PHP string序列化与反序列化语法解析不一致带来的安全隐患

GaRY | 2012-11-21 13:54

原文:http://www.80vul.com/pch/pch-010.txt

author: ryat#www.wolvez.org

team:http://www.80vul.com

date:2012-11-19

   不久前 IPB 爆出了一个 unserialize() 漏洞[1],漏洞本身没有什么特别的,但 IPB 官方发布的 patch 却很有意思[2],很快 Stefan Esser 在其 twitter 上给出了 bypass 的方法[3]。随后 IPB 官方针对此 bypass 发布了新的 patch,但 Stefan Esser 表示新 patch 通过改变处理方式最终化解了此漏洞,但其提供的过滤函数 safeUnserialize() 依旧是存在安全问题的。虽然 Stefan Esser 没有透漏问题具体所在,但笔者通过查看相关 PHP 源码,发现 PHP 在对 string 进行序列化与反序列化处理过程中存在语法解析不一致的问题,这有可能会导致很严重的安全问题,同时也可以很容易的 bypass safeUnserialize() 函数的过滤。

i. PHP string serialize() 相关源码分析

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static inline void php_var_serialize_string(smart_str *buf, char *str, int len) /* {{{ */

  {

    smart_str_appendl(buf, "s:", 2);

    smart_str_append_long(buf, len);

    smart_str_appendl(buf, ":\"", 2);

    smart_str_appendl(buf, str, len);

    smart_str_appendl(buf, "\";", 2);

  }

通过上面的代码片段可以看到 serialize() 对 string 序列化处理方式如下:

$str = 'ryatsyne';

  var_dump(serialize($str));

  // $str serialized string output

  // s:8:"ryatsyne";

ii. PHP string unserialize() 相关源码分析

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unserialize() 函数对 string 的反序列化则分为两种,一种是对 `s:` 格式的序列化 string 进行处理:

switch (yych) {

      ...

    case 's':  goto yy9;

    ...

  yy9:

    yych = *(YYMARKER = ++YYCURSOR);

    if (yych == ':') goto yy46;

    goto yy3;

    ...

  yy46:

    yych = *++YYCURSOR;

    if (yych == '+') goto yy47;

    if (yych <= '/') goto yy18;

    if (yych <= '9') goto yy48;

    goto yy18;

  yy47:

    yych = *++YYCURSOR;

    if (yych <= '/') goto yy18;

    if (yych >= ':') goto yy18;

  yy48:

    ++YYCURSOR;

    if ((YYLIMIT - YYCURSOR) < 2) YYFILL(2);

    yych = *YYCURSOR;

    if (yych <= '/') goto yy18;

    if (yych <= '9') goto yy48;

    if (yych >= ';') goto yy18;

    yych = *++YYCURSOR;

    if (yych != '"') goto yy18;

    ++YYCURSOR;

    {

    size_t len, maxlen;

    char *str;

    

    len = parse_uiv(start + 2);

    maxlen = max - YYCURSOR;

    if (maxlen < len) {

      *p = start + 2;

      return 0;

    }

    

    str = (char*)YYCURSOR;

    

    YYCURSOR += len;

    

    if (*(YYCURSOR) != '"') {

      *p = YYCURSOR;

      return 0;

    }

  // 确保格式为 s:x:"x"

    

    YYCURSOR += 2;

    *p = YYCURSOR;

  // 注意这里,*p 指针直接后移了两位,也就是说没有判断 " 后面是否为 ;

    

    INIT_PZVAL(*rval);

    ZVAL_STRINGL(*rval, str, len, 1);

    return 1;

另一种是对 S: 格式的序列 string 进行处理(此格式在 serialize() 函数序列化处理中并没有定义):

static char *unserialize_str(const unsigned char **p, size_t *len, size_t maxlen)

  {

    size_t i, j;

    char *str = safe_emalloc(*len, 1, 1);

    unsigned char *end = *(unsigned char **)p+maxlen;

