ABAP和Java單例模式的攻防

ABAP

CLASS zcl_jerry_singleton DEFINITION
PUBLIC
FINAL
CREATE PRIVATE .
PUBLIC SECTION.
INTERFACES if_serializable_object .
CLASS-METHODS class_constructor .
CLASS-METHODS get_instance
RETURNING
VALUE(ro_instance) TYPE REF TO zcl_jerry_singleton .
PROTECTED SECTION.
PRIVATE SECTION.
CLASS-DATA so_instance TYPE REF TO zcl_jerry_singleton .
DATA mv_name TYPE string .
DATA mv_initialized TYPE abap_bool .
METHODS constructor .
ENDCLASS.
CLASS ZCL_JERRY_SINGLETON IMPLEMENTATION.
* <SIGNATURE>---------------------------------------------------------------------------------------+
* | Static Public Method ZCL_JERRY_SINGLETON=>CLASS_CONSTRUCTOR
* +-------------------------------------------------------------------------------------------------+
* +--------------------------------------------------------------------------------------</SIGNATURE>
METHOD class_constructor.
so_instance = NEW zcl_jerry_singleton( ).
ENDMETHOD.
* <SIGNATURE>---------------------------------------------------------------------------------------+
* | Instance Public Method ZCL_JERRY_SINGLETON->CONSTRUCTOR
* +-------------------------------------------------------------------------------------------------+
* +--------------------------------------------------------------------------------------</SIGNATURE>
METHOD constructor.
mv_name = 'Jerry'.
IF mv_initialized = abap_false.
mv_initialized = abap_true.
ELSE.
MESSAGE 'you are in trouble!' TYPE 'E' DISPLAY LIKE 'I'.
ENDIF.
ENDMETHOD.
* <SIGNATURE>---------------------------------------------------------------------------------------+
* | Static Public Method ZCL_JERRY_SINGLETON=>GET_INSTANCE
* +-------------------------------------------------------------------------------------------------+
* | [<-()] RO_INSTANCE TYPE REF TO ZCL_JERRY_SINGLETON
* +--------------------------------------------------------------------------------------</SIGNATURE>
METHOD get_instance.
ro_instance = so_instance.
ENDMETHOD.
ENDCLASS.

通過序列化/反序列化攻擊單例模式：

DATA(lo_instance) = zcl_jerry_singleton=>get_instance( ).
DATA: s TYPE string.CALL TRANSFORMATION id SOURCE model = lo_instance RESULT XML s.
DATA: lo_instance2 TYPE REF TO zcl_jerry_singleton.CALL TRANSFORMATION id SOURCE XML s RESULT model = lo_instance2.

繞過了單例的限制，構造了第二個實例。

Java

除了用序列化/反序列化攻擊外，還可以用反射攻擊。

然而我只需要將這個單例類JerrySingleton的構造函數(shù)通過反射設置成可以訪問Accessible，然后就能通過反射調用該構造函數(shù)，進而生成新的對象實例。這樣就破壞了單例模式。

第6行代碼會打印false。

針對這種攻擊，一種可行的防御措施是在單例類的構造函數(shù)內定義一個布爾變量，初始化為false。當構造函數(shù)執(zhí)行后，該變量被置為true。如果接下來構造函數(shù)再次被執(zhí)行，則人為拋出異常，避免構造函數(shù)重復執(zhí)行。

這種防御措施無法從根本上杜絕Singleton被攻擊，因為攻擊者仍舊可以通過反射來修改布爾變量flag的值，從而繞過這個檢查。

最理想的不會受到攻擊的單例模式實現(xiàn)是借助Java里枚舉類Enumeration的特性：

這種實現(xiàn)類型的單例模式的消費代碼：

System.out.println("Name:" + JerrySingletonAnotherApproach.INSTANCE.getName());

如果攻擊者通過前面介紹的反射代碼對這種實現(xiàn)方式的單例進行攻擊，JDK會拋出NoSuchMethodException異常：

究其原因，是因為現(xiàn)在我們是通過Java枚舉方式實現(xiàn)的單例，枚舉類沒有傳統(tǒng)意義上的構造函數(shù)，因此對這種反射攻擊免疫。

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