php & apache2 &操作系统之间的一些黑魔法
0x00 前言
做了一个CTF题目，遇到了一些有趣的东西，所以写了这篇文章记录了一下。 但是我却不明白造成这个问题的原因在哪里，所以不知道给文章起什么标题，就姑且叫这个非常宽泛的名字吧。
0x01 CTF题目原型
在遇到的题目中，最后一步是getshell，大概可以简化为以下代码：
<?php // 测试环境 linux + apache2 + php // 没有开rewrite ，所以写 .htaccess 没用// 没有用cgi ，所以写 .user.ini 也没有 // 要求 getshell // 修改配置文件，crontab之类的都是没权限的。 $content = $_POST['content']; $filename = $_POST['filename']; $filename = "backup/".$filename; if(preg_match('/.+\.ph(p[3457]?|t|tml)$/i', $filename)){ die("Bad file extension");}else{ $f = fopen($filename, 'w'); fwrite($f, $content); fclose($f);}?> |
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我把这个问题发到phithon的代码审计圈里征求答案，师傅们的答案都在理，但是却不是我想要的那个答案，下面就来一一的分析以下。
0x02 一些不完美的做法
我最开始的想法跟大多数师傅的想法一样
因为正则表达式中的点（.）不会匹配换行符（0x0a），所以可以在扩展名前面插入一个换行符，构造的文件名为233%0a.php，这样就可以绕过正则，而且还是合法的文件名(linux允许这样的文件名存在，而windows是不允许的)。 |
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在我本地测试一下，一切都是那么的美好，轻松getshell:
我本地的环境是 mac默认安装的apache+php。
当我在ubuntu上测试的时候傻眼了，
ubuntu上的apache并没有把这个文件当做php文件来解析。这到底是为什么呢？这里先留个坑，一会仔细讲。
这种方法不行之后，很快就有人想到了，会不是是apache2的文件解析漏洞呢？然后我就在ubuntu上测试了一下
apache的版本是2.4.7，并不存在解析漏洞。
然后我又在本地测试了一下。
What fuck!!! 我的本地竟然存在php文件解析漏洞，这笔记本是假的吧，装的apache也是假的吧。版本都是2.4.25了怎么还会存在文件解析漏洞呢？
在我的印象中apache的文件解析漏洞是在2.3.x以下版本才会存在的啊？这到底是为什么？
之后朋友又给我发来了一张图片，我当时就炸毛了，他的版本是2.4.18，并不存在漏洞。我觉得我这apache可能是假的。
经过冷静的思考，我得出结论：Apache文件解析漏洞，可能与apache的版本并没有关系，而是与apache解析php的配置相关。
0x03 再提apache的文件解析漏洞
apache的文件解析漏洞正火的时候，我还没上大学呢，所以也没有真正的去分析产生这种漏洞的原因，一直模糊的认为这是apache本身的问题：Apache 解析文件的规则是从右到左开始判断解析,如果后缀名为不可识别文件解析,就再往左判断。
所以我以为apache后来已经修复了这个bug了，不会再出现文件解析漏洞了。
经过比对，我发现我本地mac上的php5.conf是这样写的：
➜ ~ cat /private/etc/apache2/other/php5.conf<IfModule php5_module> AddType application/x-httpd-php .php AddType application/x-httpd-php-source .php <IfModule dir_module> DirectoryIndex index.html index.php </IfModule></IfModule> |
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而ubuntu上的php5.conf是这样的：
<FilesMatch ".+\.ph(p[345]?|t|tml)$"> SetHandler application/x-httpd-php</FilesMatch><FilesMatch ".+\.phps$"> SetHandler application/x-httpd-php-source Order Deny,Allow Deny from all</FilesMatch># Deny access to files without filename (e.g. '.php')<FilesMatch "^\.ph(p[345]?|t|tml|ps)$"> Order Deny,Allow Deny from all</FilesMatch> |
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看ubuntu的配置
<FilesMatch ".+\.ph(p[345]?|t|tml)$"> |
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这个正则和题目中的正则是一样的，很容易明白，当文件名和这个正则匹配上之后，就交给mod_php处理。
这就解释了为什么233%0a.php不会被解析的。
还有下面这段,也禁止解析以.开头的php文件执行的：
<FilesMatch "^\.ph(p[345]?|t|tml|ps)$"> Order Deny,Allow Deny from all</FilesMatch> |
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所以我觉得产生文件解析漏洞的根源是这句话：
AddType application/x-httpd-php .php |
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为了验证我的想法，我把这句修改为下面这样，然后重启apache
AddType application/x-httpd-php .phtml |
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在这种情况下.php后缀已经不再被解析了，而被解析的是.phtml和.phtml.xxxxxxx
所以这样的错误配置才是引起apache 解析漏洞的关键。
最后感悟：无论是apache文件解析漏洞还是nginx文件解析漏洞，本来都不应该是apache，nginx 或者php的锅，它们有的只是功能，而且开发这些功能也是为了方便使用者，而恰好这些功能恰好被一个管理员用在了不恰当的时候，所以才造成了漏洞。
0x04 回到题目中
经过测试发现一个可以再windows和linux上都行得通的方法：
filename=1.php/.&content=<?php phpinfo();?> |
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在操作系统中，都是禁止使用/作为文件名的，但是不知道为什么后面加一个.就可以成功的写入1.php了。
而且奇怪的是无论是在windows上还是linux上，每次都只可以创建新文件，不能覆盖老文件。要想知道php里面是怎么处理这个路径的，就需要看php源代码了，但是我目前并没有看明白里面的处理逻辑，等我抽个时间分析完了，再做补充吧。
