作者：seaii@知道创宇404实验室
时间：2018/08/23

0x01 前言

通常我们在利用反序列化漏洞的时候，只能将序列化后的字符串传入unserialize()，随着代码安全性越来越高，利用难度也越来越大。但在不久前的Black Hat上，安全研究员Sam Thomas分享了议题It’s a PHP unserialization vulnerability Jim, but not as we know it，利用phar文件会以序列化的形式存储用户自定义的meta-data这一特性，拓展了php反序列化漏洞的攻击面。该方法在文件系统函数（file_exists()、is_dir()等）参数可控的情况下，配合phar://伪协议，可以不依赖unserialize()直接进行反序列化操作。这让一些看起来“人畜无害”的函数变得“暗藏杀机”，下面我们就来了解一下这种攻击手法。

0x02 原理分析

2.1 phar文件结构

在了解攻击手法之前我们要先看一下phar的文件结构，通过查阅手册可知一个phar文件有四部分构成：

1. a stub

可以理解为一个标志，格式为xxx<?php xxx; __HALT_COMPILER();?>，前面内容不限，但必须以__HALT_COMPILER();?>来结尾，否则phar扩展将无法识别这个文件为phar文件。

2. a manifest describing the contents

phar文件本质上是一种压缩文件，其中每个被压缩文件的权限、属性等信息都放在这部分。这部分还会以序列化的形式存储用户自定义的meta-data，这是上述攻击手法最核心的地方。

3. the file contents

被压缩文件的内容。

4. [optional] a signature for verifying Phar integrity (phar file format only)

签名，放在文件末尾，格式如下：

2.2 demo测试

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。

注意：要将php.ini中的phar.readonly选项设置为Off，否则无法生成phar文件。

phar_gen.php

可以明显的看到meta-data是以序列化的形式存储的：

有序列化数据必然会有反序列化操作，php一大部分的文件系统函数在通过phar://伪协议解析phar文件时，都会将meta-data进行反序列化，测试后受影响的函数如下：

来看一下php底层代码是如何处理的：

php-src/ext/phar/phar.c

通过一个小demo来证明一下：

phar_test1.php

其他函数当然也是可行的：

phar_test2.php

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，一些之前看起来“人畜无害”的函数也变得“暗藏杀机”，极大的拓展了攻击面。

2.3 将phar伪造成其他格式的文件

在前面分析phar的文件结构时可能会注意到，php识别phar文件是通过其文件头的stub，更确切一点来说是__HALT_COMPILER();?>这段代码，对前面的内容或者后缀名是没有要求的。那么我们就可以通过添加任意的文件头+修改后缀名的方式将phar文件伪装成其他格式的文件。

采用这种方法可以绕过很大一部分上传检测。

0x03 实际利用

3.1 利用条件

任何漏洞或攻击手法不能实际利用，都是纸上谈兵。在利用之前，先来看一下这种攻击的利用条件。

  1. phar文件要能够上传到服务器端。
  2. 要有可用的魔术方法作为“跳板”。
  3. 文件操作函数的参数可控，且:、/、phar等特殊字符没有被过滤。

3.2 wordpress

wordpress是网络上最广泛使用的cms，这个漏洞在2017年2月份就报告给了官方，但至今仍未修补。之前的任意文件删除漏洞也是出现在这部分代码中，同样没有修补。根据利用条件，我们先要构造phar文件。

首先寻找能够执行任意代码的类方法：

wp-includes/Requests/Utility/FilteredIterator.php

这个类继承了ArrayIterator，每当这个类实例化的对象进入foreach被遍历的时候，current()方法就会被调用。下一步要寻找一个内部使用foreach的析构方法，很遗憾wordpress的核心代码中并没有合适的类，只能从插件入手。这里在WooCommerce插件中找到一个能够利用的类：

wp-content/plugins/woocommerce/includes/log-handlers/class-wc-log-handler-file.php

到这里pop链就构造完成了，据此构建phar文件：

将后缀名改为gif后，可以在后台上传，也可以通过xmlrpc接口上传，都需要author及以上的权限。记下上传后的文件名和post_ID。

接下来我们要找到一个参数可控的文件系统函数：

wp-includes/post.php

该函数可以通过XMLRPC调用"wp.getMediaItem"这个方法来访问到，变量$thumbfile传入了file_exists()，正是我们需要的函数，现在我们需要回溯一下$thumbfile变量，看其是否可控。

根据$thumbfile = str_replace(basename($file), $imagedata['thumb'], $file)，如果basename($file)与$file相同的话，那么$thumbfile的值就是$imagedata['thumb']的值。先来看$file是如何获取到的：

wp-includes/post.php

如果$file是类似于windows盘符的路径Z:\Z，正则匹配就会失败，$file就不会拼接其他东西，此时就可以保证basename($file)与$file相同。

可以通过发送如下数据包来调用设置$file的值：

同样可以通过发送如下数据包来设置$imagedata['thumb']的值：

_wpnonce可在修改页面中获取。

最后通过XMLRPC调用"wp.getMediaItem"这个方法来调用wp_get_attachment_thumb_file()函数来触发反序列化。xml调用数据包如下：

0x04 防御

  1. 在文件系统函数的参数可控时，对参数进行严格的过滤。
  2. 严格检查上传文件的内容，而不是只检查文件头。
  3. 在条件允许的情况下禁用可执行系统命令、代码的危险函数。

0x05 参考链接

  1. https://i.blackhat.com/us-18/Thu-August-9/us-18-Thomas-Its-A-PHP-Unserialization-Vulnerability-Jim-But-Not-As-We-Know-It-wp.pdf
  2. http://php.net/manual/en/intro.phar.php
  3. http://php.net/manual/en/phar.fileformat.ingredients.php
  4. http://php.net/manual/en/phar.fileformat.signature.php
  5. https://www.owasp.org/images/9/9e/Utilizing-Code-Reuse-Or-Return-Oriented-Programming-In-PHP-Application-Exploits.pdf

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