    

    if (end < *p) {

      efree(str);

      return NULL;

    }

    

    for (i = 0; i < *len; i++) {

      if (*p >= end) {

        efree(str);

        return NULL;

      }

      if (**p != '\\') {

        str[i] = (char)**p;

      } else {

        unsigned char ch = 0;

        

        for (j = 0; j < 2; j++) {

          (*p)++;

          if (**p >= '0' && **p <= '9') {

            ch = (ch << 4) + (**p -'0');

          } else if (**p >= 'a' && **p <= 'f') {

            ch = (ch << 4) + (**p -'a'+10);

          } else if (**p >= 'A' && **p <= 'F') {

            ch = (ch << 4) + (**p -'A'+10);

          } else {

            efree(str);

            return NULL;

          }

        }

        str[i] = (char)ch;

      }

      (*p)++;

    }

    str[i] = 0;

    *len = i;

    return str;

  }

  // 上面的函数是对 \72\79\61\74\73\79\6e\65 这样十六进制形式字符串进行转换

  ...

  switch (yych) {

    ...

    case 'S':  goto yy10;

    // 处理过程与 s: 相同        

    if ((str = unserialize_str(&YYCURSOR, &len, maxlen)) == NULL) {

      return 0;

    }

    // 处理过程与 s: 相同

从上面的代码片段可以看到 unserialize() 对序列化后的 string 反序列化处理如下:

$str1 = 's:8:"ryatsyne";';

  $str2 = 's:8:"ryatsyne"t';

  $str3 = 'S:8:"\72\79\61\74\73\79\6e\65"';

  var_dump(unserialize($str));

  // $str1, $str2 and $str3 unserialized string output

  // ryatsyne;

iii. 语法解析处理不一致导致的安全隐患

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从上述分析过程可以看到 PHP 在反序列化 string 时没有严格按照序列化格式 s:x:"x"; 进行处理,没有对 " 后面的是否存在 ; 进行判断,同时增加了对十六进制形式字符串的处理,这样前后处理的不一致让人很费解,同时由于 PHP 手册中对此没有详细的说明,大部分程序员对此处理过程并不了解,这可能导致其在编码过程中出现疏漏,甚至导致严重的安全问题。

回到文章开头提到的 IPB 漏洞上,利用这个 funny feature of PHP 可以很容易的 bypass safeUnserialize() 函数的过滤:)

* mixed safe_unserialize(string $serialized)

    * Safely unserialize, that is only unserialize string, numbers and arrays, not objects

    *

    * @license Public Domain

    * @author dcz (at) phpbb-seo (dot) com

    */

    static public function safeUnserialize( $serialized )

    {

        // unserialize will return false for object declared with small cap o

        // as well as if there is any ws between O and :

        if ( is_string( $serialized ) && strpos( $serialized, "\0" ) === false )

        {

            if ( strpos( $serialized, 'O:' ) === false )

            {

                // the easy case, nothing to worry about

                // let unserialize do the job

                return @unserialize( $serialized );

            }

            else if ( ! preg_match('/(^|;|{|})O:[+\-0-9]+:"/', $serialized ) )

            {

                // in case we did have a string with O: in it,

                // but it was not a true serialized object

                return @unserialize( $serialized );

            }

        }

        return false;

    }

    

    // a:1:{s:8:"ryatsyne"tO:8:"ryatsyne":0:{}}

    // 只要构造类似的序列化字符串就可以轻易突破这里的过滤了

iiii. 参考

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* [1][http://seclists.org/bugtraq/2012/Nov/17](http://seclists.org/bugtraq/2012/Nov/17)

* [2][http://adminextra.com/threads/ip-board-3-1-x-3-2-x-and-3-3-x-hacked.6125/](http://adminextra.com/threads/ip-board-3-1-x-3-2-x-and-3-3-x-hacked.6125/)

* [3][http://twitter.com/i0n1c](http://twitter.com/i0n1c)