PHP序列化,反序列化

一.什么是序列化和反序列化

php类与对象

类是定义一系列属性和操作的模板，而对象，就是把属性进行实例化，完事交给类里面的方法，进行处理。

name." is smile...\n";
   }
}

$psycho = new people(); //根据people类实例化对象
$psycho->smile();
?>

上述代码定义了一个people类，并在在类中定义了一个public类型的变量n a m e 和类方法 s m i l e 。然后实例化一个对象 name和类方法smile。然后实例化一个对象name和类方法smile。然后实例化一个对象psycho，去调用people类里面的smile方法，打印出结果。
含义

php序列化（serialize）：是将变量转换为可保存或传输的字符串的过程
php反序列化（unserialize）：就是在适当的时候把这个字符串再转化成原来的变量使用
这两个过程结合起来，可以轻松地存储和传输数据，使程序更具维护性。
对象序列化成的字节序列会包含对象的类型信息、对象的数据等，说白了就是包含了描述这个对象的所有信息，能根据这些信息“复刻”出一个和原来一模一样的对象。
常见的php系列化和反系列化方式主要有：serialize，unserialize；json_encode，json_decode。 
示例
 

$team_members = '奥力给';
    }
}
$object = new object();
echo serialize($object);
?>

O 表示object，一个对象
6 表示对象名长度为6
object 对象名称
3 表示有3个属性
后面花括号里的是类属性的内容，s表示的是类属性team的类型，4表示类属性team的长度，后面的以此类推。
对象类型:对象长度:“对象名称”:类中变量的个数:{变量类型:长度:“名称”;类型:长度:“值”;…}
序列化
序列化格式中的字母含义：
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
类方法并不会参与到实例化里面
需要注意的是变量受到不同修饰符（public，private，protected）修饰进行序列化时，序列化后变量的长度和名称会发生变化。使用public修饰进行序列化后，变量$team的长度为4，正常输出。
使用private修饰进行序列化后，会在变量$team_name前面加上类的名称，在这里是object，并且长度会比正常大小多2个字节，也就是9+6+2=17。
使用protected修饰进行序列化后，会在变量$team_group前面加上*，并且长度会比正常大小多3个字节，也就是10+3=13。
通过对比发现，在受保护的成员前都多了两个字节，受保护的成员在序列化时规则：
1.受Private修饰的私有成员，序列化时: \x00 + [私有成员所在类名] + \x00 [变量名]
2. 受Protected修饰的成员，序列化时：\x00 + * + \x00 + [变量名]
其中，“\x00"代表ASCII为0的值，即空字节，” * " 必不可少。
 

反序列化

依次根据规则进行反向复原。
这边定义一个字符串，然后使用反序列化函数unserialize进行反序列化处理，最后使用var_dump进行输出：

二.魔术方法

方法名	作用
__construct	构造函数，在创建对象时候初始化对象，一般用于对变量赋初值
__destruct	析构函数，和构造函数相反，在对象不再被使用时(将所有该对象的引用设为null)或者程序退出时自动调用
__toString	当一个对象被当作一个字符串被调用，把类当作字符串使用时触发，返回值需要为字符串，例如echo打印出对象就会调用此方法
__wakeup()	使用unserialize时触发，反序列化恢复对象之前调用该方法
__sleep()	使用serialize时触发 ，在对象被序列化前自动调用，该函数需要返回以类成员变量名作为元素的数组(该数组里的元素会影响类成员变量是否被序列化。只有出现在该数组元素里的类成员变量才会被序列化)
__destruct()	对象被销毁时触发
__call()	在对象中调用不可访问的方法时触发，即当调用对象中不存在的方法会自动调用该方法
__callStatic()	在静态上下文中调用不可访问的方法时触发
__get()	读取不可访问的属性的值时会被调用（不可访问包括私有属性，或者没有初始化的属性）
__set()	在给不可访问属性赋值时，即在调用私有属性的时候会自动执行
__isset()	当对不可访问属性调用isset()或empty()时触发
__unset()	当对不可访问属性调用unset()时触发
__invoke()	当脚本尝试将对象调用为函数时触发

