Bash 3.0-4.3命令执行漏洞分析

该漏洞相关报道：

• http://www.freebuf.com/news/44805.html
• http://www.csoonline.com/article/2687265/application-security/remote-exploit-in-bash-cve-2014-6271.html

测试

在Bash Shell下执行以下代码：
env x='() { :;}; echo vulnerable' bash -c "echo this is a test"
如果输出：
vulnerable
this is a test
表示存在漏洞。打了补丁会输出以下错误：
bash: 警告: x: ignoring function definition attempt
bash: `x' 函数定义导入错误
this is a test

原理分析

Shell里可以定义变量，POC中定义了一个命名为x的变量，内容是一个字符串：
() { :;}; echo vulnerable
而根据漏洞信息得知，这个漏洞产生于Shell在处理函数定义时，执行了函数体之后的命令。但这里x的值是个字符串，它是怎么转变成函数的呢。

实际这个和Bash实现有关，在Bash中定义一个函数，格式为：
function function_name() {
body;
}
当Bash在初始化环境变量时，语法解析器发现小括号和大括号的时候，就认为它是一个函数定义：
[lu4nx@lx-pc ~]$ say_hello='() { echo hello world; }'
[lu4nx@lx-pc ~]$ export say_hello
[lu4nx@lx-pc ~]$ bash -c 'say_hello'
hello world
上面代码在新的Bash进程中，say_hello成了新环境中的一个函数，它的演变过程如下：

1、新的bash在初始时，扫描到环境变量say_hello出现小括号和大括号，认定它是一个函数定义

2、bash把say_hello作为函数名，其值作为函数体

typeset命令可以列出当前环境中所有变量和函数定义，我们用typeset看看这个字符串怎么变成函数的。继续上面定义的say_hello函数：
[lu4nx@lx-pc ~]$ bash -c 'typeset' | fgrep -A 10 say_hello
say_hello ()
{
echo hello world
}
这里新启动了个Bash进程，然后执行了typeset，typeset会返回当前环境（新的环境）中所有定义，这里清楚看到say_hello被变成函数了。

漏洞产生原因

而这个漏洞在于，Bash把函数体解析完了之后，去执行了函数定义后面的语句，为啥会这样呢。

通过结合补丁，我对Bash的源码简单分析了下，Bash初始化时调用了builtins/evalstring.c里的parse_and_execute函数。是的，就等于Bash初始化环境时调用了类似其他高级语言中的eval函数，它负责解析字符串输入并执行。

继续看parse_and_execute的源码，关键点在这里：
218 else if (command = global_command)
219 {
220 struct fd_bitmap *bitmap;
它判断命令是否是一个定义成全局的，新的bash进程启动后，say_hello不仅被解析成函数了，还变成全局的了：
[lu4nx@lx-pc data]$ bash -c 'typeset -f'
say_hello ()
{
echo hello world
}
declare -fx say_hello
declare命令是Bash内置的，用来限定变量的属性，-f表示say_hello是一个函数，-x参数表示say_hello被export成一个环境变量，所以这句话的意思是让say_hello成了全局有效的函数。

其实Bash本身其实是想在启动时初始环境变量以及定义一些函数，而初始的方式就是去把 变量名=值 这样的赋值语句用eval去执行一次，如果出现了函数定义，就把它转变成函数，除此之外就不想让它干其他的了，可偏偏它在扫描到函数定义时，把它转变成函数的过程中不小心执行了后面的命令，这其实不是eval的错，这是做语法解析时没考虑严格，所以补丁加了这么一句话来判断函数体合法性：

补充

另外，很多人疑惑POC里{ :; }这句中的冒号和分号，分号作为结束符，而冒号的意思是什么也不做，类似Python里的pass，具体看Bash官方文档。

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原作者：知道创宇lu4nx