[C#] 解决Silverlight反射安全关键(SecuritySafeCritical)时报“System.MethodAccessException: 安全透明方法 XXX 无法使用反射访问”的

2018-01-31 08:03:18来源:cnblogs.com作者:zyl910人点击

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作者: zyl910

一、缘由

在Silverlight中使用反射动态访问时,经常遇到“System.MethodAccessException: 安全透明方法 XXX 无法使用反射访问……”等错误。
其中最常见的情况,是因为这些成员具有 安全关键(SecuritySafeCritical)的特性(SecuritySafeCriticalAttribute)。但是这个现象是不对劲的——Silverlight里编写的代码都是透明代码(SecurityTransparent),按照规则不能调用 关键代码(SecurityCritical),但规则允许它调用安全关键代码(SecuritySafeCritical)。
而且后来测试了硬编码来调用,发现此时(硬编码)是能够正常调用的。且在.NET framework等平台中,是能正常调用的。

虽然硬编码能调用,但是很多时候是需要反射动态访问的。故需要想办法解决。

二、以Assembly.FullName为例进行尝试

2.1 硬编码

例如 Assembly 的 FullName属性就行这种情况。在硬编码的情况下是能成功调用的,源码如下。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;Debug.WriteLine(string.Format("#FullName:/t{0}", assembly.FullName));

2.2 用Type.InvokeMember进行反射调用

可是当使用反射来访问该属性时,便会遇到异常了。例如通过 Type.InvokeMember 来反射获取FullName属性值,源码如下。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;String membername = "FullName";Object obj = assembly;Type typ = obj.GetType();Object rt = typ.InvokeMember(membername, BindingFlags.GetProperty, null, obj, null);Debug.WriteLine(rt);

详细的异常内容是——

System.MethodAccessException: 安全透明方法 System.Reflection.Assembly.get_FullName() 无法使用反射访问 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(System.Type, System.Object, System.String, Boolean ByRef)。  位于 System.RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(Object obj, RuntimeMethodHandleInternal method, RuntimeType parent, UInt32 invocationFlags)  位于 System.RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(Object obj, IRuntimeMethodInfo method, RuntimeType parent, UInt32 invocationFlags)  位于 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture, Boolean skipVisibilityChecks)  位于 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture)  位于 System.RuntimeType.InvokeMember(String name, BindingFlags bindingFlags, Binder binder, Object target, Object[] providedArgs, ParameterModifier[] modifiers, CultureInfo culture, String[] namedParams)  位于 System.Type.InvokeMember(String name, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object target, Object[] args)  位于 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(Type typ, Object obj, String membername, Boolean & ishad)

可见是 RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck 在做安全检查时,抛出异常的。

2.3 用 PropertyInfo.GetValue 进行反射调用

既然Type.InvokeMember,那就再试试用 PropertyInfo.GetValue 进行反射调用吧。源码如下。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;String membername = "FullName";Object obj = assembly;Type typ = obj.GetType();PropertyInfo pi = typ.GetProperty(membername);rt = pi.GetValue(obj, null);Debug.WriteLine(rt);

发现该办法也是报异常。详细的异常内容是——

System.MethodAccessException: 安全透明方法 System.Reflection.RuntimeAssembly.get_FullName() 无法使用反射访问 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(System.Type, System.Object, System.String, Boolean ByRef)。  位于 System.RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(Object obj, RuntimeMethodHandleInternal method, RuntimeType parent, UInt32 invocationFlags)  位于 System.RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(Object obj, IRuntimeMethodInfo method, RuntimeType parent, UInt32 invocationFlags)  位于 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture, Boolean skipVisibilityChecks)  位于 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture)  位于 System.Reflection.RuntimePropertyInfo.GetValue(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] index, CultureInfo culture)  位于 System.Reflection.RuntimePropertyInfo.GetValue(Object obj, Object[] index)  位于 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(Type typ, Object obj, String membername, Boolean & ishad)

它也是 RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck 在做安全检查时,抛出异常的。
还发现 System.Reflection.Assembly.get_FullName 实际是派生类(RuntimeAssembly)里覆写的方法。

2.4 用 MethodInfo.Invoke 进行反射调用

最后还可尝试用 MethodInfo.Invoke 进行反射调用吧。源码如下。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;String membername = "FullName";Object obj = assembly;Type typ = obj.GetType();PropertyInfo pi = typ.GetProperty(membername);MethodInfo mi = pi.GetGetMethod();rt = mi.Invoke(obj, null);Debug.WriteLine(rt);

发现该办法仍是报异常。详细的异常内容是——

System.MethodAccessException: 安全透明方法 System.Reflection.Assembly.get_FullName() 无法使用反射访问 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(System.Type, System.Object, System.String, Boolean ByRef)。  位于 System.RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(Object obj, RuntimeMethodHandleInternal method, RuntimeType parent, UInt32 invocationFlags)  位于 System.RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(Object obj, IRuntimeMethodInfo method, RuntimeType parent, UInt32 invocationFlags)  位于 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture, Boolean skipVisibilityChecks)  位于 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture)  位于 System.Reflection.MethodBase.Invoke(Object obj, Object[] parameters)  位于 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(Type typ, Object obj, String membername, Boolean& ishad)

它也是 RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck 在做安全检查时,抛出异常的。

三、反编译的分析

这种不能反射是很奇怪的,于是决定反汇编看看代码。

这些类型是在mscorlib.dll里定义的。可用ILSpy等工具进行反编译分析。

// C:/Program Files (x86)/Reference Assemblies/Microsoft/Framework/Silverlight/v5.0/mscorlib.dll// mscorlib, Version=5.0.5.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e

3.1 Assembly.FullName

Assembly.FullName 反编译后的代码为 ——

// System.Reflection.Assemblypublic virtual string FullName{    get    {        throw new NotImplementedException();    }}

发现一个疑点——它没有安全关键(SecuritySafeCritical)的特性,那么它应该是透明(SecurityTransparent)的啊。怎么会报MethodAccessException异常呢?