__tostring的具体触发场景：
(1) echo(o b j ) / p r i n t ( obj) / 打印时会触发
(2) 反序列化对象与字符串连接时
(3) 反序列化对象参与格式化字符串时
(4) 反序列化对象与字符串进行比较时（PHP进行比较的时候会转换参数类型）

(5) 反序列化对象参与格式化SQL语句，绑定参数时
(6) 反序列化对象在经过php字符串函数，如 strlen()、addslashes()时
(7) 在in_array()方法中，第一个参数是反序列化对象，第二个参数的数组中有toString返回的字符串的时候toString会被调用
(8) 反序列化的对象作为 class_exists() 的参数的时候

三.php反序列化漏洞（对象注入）
在反序列化过程中，其功能就类似于创建了一个新的对象（复原一个对象可能更恰当），并赋予其相应的属性值。如果让攻击者操纵任意反序列数据， 那么攻击者就可以实现任意类对象的创建，如果一些类存在一些自动触发的方法（魔术方法），那么就有可能以此为跳板进而攻击系统应用。
挖掘反序列化漏洞的条件是：
1.代码中有可利用的类，并且类中有__wakeup()，__sleep()，__destruct()这类特殊条件下可以自己调用的魔术方法。
2. unserialize()函数的参数可控。

php对象注入示例一：

test);
    }
}
$test = $_POST['test'];
$len = strlen($test)+1;
$p = "O:1:\"A\":1:{s:4:\"test\";s:".$len.":\"".$test.";\";}"; // 构造序列化对象
$test_unser = unserialize($p); // 反序列化同时触发_destruct函数
?>

 最终的目的是通过调用__destruct()这个析构函数，将恶意的payload注入，导致代码执行。根据上面的魔术方法的介绍，当程序跑到unserialize()反序列化的时候，会触发__destruct()方法，同时也可以触发__wakeup()方法。但是如果想注入恶意payload，还需要对$test的值进行覆盖，题目中已经给出了序列化链，很明显是对类A的$test变量进行覆盖。

首先这里要传入$test，而test就是phpinfo();$p = "O:1:\"A\":1:{s:4:\"test\";s:".$len.":\"".$test.";\";}"; 这里重新定义了A，把test变成了我们传递的值，这句话的功能就相当于var $test = "$_POST=['test']";,而在php中这句话就把前面的var $test = "demo";覆盖掉了，从而执行了__destruct()这个析构函数，eval也就执行了我们提交的phpinfo
 

php对象注入示例二：

test);
        fclose($fp);
    }
}
$a = $_GET['id'];
print_r($a);
echo "
";
$a_unser = unserialize($a);
require "flag.php";
?>

这里主要通过调用魔术方法__wakeup将KaTeX parse error: Expected group after '_' at position 47: …ize()反序列化操作时会触发_̲_wakeup魔术方法，接下来…test变量的值，将php探针写入flag.php文件中，并通过下面的require引用，导致命令执行。
 

1.POP 面向属性编程（Property-Oriented Programing）

上面的例子都是基于 " 自动调用 " 的magic function。但当漏洞/危险代码存在类的普通方法中，就不能指望通过 " 自动调用 " 来达到目的了。这时我们需要去寻找相同的函数名，把敏感函数和类联系在一起。一般来说在代码审计的时候我们都要盯紧这些敏感函数的，层层递进，最终去构造出一个有杀伤力的payload。
 

POP链简介

1.POP 面向属性编程（Property-Oriented Programing）

常用于上层语言构造特定调用链的方法，与二进制利用中的面向返回编程（Return-Oriented Programing）的原理相似，都是从现有运行环境中寻找一系列的代码或者指令调用，然后根据需求构成一组连续的调用链，最终达到攻击者邪恶的目的。类似于PWN中的ROP，有时候反序列化一个对象时，由它调用的__wakeup()中又去调用了其他的对象，由此可以溯源而上，利用一次次的 " gadget " 找到漏洞点。
 