0x5 问题成因分析
经过了一段时间的分析，我终于找到了php在文件路径处理上的问题所在。
由于我对php源码不太熟悉，分析过程踩了一些坑，下面记录一下分析过程。
我用的是php5.6.8版本记进行分析的，源码可以直接从https://github.com/php/php-src下载，然后checkout出php5.6.8版本即可。对于编译过程不再详说，为了方便分析，建议修改MakeFile：58行为：
CFLAGS_CLEAN = -g -O0 -fvisibility=hidden //去掉优化编译选项 |
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现在php源码全局搜索找出file_put_contents函数的实现入口，在ext/standard/file.c的579行，发现了下面代码：
PHP_FUNCTION(file_put_contents) { ..... |
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这就是file_put_contents函数的入口，在这里下一个断点，然后执行。
➜ cli git:(php-5.6.8) ✗ gdb -q ./phpReading symbols from ./php...done.gdb-peda$ b ext/standard/file.c:579Breakpoint 1 at 0x10012b3ce: file ext/standard/file.c, line 579.gdb-peda$ r ~/Desktop/2.phpStarting program: /Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/php ~/Desktop/2.php |
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#2.php 的内容如下<?phpfile_put_contents("./test.php/.","<?=phpinfo()=>"); |
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跟踪到file.c:616行
stream = php_stream_open_wrapper_ex(filename, mode, ((flags & PHP_FILE_USE_INCLUDE_PATH) ? USE_PATH : 0) | REPORT_ERRORS, NULL, context);//调用php_stream_open_wrapper_ex进行了写文件处理 |
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单步跟进次函数：
gdb-peda$ s_php_stream_open_wrapper_ex (path=0x1012181d8 "./test.php/.", mode=0x7fff5fbfdf2d "wb", options=0x8, opened_path=0x0, context=0x1006d0520) at main/streams/streams.c:20222022 php_stream *stream = NULL; |
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在/main/stream/stream.c:2022行找到了次函数的实现。
跟踪到/main/stream/stream.c:2064行：
stream = wrapper->wops->stream_opener(wrapper, path_to_open, mode, options ^ REPORT_ERRORS, opened_path, context STREAMS_REL_CC TSRMLS_CC); |
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跟进此函数：
gdb-peda$ sphp_plain_files_stream_opener (wrapper=0x1004ae498, path=0x1012181d8 "./test.php/.", mode=0x7fff5fbfdf2d "wb", options=0x0, opened_path=0x0, context=0x1006d0520) at main/streams/plain_wrapper.c:10201020 if (((options & STREAM_DISABLE_OPEN_BASEDIR) == 0) && php_check_open_basedir(path TSRMLS_CC)) { |
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在main/streams/plain_wrapper.c:1020，找到此函数实现：
static php_stream *php_plain_files_stream_opener(php_stream_wrapper *wrapper, const char *path, const char *mode, int options, char **opened_path, php_stream_context *context STREAMS_DC TSRMLS_DC){ if (((options & STREAM_DISABLE_OPEN_BASEDIR) == 0) && php_check_open_basedir(path TSRMLS_CC)) { return NULL; } return php_stream_fopen_rel(path, mode, opened_path, options);} |
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继续跟进 php_stream_fopen_rel函数，在main/streams/plain_wrapper.c的1024行：
gdb-peda$ s_php_stream_fopen (filename=0x1012181d8 "./test.php/.", mode=0x7fff5fbfdf2d "wb", opened_path=0x0, options=0x0) at main/streams/plain_wrapper.c:920920 char *realpath = NULL; |
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跟进到main/streams/plain_wrapper.c:937，进入函数expand_filepath(filename, NULL TSRMLS_CC)
gdb-peda$ sexpand_filepath (filepath=0x1012181d8 "./test.php/.", real_path=0x0) at main/fopen_wrappers.c:732732 return expand_filepath_ex(filepath, real_path, NULL, 0 TSRMLS_CC); |
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在main/fopen_wrappers.c:732行，看到函数实现：
