1. 序列化机制

PHP中的配置文件php.ini中含有几项配置项

session.save_path=""   --设置session的存储路径
session_set_save_handler="" --设定用户自定义存储函数,如果想使用PHP内置会话存储机制之外的可以使用本函数(数据库等方式)
session.auto_start   boolen --指定会话模块是否在请求开始时启动一个会话,默认为0不启动
session.serialize_handler   string --定义用来序列化/反序列化的处理器名字。默认使用php

当session.auto_start设置为True的时候或者手动session_start()创建新会话,PHP内部调会调用会话管理器。

2. PHP Session 三种序列化方式

PHP 内置了多种处理器用于存取 $_SESSION 数据时会对数据进行序列化和反序列化,常用的有以下三种,对应三种不同的处理格式:

处理器 对应的存储格式
php 键名 + 竖线 + 经过 serialize() 函数反序列处理的值
php_binary 键名的长度对应的 ASCII 字符 + 键名 + 经过 serialize() 函数反序列处理的值
php_serialize
(php>=5.5.4)
经过 serialize() 函数反序列处理的数组

php处理器序列化过的值

name|s:6:"whoami";address|s:7:"beijing";

# 其中每个session值是以";"分割开来,例如
name|s:6:"whoami";

session值,"|"前面表示session名称,"|"后边表示session具体信息,包含数据类型,长度,数据内容。

2.1. 配置选项 session.serialize_handler

PHP 提供了 session.serialize_handler 配置选项,通过该选项可以设置序列化及反序列化时使用的处理器:

session.serialize_handler    "php"    PHP_INI_ALL

2.2. 安全隐患

通过上面对存储格式的分析,如果 PHP 在反序列化存储的 $_SESSION 数据时的使用的处理器和序列化时使用的处理器不同,会导致数据无法正确反序列化,通过特殊的构造,甚至可以伪造任意数据:)

$_SESSION['ryat'] = '|O:8:"stdClass":0:{}';

例如上面的 $_SESSION 数据,在存储时使用的序列化处理器为 php_serialize,存储的格式如下:

a:1:{s:4:"ryat";s:20:"|O:8:"stdClass":0:{}";}

在读取数据时如果用的反序列化处理器不是 php_serialize,而是 php 的话,那么反序列化后的数据将会变成:

// var_dump($_SESSION);
array(1) {
  ["a:1:{s:4:"ryat";s:20:""]=>
  object(stdClass)#1 (0) {
  }
}

可以看到,通过注入 | 字符伪造了对象的序列化数据,成功实例化了 stdClass 对象:)

2.3. 实际利用

2.3.1. i)当 session.auto_start=On 时:

当配置选项 session.auto_start=On,会自动注册 Session 会话,因为该过程是发生在脚本代码执行前,所以在脚本中设定的包括序列化处理器在内的 session 相关配选项的设置是不起作用的,因此一些需要在脚本中设置序列化处理器配置的程序会在 session.auto_start=On 时,销毁自动生成的 Session 会话,然后设置需要的序列化处理器,再调用 session_start() 函数注册会话,这时如果脚本中设置的序列化处理器与 php.ini 中设置的不同,就会出现安全问题,如下面的代码:

//foo.php

if (ini_get('session.auto_start')) {
    session_destroy();
}

ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
session_start();

$_SESSION['ryat'] = $_GET['ryat'];

当第一次访问该脚本,并提交数据如下:

foo.php?ryat=|O:8:"stdClass":0:{}

脚本会按照 php_serialize 处理器的序列化格式存储数据:

a:1:{s:4:"ryat";s:20:"|O:8:"stdClass":0:{}";}

当第二次访问该脚本时,PHP 会按照 php.ini 里设置的序列化处理器反序列化存储的数据,这时如果 php.ini 里设置的是 php 处理器的话,将会反序列化伪造的数据,成功实例化了 stdClass 对象:)

这里需要注意的是,因为 PHP 自动注册 Session 会话是在脚本执行前,所以通过该方式只能注入 PHP 的内置类。

2.3.2. ii)当 session.auto_start=Off 时:

当配置选项 session.auto_start=Off,两个脚本注册 Session 会话时使用的序列化处理器不同,就会出现安全问题,如下面的代码:

//foo1.php

ini_set('session.serialize_handler', 'php_serialize');
session_start();

$_SESSION['ryat'] = $_GET['ryat'];

//foo2.php

ini_set('session.serialize_handler', 'php');
//or session.serialize_handler set to php in php.ini 
session_start();

class ryat {
    var $hi;

    function __wakeup() {
        echo 'hi';
    }
    function __destruct() {
        echo $this->hi;
    }
}

当访问 foo1.php 时,提交数据如下:

foo1.php?ryat=|O:4:"ryat":1:{s:2:"hi";s:4:"ryat";}

脚本会按照 phpserialize 处理器的序列化格式存储数据,访问 foo2.php 时,则会按照 php 处理器的反序列化格式读取数据,这时将会反序列化伪造的数据,成功实例化了 ryat 对象,并将会执行类中的 \_wakeup 方法和 __destruct 方法:)

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