利用php序列化和反序列化的语法差异绕过防护

介绍

官方文档中介绍PHP序列化和反序列化如下：

所有php里面的值都可以使用函数serialize()来返回一个包含字节流的字符串来表示。unserialize()函数能够重新把字符串变回php原来的值。 序列化一个对象将会保存对象的所有变量，但是不会保存对象的方法，只会保存类的名字。 为了能够unserialize()一个对象，这个对象的类必须已经定义过。如果序列化类A的一个对象，将会返回一个跟类A相关，而且包含了对象所有变量值的字符串。

简单说序列化是对象转化字符串的过程，反序列化是字符串还原对象的过程。

环境

文章中所述内容使用环境如下:

PHP7.3.1、SDKVSCodeC++和C

在网上公开参数反序列化执行流程已经非常详细，但是对于一些细节地方有一些不足，其中就包括序列化和反序列化之间的语法差异问题。

差异问题

1、序列化

我们通过编译PHP内核源码分析，发现PHP序列化在默认情况下在对象转换中加入:{和}用来拼接成字符串。

[var.c]
Line:882
static void php_var_serialize_intern()
Line:896
if (ce->serialize(struc, &serialized_data, &serialized_length, (zend_serialize_data *)var_hash) == SUCCESS) {
                        smart_str_appendl(buf, "C:", 2);
                        smart_str_append_unsigned(buf, ZSTR_LEN(Z_OBJCE_P(struc)->name));
                        smart_str_appendl(buf, ":\"", 2);
                        smart_str_append(buf, Z_OBJCE_P(struc)->name);
                        smart_str_appendl(buf, "\":", 2);

                        smart_str_append_unsigned(buf, serialized_length);
                        smart_str_appendl(buf, ":{", 2);
                        smart_str_appendl(buf, (char *) serialized_data, serialized_length);
                        smart_str_appendc(buf, '}');
                    }
Line:952
smart_str_appendl(buf, ":{", 2);
Line:995
smart_str_appendc(buf, '}');

咱们来看上面这段代码，PHP会使用smart_str_appendl为序列化字符串前后拼接:{和}，从var.c的第882行开始进入序列化逻辑。在第896行进行序列化字符串拼接，第952行和第995行，对于内嵌方法进行拼接。

2、反序列化

反序列化是将序列化的字符串，按照一定语法规则进行转化还原。

[var_unserialize.c]
Line:655
static int php_var_unserialize_internal()

Line:674{
    YYCTYPE yych;    
    static const unsigned char yybm[] = {          
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
        128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 
        128, 128,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0, 
    };
    if ((YYLIMIT - YYCURSOR) < 7) YYFILL(7);
    yych = *YYCURSOR;    
    switch (yych) {    
    case &#39;C&#39;:    
    case &#39;O&#39;:    goto yy4;    
    case &#39;N&#39;:    goto yy5;    
    case &#39;R&#39;:    goto yy6;    
    case &#39;S&#39;:    goto yy7;    
    case &#39;a&#39;:    goto yy8;    
    case &#39;b&#39;:    goto yy9;    
    case &#39;d&#39;:    goto yy10;    
    case &#39;i&#39;:    goto yy11;    
    case &#39;o&#39;:    goto yy12;    
    case &#39;r&#39;:    goto yy13;    
    case &#39;s&#39;:    goto yy14;    
    case &#39;}&#39;:    goto yy15;    
    default:    goto yy2;
    }

Line:776
yy15:
    ++YYCURSOR;
    {    /* this is the case where we have less data than planned */
    php_error_docref(NULL, E_NOTICE, "Unexpected end of serialized data");    
return 0; /* not sure if it should be 0 or 1 here? */
}

通过内核代码能够看到第655行进入反序列化，反序列化是利用词法扫描，判断各项符号转换对应对象。能够看到反序列化中对于}进行了处理，处理中只是对计数器加一并没有其他操作。

实际作用

反序列化语法的差异，对于安全防护设备判断反序列化产生很大的影响。在Snort中，有段规则如下：

alert tcp any any -> any [80,8080,443] (uricontent:".php"; pcre:"/\{\w:.+?\}/"; sid:1; 
msg:php_serialize;)

在攻击载荷中可以使用大多数字符代替{},从而导致规则失效。

总结

在红队攻击中可以利用PHP序列化和反序列化语法差异，从而达到绕过防护的目的。

在蓝队防御中建议考虑定义中所述不会保存对象的方法，只会保存类的名字。，拦截保存类的名字，以及语法中相同的字符比如冒号进行防御。

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