2. POP CHAIN

把魔术方法作为最开始的小组件，然后在魔术方法中调用其他函数(小组件)，通过寻找相同名字的函数，再与类中的敏感函数和属性相关联，就是POP CHAIN 。此时类中所有的敏感属性都属于可控的。当unserialize()传入的参数可控，便可以通过反序列化漏洞控制POP CHAIN达到利用特定漏洞的效果。
 

POP链利用技巧

1 一些有用的POP链中出现的方法：

命令执行：exec()、passthru()、popen()、system()
文件操作：file_put_contents()、file_get_contents()、unlink()
代码执行：eval()、assert()、call_user_func()

2. 反序列化中为了避免信息丢失，使用大写S支持字符串的编码。

PHP 为了更加方便进行反序列化 Payload 的 传输与显示(避免丢失某些控制字符等信息)，我们可以在序列化内容中用大写S表示字符串，此时这个字符串就支持将后面的字符串用16进制表示，使用如下形式即可绕过，即：s:4:"user"; -> S:4:"use\72";

3. 深浅copy

在php中如果我们使用 & 对变量A的值指向变量B，这个时候是属于浅拷贝，当变量B改变时，变量A也会跟着改变。在被反序列化的对象的某些变量被过滤了，但是其他变量可控的情况下，就可以利用浅拷贝来绕过过滤。 $A = &$B;

4. 利用PHP伪协议

配合PHP伪协议实现文件包含、命令执行等漏洞。如glob:// 伪协议查找匹配的文件路径模式。

POP链构造案例

ClassObj = new normal();
    }

    function __destruct() {
        $this->ClassObj->action();
    }
}

class normal {
    function action() {
        echo "hello bmjoker";
    }
}

class evil {
    private $data;
    function action() {
        eval($this->data);
    }
}
//$a = new main();
unserialize($_GET['a']);
?>

如上代码，危险的命令执行方法eval不在魔术方法中，在evil类中。但是魔术方法__construct()是调用normal类，__destruct()在程序结束时会去调用normal类中的action()方法。而我们最终的目的是去调用evil类中的action()方法，并伪造evil类中的变量KaTeX parse error: Expected group after '_' at position 41: …去构造POP利用链，让魔术方法_̲_construct()去调用…data赋予恶意代码，比如php探针phpinfo()，这样就相当于执行`。尝试构造payload：
 

ClassObj = new evil();
    }
}
class evil {
    private $data = "phpinfo();";
}
$a = new main();
echo serialize($a);
?>

编写我们想要执行的效果，然后进行序列化。
但是由于$ClassObj是protected类型修饰，$data是private类型修饰，在序列化的时候，多出来的字节都被\x00填充，需要进行在代码中使用urlencode对序列化后字符串进行编码，否则无法复制解析。运行得到O:4:"main":1:{s:11:"*ClassObj";O:4:"evil":1:{s:10:"evildata";s:10:"phpinfo();";}}

PHP Session反序列化

session请求过程

当第一次访问网站时，Seesion_start()函数就会创建一个唯一的Session ID，并自动通过HTTP的响应头，将这个Session ID保存到客户端Cookie中。同时，也在服务器端创建一个以Session ID命名的文件，用于保存这个用户的会话信息。当同一个用户再次访问这个网站时，也会自动通过HTTP的请求头将Cookie中保存的Seesion ID再携带过来，这时Session_start()函数就不会再去分配一个新的Session ID，而是在服务器的硬盘中去寻找和这个Session ID同名的Session文件，将这之前为这个用户保存的会话信息读出，在当前脚本中应用，达到跟踪这个用户的目的。
 

session_start的作用

当会话自动开始或者通过 session_start() 手动开始的时候， PHP 内部会依据客户端传来的PHPSESSID来获取现有的对应的会话数据（即session文件）， PHP 会自动反序列化session文件的内容，并将之填充到 $_SESSION 超级全局变量中。如果不存在对应的会话数据，则创建名为sess_PHPSESSID(客户端传来的)的文件。如果客户端未发送PHPSESSID，则创建一个由32个字母组成的PHPSESSID，并返回set-cookie。
 

