我们可以在transform方法中做文章，实现我们的防护程序；

/** * @author linxin * @version v1.0 *     Copyright (c) 2017 by linx * @date 2017/6/23.*/ public class ClassTransformer implements ClassFileTransformer { public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer){  byte[] transformeredByteCode = classfileBuffer;  try {    if (className.equals("co/solinx/demo/Test")) {      System.out.println(String.format("transform start %s",className));      ClassReader reader = new ClassReader(classfileBuffer);      ClassWriter writer = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);      ClassVisitor classVisitor = (ClassVisitor) createVisitorIns("co.solinx.demo.visitor.TestVisitor", writer, className);      reader.accept(classVisitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES);      transformeredByteCode = writer.toByteArray();     }  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace();  }catch (Throwable t){    t.printStackTrace();  }  return transformeredByteCode;} public Object createVisitorIns(final String name, ClassVisitor cv, String className)    throws NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, ClassNotFoundException {  Constructor ctor = Class.forName(name).getDeclaredConstructor(new Class[]{ClassVisitor.class, String.class});  ctor.setAccessible(true);  return ctor.newInstance(new Object[]{cv, className}); }}

可以看到我们在transform方法中co/solinx/demo/Test类进行拦截，并通过ASM修改字节码注入我们的保护逻辑，下面代码是TestVisitorAdapter类中的onMethodEnter方法实现了通过ASM调用拦截器，抛出异常的字节码；

@Overrideprotected void onMethodEnter() {   mv.visitTypeInsn(NEW,"co/solinx/demo/filter/SqlFilter");  mv.visitInsn(DUP);  mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL,"co/solinx/demo/filter/SqlFilter","","()V",false);  mv.visitVarInsn(ASTORE,2);  mv.visitVarInsn(ALOAD,2);  mv.visitVarInsn(ALOAD,1);  mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL,"co/solinx/demo/filter/SqlFilter", "filter","(Ljava/lang/Object;)Z",false);  Label label = new Label();  /**   * IFEQ filter返回值也就是栈顶int型数值等于true时跳转，抛出异常   */  mv.visitJumpInsn(IFEQ, label);   mv.visitTypeInsn(NEW, "java/sql/SQLException");  mv.visitInsn(DUP);  mv.visitLdcInsn("invalid sql because of security check");  mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/sql/SQLException", "", "(Ljava/lang/String;)V", false);  mv.visitInsn(ATHROW);  mv.visitLabel(label);  /**   * 必须要调该方法，手动设置Stack Map Table，否则会有 java.lang.VerifyError: Expecting a stackmap frame at branch target 26异常   * 在jdk1.7中可以使用JVM参数-UseSplitVerifier，关掉class验证，但jdk1.8中该参数已经去掉，所以要在1.8中运行必须调用该方法；   */  mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME, 0, null, 0, null); }

SqlFilter拦截类：

public class SqlFilter {public boolean filter(Object sql){  boolean ret=false;  System.out.println(String.format("sql filter : %s ",sql));  if(sql.toString().contains("1=1")){    ret=true;  }  return ret;}}

TestVisitorAdapter类中的onMethodEnter方法中通过调用filter拦截器，返回true就是被拦截了，抛出异常，否则放行；至此一个简单的JAVA RASP demo就完成了； 通过后面的方式即可使用我们的RASP程序：java -javaagent:respjar-1.0-SNAPSHOT.jar app.jar;

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