Joomla反序列化漏洞的查漏补缺

2015-12-25 309595人围观 ,发现 6 个不明物体 漏洞

*本文中涉及到的相关漏洞已报送厂商并得到修复,本文仅限技术研究与讨论,严禁用于非法用途,否则产生的一切后果自行承担。

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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:

wooyun

或者这样:

3601

还有这样:

3602

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.<br>";
    return true;
}
 
function sess_read($sess_id) {
    print "Session read.<br>";
    print "Sess_ID: $sess_id<br>";
    return '';
}
 
function sess_write($sess_id, $data) {
    print "Session value written.<br>";
    print "Sess_ID: $sess_id<br>";
    print "Data: $data<br><br>";
    $fp = fopen('C:/wamp/www/999.txt','w');
    fwrite($fp, $data);
    fclose($fp);
    return true;
}
 
function sess_destroy($sess_id) {
    print "Session destroy called.<br>";
    return true;
}
 
function sess_gc($sess_maxlifetime) {
    print "Session garbage collection called.<br>";
    print "Sess_maxlifetime: $sess_maxlifetime<br>";
    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: 

session1

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:

session2

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。

*作者:绿盟科技(企业账号),转载请注明来自FreeBuf黑客与极客(FreeBuf.COM)

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