PHP 中 SESSION 反序列化机制

简介

在php.ini中存在三项配置项:

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:

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:

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:

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";serialize("spoock")的结果。

在php_serialize引擎下:

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:

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

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:

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:

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:

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

us2.php,使用php来处理session

当访问s1.php时,提交如下的数据:

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

index.php

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

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

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:

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。

参考

PHP Session 序列化及反序列化处理器:http://drops.wooyun.org/tips/3909
PHP序列化与反序列化解读:http://www.freebuf.com/articles/web/90837.html
php序列化:http://www.cnblogs.com/iamstudy/articles/php_serialize_problem.html
Joomla远程代码执行漏洞分析(总结):https://www.leavesongs.com/?keyword=Joomla
web3 session反序列化:http://www.math1as.com/index.php/archives/227/

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