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Joomla反序列化漏洞的查漏补缺

2015-12-27

2015年12月15日国内各大安全厂商都从国外站点上关注到一条关于Joomla远程代码执行漏洞的内容,原文可以看这里。之后开启了一轮漏洞分析大战,比快,比准,比嘲讽。而作为对于PHP SESSION序列化机制不怎么了解的



2015年12月15日国内各大安全厂商都从国外站点上关注到一条关于Joomla远程代码执行漏洞的内容,原文可以看这里。之后开启了一轮漏洞分析大战,比快,比准,比嘲讽。
而作为对于PHP SESSION序列化机制不怎么了解的我,就兴奋的阅读着各家的分析来学习这个漏洞的原理。虽然这些分析文章帮助我重现了这个漏洞的利用,并且貌似解释清楚了原理,但是,有一个问题我还是没有在这些文章中找出。
0×01 被忽略的角落
我先在这里把被忽略的问题写出来,让我们带着问题来看这几篇文章都迷失在哪里。被忽略的问题就是:
Joomla改变了PHP默认的SESSION处理方式了吗?
如果你跟我一样,看过各家对这个漏洞的分析文章,肯定会对下面这段话有印象:
键名 + 竖线 + 经过 serialize() 函数反序列处理的值。
在分析文章中这句话的出现有像这样的解释:

或者这样:

还有这样:

看上去都将矛头指向了Joomla自己实现SESSION机制的处理,而没有使用PHP默认的SESSION机制导致的对象注入问题。作为不懂PHP SESSION机制的我只好先去找了几篇关于这方面介绍的文章去学习。
0×02 PHP SESSION的自定义
如果想在PHP中自己定义处理SESSION过程,需要使用session_set_save_handler函数来将相关的自定义处理方法进行注册,注册后再使用session_start启动SESSION机制就可以使用自己定义的函数处理SESSION了。代码示例如下:
php function sess_open($sess_path, $sess_name) {
print "Session opened.
print "Sess_path: $sess_path
print "Sess_name: $sess_name
return true; }

function sess_close() {
print "Session closed.
";
return true;
}

function sess_read($sess_id) {
print "Session read.
";
print "Sess_ID: $sess_id
";
return '';
}

function sess_write($sess_id, $data) {
print "Session value written.
";
print "Sess_ID: $sess_id
";
print "Data: $data
";
$fp = fopen('C:/wamp/www/999.txt','w');
fwrite($fp, $data);
fclose($fp);
return true;
}

function sess_destroy($sess_id) {
print "Session destroy called.
";
return true;
}

function sess_gc($sess_maxlifetime) {
print "Session garbage collection called.
";
print "Sess_maxlifetime: $sess_maxlifetime
";
return true;
}
session_set_save_handler
("sess_open", "sess_close", "sess_read", "sess_write", "sess_destroy", "sess_gc");
session_start();
在对SESSION相关变量进行赋值时会调用注册的sess_write方法进行处理,为了方便了解传入的参数内容,我print出了data变量。我们来看一下赋值的这个过程:

可以看出data变量传入的就是PHP SESSION机制序列化好的内容,也就是说即使我们自定义了处理SESSION的函数,但是如果没有对数据进行处理的话,SESSION还是那个PHP自己序列化的SESSION。了解到这里后,我们再回来看Joomla的SESSION的处理部分:
php public function register() { // Use this object as the session handler
session_set_save_handler( array($this, 'open'), array($this, 'close'), array($this, 'read'),
array($this, 'write'), array($this, 'destroy'), array($this, 'gc') ); }

public function write($id, $data) {
// Get the database connection object and verify its connected. $db = JFactory::getDbo();

$data = str_replace(chr(0) . '*' . chr(0), '', $data);

try
{
$query = $db->getQuery(true)
->update($db->quoteName('#__session'))
->set($db->quoteName('data') . ' = ' . $db->quote($data))
->set($db->quoteName('time') . ' = ' . $db->quote((int) time()))

->where($db->quoteName('session_id') . ' = ' . $db->quote($id));

// Try to update the session data in the database table.
$db->setQuery($query);