3.2 RuntimeAssembly.FullName

RuntimeAssembly.FullName 反编译后的代码为 ——

// System.Reflection.RuntimeAssemblypublic override string FullName{    [SecuritySafeCritical]    get    {        if (this.m_fullname == null)        {            string value = null;            RuntimeAssembly.GetFullName(this.GetNativeHandle(), JitHelpers.GetStringHandleOnStack(ref value));            Interlocked.CompareExchange<string>(ref this.m_fullname, value, null);        }        return this.m_fullname;    }}

原来安全关键(SecuritySafeCritical)的特性是在这里出现的。

3.3 System.RuntimeMethodHandle

System.RuntimeMethodHandle 反编译后的代码为 ——

// System.RuntimeMethodHandle[SecurityCritical][MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall)]internal static extern void PerformSecurityCheck(object obj, RuntimeMethodHandleInternal method, RuntimeType parent, uint invocationFlags);[SecurityCritical]internal static void PerformSecurityCheck(object obj, IRuntimeMethodInfo method, RuntimeType parent, uint invocationFlags){    RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck(obj, method.Value, parent, invocationFlags);    GC.KeepAlive(method);}

它调了CLR中的内部代码(MethodImplOptions.InternalCall),无法反编译。不能再跟踪下去了。

四、动态生成代码

所有的反射用法都试过了,均无法成功访问这些属性。此时没路了吗?
不,此时还可尝试动态生成代码的办法。因为之前硬编码时能调通。
C#有2种动态生成代码的办法,分别是 IL Emit 与 Expression Tree。考虑到代码的可读性与可维护性,一般用Expression Tree比较好。

4.1 初试用Expression Tree 动态访问属性

以下是一个辅助函数,利用Expression Tree技术,将属性访问操作封装为一个委托。

        /// <summary>        /// 根据 PropertyInfo , 创建 Func 委托.        /// </summary>        /// <param name="pi">属性信息.</param>        /// <returns>返回所创建的 Func 委托.</returns>        public static Func<object, object> CreateGetFunction(PropertyInfo pi) {            MethodInfo getMethod = pi.GetGetMethod();            ParameterExpression target = Expression.Parameter(typeof(object), "target");            UnaryExpression castedTarget = getMethod.IsStatic ? null : Expression.Convert(target, pi.DeclaringType);            MemberExpression getProperty = Expression.Property(castedTarget, pi);            UnaryExpression castPropertyValue = Expression.Convert(getProperty, typeof(object));            return Expression.Lambda<Func<object, object>>(castPropertyValue, target).Compile();        }

随后便可使用该函数,来动态调用属性。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;String membername = "FullName";Object obj = assembly;Type typ = obj.GetType();PropertyInfo pi = typ.GetProperty(membername);Func< object, object> f = CreateGetFunction(pi);rt = f(obj);Debug.WriteLine(rt);

可是,该办法还是遇到了异常。

System.TypeAccessException: 方法“DynamicClass.lambda_method(System.Runtime.CompilerServices.Closure, System.Object)”访问类型“System.Reflection.RuntimeAssembly”的尝试失败。   位于 lambda_method(Closure, Object)   位于 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(Type typ, Object obj, String membername, Boolean & ishad)

4.2 解决Expression Tree法的问题

难道真的没办法了吗?
这时突然想起 RuntimeAssembly 是一个内部类(internal),而内部类应该是不能在程序集外访问的。
于是修改了访问代码,通过基类 Assembly 来访问 FullName。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;String membername = "FullName";Object obj = assembly;Type typ = typeof(Assembly);    // 强制指定基类。不能用 `obj.GetType()` ,因它返回的是 RuntimeAssembly 这个内部类。 PropertyInfo pi = typ.GetProperty(membername);Func< object, object> f = CreateGetFunction(pi);rt = f(obj);Debug.WriteLine(rt);

此时终于能正常的读出FullName属性的值了。

随后尝试反射时也强制指定基类(Assembly),但仍是报异常。可能是它内部限制了。
而且还尝试了用Expression Tree访问关键代码(SecurityCritical)的内容,希望能突破安全限制。可是还是遇到了MethodAccessException异常,看来安全性很严格,没有漏洞。

五、经验总结

  • 在 Silverlight中,安全关键(SecuritySafeCritical)的成员无法反射。而且当实际类中有安全关键(SecuritySafeCritical)特性时(如RuntimeAssembly),即使是通过安全透明的基类(如Assembly)来反射,也是不行的。
  • 当无法通过反射动态获取属性时,可考虑动态生成代码的方案(IL Emit、Expression Tree)。
  • 对于内部类(internal),是无法突破安全限制来访问的,即使是反射、动态生成代码也不行。此时可考虑通过基类来访问。
  • 对于关键代码(SecurityCritical),是无法突破安全限制来访问的,即使是反射、动态生成代码也不行。

源码地址:

https://github.com/zyl910/vscsprojects/tree/master/vs14_2015/Silverlight/TestSilverlight

参考文献

  • MSDN《安全透明的代码,级别 2》. https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/azure/dd233102.aspx
  • Artech《三种属性操作性能比较:PropertyInfo + Expression Tree + Delegate.CreateDelegate》. http://www.cnblogs.com/artech/archive/2011/03/26/Propertyaccesstest.html
  • ILSpy . http://www.ilspy.net

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