Session存储机制

PHP中的Session中的内容并不是放在内存中的，而是以文件的方式来存储的，存储方式就是由配置项session.save_handler来进行确定的，默认是以文件的方式存储。存储的文件是以sess_sessionid来进行命名的，文件的内容就是Session值的序列化之后的内容。
PHP Session在php.ini中主要存在以下配置项：
 

Directive*	含义
session.save_handler	设定用户自定义session存储函数，如果想使用PHP内置会话存储机制之外的可以使用本函数(数据库等方式)。默认为files
session.save_path	设置session的存储路径，默认在/tmp
session.serialize_handler	定义用来序列化/反序列化的处理器名字。默认使用php。
session.auto_start	指定会话模块是否在请求开始时启动一个会话，默认为0不启动
session.upload_progress.enabed	将上传文件的进度信息存储在session中。默认开启
session.upload_progress.cleanup	一旦读取了所有的POST数据，立即清除进度信息。默认开启

注意:这里修改session.save.path在php.ini中修改，三个都要改而且要去掉前面的冒号，重启才可以生效 

在PHP中Session有三种序列化的方式，分别是php，php_serialize，php_binary，不同的引擎所对应的Session的存储的方式不同

存储引擎	存储方式
php_binary	键名的长度对应的 ASCII 字符 + 键名 + 经过 serialize() 函数序列化处理的值
php	键名 + 竖线 + 经过 serialize() 函数序列处理的值
php_serialize	(PHP>5.5.4) 经过 serialize() 函数序列化处理的数组

Session反序列化漏洞

PHP在session存储和读取时，都会有一个序列化和反序列化的过程，PHP内置了多种处理器用于存取 $_SESSION 数据，都会对数据进行序列化和反序列化，PHP中的Session的实现是没有的问题的，漏洞主要是由于使用不同的引擎来处理session文件造成的。
存在对$_SESSION变量赋值
php引擎存储Session的格式为
 

php	键名 + 竖线 + 经过 serialize() 函数序列处理的值
php_serialize	(PHP>5.5.4) 经过 serialize() 函数序列化处理的数组

如果程序使用两个引擎来分别处理的话就会出现问题。比如下面的例子，先使用php_serialize引擎来存储
session 1：

";
var_dump($_SESSION);
echo "

"; ?>

接下来使用php引擎来读取Session文件
session 2：

name." !"
    }
}
?>

漏洞的主要原因在于不同的引擎对于竖杠’ | ‘的解析产生歧义。
对于php_serialize引擎来说’ | ‘可能只是一个正常的字符；但对于php引擎来说’ | ‘就是分隔符，前面是$_SESSION['username']的键名 ，后面是GET参数经过serialize序列化后的值。从而在解析的时候造成了歧义，导致其在解析Session文件时直接对’ | ‘后的值进行反序列化处理。
可能有的人看到这里会有疑问，在使用php引擎读取Session文件时，为什么会自动对’ | '后面的内容进行反序列化呢？也没看到反序列化unserialize函数。
这是因为使用了session_start()这个函数 ，PHP会自动反序列化数据并填充$_session超级全局变量。PHP能自动反序列化数据的前提是，现有的会话数据是以特殊的序列化格式存储。
构造payload：
 

name = "bmjoker";
    $a->age = "888";
    echo serialize($a);
?>

运行得到O:4:"user":2:{s:4:"name";s:7:"bmjoker";s:3:"age";s:3:"888";}，生成的payload如果想利用php引擎读取Session文件时对’ | ‘解析产生的反序列化漏洞，需要在payload前加个’ | '，这个时候经过php_serialize引擎存储就会变成：

 

当使用php引擎的时候，php引擎会以|作为key和value的分隔符；左边部分是session的key，右边部分为session的vale
直接运行session 2