if (!$db->execute())
{
return false;
}
/* Since $db->execute did not throw an exception, so the query was successful.
Either the data changed, or the data was identical.
In either case we are done.
*/
return true;
}
catch (Exception $e)
{
return false;
}
}
从上面的代码我们可以看出,Joomla注册了write函数作为写入SESSION内容时的处理函数。但是write函数除了对data变量做了一次字符替换,没有再做任何操作就存入了数据库,而这个替换是不会影响到SESSION序列化和反序列化的。
而这几篇分析文章中都提到的一句话:
键名 + 竖线 + 经过 serialize() 函数反序列处理的值。
其实就是PHP处理SESSION的默认序列化格式。
所以到这里我能得出的结论就是:
Joomla的自定义SESSION处理并不是导致对象注入的元凶,SESSION仍然是按照默认的机制进行序列化的。
到这里我们前面提出来的问题得到了答案,但是我们貌似更看不懂这个漏洞了,既然所有的SESSION都是使用PHP默认机制来完成序列化的,那么这个漏洞是怎么形成的呢?现在,我们带一个新问题来继续分析:PHP默认的SESSION机制有问题吗?
0×03 老司机带我来跳坑
前面章节提到的几篇分析文章除了共同将矛头指向了Joomla自定义SESSION处理,还有一个共同点就是都引用ryat老司机的《PHP Session 序列化及反序列化处理器设置使用不当带来的安全隐患》这篇文章。
这篇文章指出,如果写入SESSION和读取SESSION使用的方式不一样,可能会造成对象注入的问题。这里引用ryat文章中的例子来说明:
php //foo1.php
ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
session_start(); $\_SESSION['ryat'] = $\_GET['ryat'];

//foo2.php

ini_set('session.serialize_handler', 'php');
//or session.serialize_handler set to php in php.ini session_start();

class ryat {
var $hi;
function __wakeup() {
echo 'hi';
}
function __destruct() {
echo $this->hi;
}
}
在存储SESSION使用的是php_serialize方式,而读取使用的是php方式。这两种方式对应的序列化格式是这样的:

在这种存储和读取方式不同的情况,我们很容易理解对象注入的问题,通过foo1.php?ryat=|O:4:”ryat”:1:{s:2:”hi”;s:4:”ryat”;}来将竖线前面的字符作为键名,让serialize()函数反序列化竖线后面我们输入的内容。难道Joomla在SESSION也像实例代码那样修改了session.serialize_handler?但是并没有,我翻遍了Joomla的代码,也没有找到session.serialize_handler相关的任何代码,所以Joomla仍然使用统一的SESSION序列化和反序列化方式。
我卡在了这个地方好久,为了找到原因,我决定脱离Joomla代码,使用我前面给出的PHP SESSION自定义函数来复现这个反序列化漏洞,因为这样整个序列化和反序列过程很简单,并且我还可以print序列化内容。就在我第一次尝试的时候,我发现了一个问题:

注入的竖线居然原封不动的print的出来了!天啊!老司机在他的文章里留了一个扣子。PHP的SESSION使用php方式进行序列化时,是不会对输入内容检查、过滤或者转义竖线的,那么这里我们可以得到第二个问题的答案:
PHP的SESSION机制存在潜在的对象注入隐患
PHP序列化SESSION内容的源码内容如下:
c
#define PS_ENCODE_LOOP(code) do { \

HashTable *_ht = Z_ARRVAL_P(PS(http_session_vars)); \
int key_type; \
\

for (zend_hash_internal_pointer_reset(_ht); \
(key_type = zend_hash_get_current_key_ex(_ht, &key, &key_length, &num_key, 0, NULL)) != HASH_KEY_NON_EXISTANT; \
zend_hash_move_forward(_ht)) { \
if (key_type == HASH_KEY_IS_LONG) { \
php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_NOTICE, "Skipping numeric key %ld", num_key); \
continue; \
} \
key_length--; \
if (php_get_session_var(key, key_length, &struc TSRMLS_CC) == SUCCESS) { \
smart_str_appendl(&buf, key, key_length);
if (memchr(key, PS_DELIMITER, key_length) || memchr(key, PS_UNDEF_MARKER, key_length)) {
PHP_VAR_SERIALIZE_DESTROY(var_hash);
smart_str_free(&buf);
return FAILURE;
}
smart_str_appendc(&buf, PS_DELIMITER);

php_var_serialize(&buf, struc, &var_hash TSRMLS_CC);
} else {
smart_str_appendc(&buf, PS_UNDEF_MARKER);
smart_str_appendl(&buf, key, key_length);
smart_str_appendc(&buf, PS_DELIMITER); \
} \
} \
} while(0)
0×04 Joomla漏洞原理
通过user-agent注入序列化对象代码到SESSION内容中,利用SESSION内容会存入数据库,通过使用utf-8的畸形字符截断部分内容,使注入对象后的序列化字符串仍保证正确结构。利用PHP默认SESSION序列化的php方式,通过传入带竖线的字符串,来使前面的序列化内容作为键值,保证发序列化过程不会在解析注入对象内容前停止,从而实现用户自定义对象解析。
对于SESSION反序列化部分的内容,感兴趣的各位可以看一下LN的这篇文章,从PHP源码的层面分析了这个过程。
0×05 总结
这个漏洞最有意义的地方,就是告诉了我们在PHP下使用默认的SESSION机制会存在对象注入的风险。如果你对于SESSION的序列化内容进行了存储(文件或者数据库),那么请注意这些存储对象的一些截断特性,否则和SESSION序列化特性配合起来,威力不容小觑啊。

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