[C#] 解決Silverlight反射安全關鍵（SecuritySafeCritical）時報“System.MethodAccessException: 安全透明方法 XXX 無法使用反射訪問”的問題

来源:https://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2018/01/30/cs_silverlight_reflect_safecritical.html
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作者： "zyl910" 一、緣由 在Silverlight中使用反射動態訪問時，經常遇到“System.MethodAccessException: 安全透明方法 XXX 無法使用反射訪問……”等錯誤。 其中最常見的情況，是因為這些成員具有 安全關鍵（SecuritySafeCritical）的特 ...


作者： zyl910

一、緣由

在Silverlight中使用反射動態訪問時，經常遇到“System.MethodAccessException: 安全透明方法 XXX 無法使用反射訪問……”等錯誤。
其中最常見的情況，是因為這些成員具有 安全關鍵（SecuritySafeCritical）的特性（SecuritySafeCriticalAttribute）。但是這個現象是不對勁的——Silverlight里編寫的代碼都是透明代碼（SecurityTransparent），按照規則不能調用 關鍵代碼（SecurityCritical），但規則允許它調用安全關鍵代碼（SecuritySafeCritical）。
而且後來測試了硬編碼來調用，發現此時（硬編碼）是能夠正常調用的。且在.NET framework等平臺中，是能正常調用的。

雖然硬編碼能調用，但是很多時候是需要反射動態訪問的。故需要想辦法解決。

二、以Assembly.FullName為例進行嘗試

2.1 硬編碼

例如 Assembly 的 FullName屬性就行這種情況。在硬編碼的情況下是能成功調用的，源碼如下。

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

2.2 用Type.InvokeMember進行反射調用

可是當使用反射來訪問該屬性時，便會遇到異常了。例如通過 Type.InvokeMember 來反射獲取FullName屬性值，源碼如下。

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);

詳細的異常內容是——

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

可見是 RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck 在做安全檢查時，拋出異常的。

2.3 用 PropertyInfo.GetValue 進行反射調用

既然Type.InvokeMember，那就再試試用 PropertyInfo.GetValue 進行反射調用吧。源碼如下。

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);

發現該辦法也是報異常。詳細的異常內容是——

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

它也是 RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck 在做安全檢查時，拋出異常的。
還發現 System.Reflection.Assembly.get_FullName 實際是派生類（RuntimeAssembly）里覆寫的方法。

2.4 用 MethodInfo.Invoke 進行反射調用

最後還可嘗試用 MethodInfo.Invoke 進行反射調用吧。源碼如下。

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);

發現該辦法仍是報異常。詳細的異常內容是——

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

它也是 RuntimeMethodHandle.PerformSecurityCheck 在做安全檢查時，拋出異常的。

三、反編譯的分析

這種不能反射是很奇怪的，於是決定反彙編看看代碼。

這些類型是在mscorlib.dll里定義的。可用ILSpy等工具進行反編譯分析。

// 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 反編譯後的代碼為 ——

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

發現一個疑點——它沒有安全關鍵（SecuritySafeCritical）的特性，那麼它應該是透明（SecurityTransparent）的啊。怎麼會報MethodAccessException異常呢？

3.2 RuntimeAssembly.FullName

RuntimeAssembly.FullName 反編譯後的代碼為 ——

// System.Reflection.RuntimeAssembly
public 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;
    }
}

原來安全關鍵（SecuritySafeCritical）的特性是在這裡出現的。

3.3 System.RuntimeMethodHandle

System.RuntimeMethodHandle 反編譯後的代碼為 ——

// 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);
}

它調了CLR中的內部代碼（MethodImplOptions.InternalCall），無法反編譯。不能再跟蹤下去了。

四、動態生成代碼

所有的反射用法都試過了，均無法成功訪問這些屬性。此時沒路了嗎？
不，此時還可嘗試動態生成代碼的辦法。因為之前硬編碼時能調通。
C#有2種動態生成代碼的辦法，分別是 IL Emit 與 Expression Tree。考慮到代碼的可讀性與可維護性，一般用Expression Tree比較好。

4.1 初試用Expression Tree 動態訪問屬性

以下是一個輔助函數，利用Expression Tree技術，將屬性訪問操作封裝為一個委托。

        /// <summary>
        /// 根據 PropertyInfo , 創建 Func 委托.
        /// </summary>
        /// <param name="pi">屬性信息.</param>
        /// <returns>返回所創建的 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();
        }

隨後便可使用該函數，來動態調用屬性。

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，該辦法還是遇到了異常。

System.TypeAccessException: 方法“DynamicClass.lambda_method(System.Runtime.CompilerServices.Closure, System.Object)”訪問類型“System.Reflection.RuntimeAssembly”的嘗試失敗。
   位於 lambda_method(Closure, Object)
   位於 LibShared.LibSharedUtil.GetPropertyValue(Type typ, Object obj, String membername, Boolean & ishad)

4.2 解決Expression Tree法的問題

難道真的沒辦法了嗎？
這時突然想起 RuntimeAssembly 是一個內部類（internal），而內部類應該是不能在程式集外訪問的。
於是修改了訪問代碼，通過基類 Assembly 來訪問 FullName。

Assembly assembly = typeof(Environment).Assembly;
String membername = "FullName";
Object obj = assembly;
Type typ = typeof(Assembly);    // 強制指定基類。不能用 `obj.GetType()` ，因它返回的是 RuntimeAssembly 這個內部類。 
PropertyInfo pi = typ.GetProperty(membername);
Func< object, object> f = CreateGetFunction(pi);
rt = f(obj);
Debug.WriteLine(rt);

此時終於能正常的讀出FullName屬性的值了。

隨後嘗試反射時也強制指定基類（Assembly），但仍是報異常。可能是它內部限制了。
而且還嘗試了用Expression Tree訪問關鍵代碼（SecurityCritical）的內容，希望能突破安全限制。可是還是遇到了MethodAccessException異常，看來安全性很嚴格，沒有漏洞。

五、經驗總結

  • 在 Silverlight中，安全關鍵（SecuritySafeCritical）的成員無法反射。而且當實際類中有安全關鍵（SecuritySafeCritical）特性時（如RuntimeAssembly），即使是通過安全透明的基類（如Assembly）來反射，也是不行的。
  • 當無法通過反射動態獲取屬性時，可考慮動態生成代碼的方案（IL Emit、Expression Tree）。
  • 對於內部類（internal），是無法突破安全限制來訪問的，即使是反射、動態生成代碼也不行。此時可考慮通過基類來訪問。
  • 對於關鍵代碼（SecurityCritical），是無法突破安全限制來訪問的，即使是反射、動態生成代碼也不行。

源碼地址:

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

參考文獻


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