PHPAPI char *expand_filepath(const char *filepath, char *real_path TSRMLS_DC){ return expand_filepath_ex(filepath, real_path, NULL, 0 TSRMLS_CC);} |
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继续跟踪函数expand_filepath_ex,在main/fopen_wrappers.c:738行
PHPAPI char *expand_filepath_ex(const char *filepath, char *real_path, const char *relative_to, size_t relative_to_len TSRMLS_DC){ return expand_filepath_with_mode(filepath, real_path, relative_to, relative_to_len, CWD_FILEPATH TSRMLS_CC);} |
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继续跟踪函数expand_filepath_with_mode,在main/fopen_wrappers.c:746行：
gdb-peda$ sexpand_filepath_with_mode (filepath=0x1012181d8 "./test.php/.", real_path=0x0, relative_to=0x0, relative_to_len=0x0, realpath_mode=0x1) at main/fopen_wrappers.c:752752 if (!filepath[0]) { |
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执行到main/fopen_wrappers.c:797行：
if (virtual_file_ex(&new_state, filepath, NULL, realpath_mode TSRMLS_CC)) { efree(new_state.cwd); return NULL;} |
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跟进virtual_file_ex函数：
gdb-peda$ svirtual_file_ex (state=0x7fff5fbfd800, path=0x1012181d8 "./test.php/.", verify_path=0x0, use_realpath=0x1) at Zend/zend_virtual_cwd.c:11811181 int path_length = strlen(path); |
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继续向下执行，读代码可以发现结构体state中存储着要被写入的文件的路径，
gdb-peda$ p *state$6 = { cwd = 0x1006d0958 "/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli", cwd_length = 0x28} |
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发现Zend/zend_virtual_cwd.c：1320行,代码如下，修改了path_length,之后把path_length赋值给了state.cwd_length,所以tsrm_realpath_r一定是对路径做处理的函数，是这个问题的关键。
path_length = tsrm_realpath_r(resolved_path, start, path_length, &ll, &t, use_realpath, 0, NULL TSRMLS_CC); |
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跟进此函数：
gdb-peda$ stsrm_realpath_r (path=0x7fff5fbfd370 "/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/./test.php/.", start=0x1, len=0x35, ll=0x7fff5fbfd340, t=0x7fff5fbfd338, use_realpath=0x1, is_dir=0x0, link_is_dir=0x0) at Zend/zend_virtual_cwd.c:781 |
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从最开始的函数入口，到找到问题存在的函数，整个调用栈是这样的，方便大家看：
gdb-peda$ bt#0 tsrm_realpath_r (path=0x7fff5fbfd370 "/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/./test.php/.", start=0x1, len=0x35, ll=0x7fff5fbfd340, t=0x7fff5fbfd338, use_realpath=0x1, is_dir=0x0, link_is_dir=0x0) at Zend/zend_virtual_cwd.c:794#1 0x000000010028c615 in virtual_file_ex (state=0x7fff5fbfd800, path=0x1012181d8 "./test.php/.", verify_path=0x0, use_realpath=0x1) at Zend/zend_virtual_cwd.c:1320#2 0x00000001001c1e9e in expand_filepath_with_mode (filepath=0x1012181d8 "./test.php/.", real_path=0x0, relative_to=0x0, relative_to_len=0x0, realpath_mode=0x1) at main/fopen_wrappers.c:797#3 0x00000001001c1bc3 in expand_filepath_ex (filepath=0x1012181d8 "./test.php/.", real_path=0x0, relative_to=0x0, relative_to_len=0x0) at main/fopen_wrappers.c:740#4 0x00000001001c0364 in expand_filepath (filepath=0x1012181d8 "./test.php/.", real_path=0x0) at main/fopen_wrappers.c:732#5 0x00000001001e1c8a in _php_stream_fopen (filename=0x1012181d8 "./test.php/.", mode=0x7fff5fbfdf2d "wb", opened_path=0x0, options=0x0) at main/streams/plain_wrapper.c:937#6 0x00000001001e25f4 in php_plain_files_stream_opener (wrapper=0x1004ae498, path=0x1012181d8 "./test.php/.", mode=0x7fff5fbfdf2d "wb", options=0x0, opened_path=0x0, context=0x1006d0520) at main/streams/plain_wrapper.c:1024#7 0x00000001001dbb12 in _php_stream_open_wrapper_ex (path=0x1012181d8 "./test.php/.", mode=0x7fff5fbfdf2d "wb", options=0x8, opened_path=0x0, context=0x1006d0520) at main/streams/streams.c:2064#8 0x000000010012b6e5 in zif_file_put_contents (ht=0x2, return_value=0x1006d0848, return_value_ptr=0x10069b160, this_ptr=0x0, return_value_used=0x0) at ext/standard/file.c:616#9 0x000000010034a8bc in zend_do_fcall_common_helper_SPEC (execute_data=0x10069b178) at Zend/zend_vm_execute.h:558#10 0x00000001002d32f7 in ZEND_DO_FCALL_SPEC_CONST_HANDLER (execute_data=0x10069b178) at Zend/zend_vm_execute.h:2599#11 0x000000010029eadf in execute_ex (execute_data=0x10069b178) at Zend/zend_vm_execute.h:363#12 0x000000010029f53e in zend_execute (op_array=0x1006cf438) at Zend/zend_vm_execute.h:388#13 0x0000000100257838 in zend_execute_scripts (type=0x8, retval=0x0, file_count=0x3) at Zend/zend.c:1341#14 0x00000001001b73af in php_execute_script (primary_file=0x7fff5fbff230) at main/main.c:2597#15 0x0000000100396835 in do_cli (argc=0x2, argv=0x7fff5fbff948) at sapi/cli/php_cli.c:994#16 0x0000000100395737 in main (argc=0x2, argv=0x7fff5fbff948) at sapi/cli/php_cli.c:1378 |
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tsrm_realpath_r函数中存在递归，所以完全理解起来还是比较复杂的，但是只需要看懂其中的一层，就可以理解其他的部分了，看如下关键代码：
i = len; // i的初始值为字符串的长度 while (i > start && !IS_SLASH(path[i-1])) { i--; // 把i定位到第一个/的后面 } if (i == len || (i == len - 1 && path[i] == '.')) { len = i - 1; // 删除路径中最后的 /. , 也就是 /path/test.php/. 会变为 /path/test.php is_dir = 1; continue; } else if (i == len - 2 && path[i] == '.' && path[i+1] == '.') { //删除路径结尾的 /.. is_dir = 1; if (link_is_dir) { *link_is_dir = 1; } if (i - 1 <= start) { return start ? start : len; } j = tsrm_realpath_r(path, start, i-1, ll, t, use_realpath, 1, NULL TSRMLS_CC); // 进行递归调用的时候，这里把strlen设置为了i-1， |
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可以看出在做路径处理的时候，会递归的删除掉路径中存在的/.,所以导致写入文件成功。但是为什么不能覆盖老文件呢？
还要多谢@yihchin大牛帮我分析，看Zend/zend_virtual_cwd.c文件的两段代码：
1077 if (save && php_sys_lstat(path, &st) < 0) {1078 if (use_realpath == CWD_REALPATH) {1079 /* file not found */1080 return -1;1081 }1082 /* continue resolution anyway but don't save result in the cache */1083 save = 0;1084 } |
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1120 if (save) {1121 directory = S_ISDIR(st.st_mode);1122 if (link_is_dir) {1123 *link_is_dir = directory;1124 }1125 if (is_dir && !directory) {1125 /* not a directory */1127 free_alloca(tmp, use_heap);1128 return -1;1129 }1130 } |
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php_sys_lstat是一个宏定义，其实是系统函数lstat,主要功能是获取文件的描述信息存入st结构体中,由于上面分析会删除掉路径中的/.，所以调用时传入的path=/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/./test.php 。 当第一次执行时不存在test.php文件，函数php_sys_lstat返回 -1,所以第1083行会被执行，重置save为0，所以1120-1130行都没有被执行。
当第二次执行，覆盖老文件的时候，/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/./test.php已经是一个存在的文件了，所以php_sys_lstat返回0，st中存储的是一个文件的信息，save还是1，导致1120-1130行被执行。由于之前php认为/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/./test.php/. 是一个目录（is_dir是1），现在有获取到/Users/wonderkun/script/php-src/sapi/cli/./test.php 是一个文件，所以is_dir && !directory为true，函数返回了-1，得到的路径长度出错，所以无法覆盖老文件了。
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