初探php扩展层面(一)

前段时间想写一个静态代码审计工具,需要对 php 扩展熟悉一些,那么自己从零开始接触这一块,如果有错误的地方,麻烦师傅们指正。

另外呢网上虽然有一些文章,但是感觉都不是特别细,对于刚入门的我来说有些难以理解,因此详细的记录下自己的学习过程。

我在mac环境上折腾了两天gdb,还是没折腾好,无奈选择docker,这里推荐一个

https://github.com/hxer/php-debug/blob/master/Dockerfile

这个dockerfile的vld和php版本不匹配,需要更换下低版本的vld。

启动命令

docker run -i -d --security-opt seccomp=unconfined -v /Users/p0desta/Desktop/code:/home php5-debug

编写最简单的php扩展

• 在ext目录下执行命令

  ./ext_skel --extname=p0desta

• 然后进入到扩展目录下,编辑config.m4文件

  16 dnl PHP_ARG_ENABLE(foobar, whether to enable foobar support,
  17 dnl Make sure that the comment is aligned:
  18 dnl [  --enable-foobar           Enable foobar support])

  删除第16-18行的注释

• 然后去php_p0desta.h文件,添加函数声明

  PHP_FUNCTION(confirm_foobar_compiled);
  PHP_FUNCTION(p0desta);

• 然后到p0desta.c中

  const zend_function_entry p0desta_functions[] = {
    PHP_FE(p0desta, NULL)
    PHP_FE(confirm_p0desta_compiled,    NULL)       /* For testing, remove later. */
    PHP_FE_END  /* Must be the last line in p0desta_functions[] */
  };

  添加如下 PHP_FE(p0desta, NULL)

• 然后到最底下编写函数

  PHP_FUNCTION(p0desta)
  {
    php_printf("hello world");
  }

• 然后在当前目录下执行命令

  phpize
  ./configure --enable-p0desta --enable-debug
  make

然后会在modules文件夹下生存 so 文件,在php.ini中添加拓展

extension=p0desta.so

然后就可以调用自写的函数。

php代码的大致执行流程

开始 -> Scanning,将php代码转换为语言片段(Tokens) -> Parsing,将tokens转化为简单而有意义的表达式 -> Compilation,将表达式编译成opcode -> Execution,顺次执行opcodes,从而实现php脚本的功能。

hook最简单的opcode

关于一些宏的解释参考: https://github.com/pangudashu/php7-internal/blob/master/7/hook.md

这里我使用 zend_set_user_opcode_handler 函数来hook echo 函数

zend_set_user_opcode_handler(ZEND_ECHO, ppecho);

主要原理是将对应的Zend op的handler函数替换成我们自己定义的来实现HOOK

首先我在扩展.h中定义如下

#define ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS void
PHP_FUNCTION(confirm_foobar_compiled);
int ppecho(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS);

扩展.c中

PHP_MINIT_FUNCTION(p_echo)
{
    /* If you have INI entries, uncomment these lines
    REGISTER_INI_ENTRIES();
    */
    zend_set_user_opcode_handler(ZEND_ECHO, ppecho);
    return SUCCESS;
}

int ppecho(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
    php_printf("hook success");
    return ZEND_USER_OPCODE_RETURN;
}

如果打算放行继续执行的话 return ZEND_USER_OPCODE_DISPATCH ,如果不继续执行的话 return ZEND_USER_OPCODE_RETURN

编译完之后看一下效果

Webshell简单防御初探

关于一些PHP内核中的定义详情请参考 https://www.kancloud.cn/kancloud/php-internals/42755

这里我们暂时需要了解的有

• 全局变量

  EG()、这个宏可以用来访问符号表，函数，资源信息和常量
  CG() 用来访问核心全局变量
  PG() PHP全局变量。我们知道php.ini会映射一个或者多个PHP全局结构。举几个使用这个宏的例子：PG(register_globals), PG(safe_mode), PG(memory_limit)
  FG() 文件全局变量。大多数文件I/O或相关的全局变量的数据流都塞进标准扩展出口结构。

• 函数类型

  Zend引擎将函数分为以下几个类型

  #define ZEND_INTERNAL_FUNCTION 1
  #define ZEND_USER_FUNCTION 2 
  #define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION 3
  #define ZEND_EVAL_CODE 4
  #define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION_TEMPORARY 5

  • ZEND_USER_FUNCTION （用户函数:用户定义的函数）

    <?php 
    
    function test(){
    }
    
    ?>

  • ZEND_INTERNAL_FUNCTION (内部函数:由扩展、PHP内核、Zend引擎提供的内部函数)

  • 变量函数

    $func = 'print_r';
    $func('i am print_r function.');

  • 匿名函数

• php7的_zend_execute_data

  struct _zend_execute_data {
    const zend_op       *opline;           /* executed opline                */
    zend_execute_data   *call;             /* current call                   */
    zval                *return_value;
    zend_function       *func;             /* executed function              */
    zval                 This;             /* this + call_info + num_args    */
    zend_execute_data   *prev_execute_data;
    zend_array          *symbol_table;
  #if ZEND_EX_USE_RUN_TIME_CACHE
    void               **run_time_cache;   /* cache op_array->run_time_cache */
  #endif
  #if ZEND_EX_USE_LITERALS
    zval                *literals;         /* cache op_array->literals       */
  #endif
  };

我们看一下如下代码的opcode

<?php
eval("system('whoami');");

我们hook掉 INCLUDE_OR_EVAL

修改 php_hook_eval.h 增加

PHP_FUNCTION(confirm_foobar_compiled);
static int HOOK_INCLUDE_OR_EVAL(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS);
# define ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS zend_execute_data *execute_data

修改 hook_eval.c 增加

static int HOOK_INCLUDE_OR_EVAL(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
    zend_execute_data *tmp = &execute_data;
    zend_op *opline = execute_data->opline;
    return ZEND_USER_OPCODE_DISPATCH;
}

直接在 execute_data 中往下找调用的函数 system

这个也就是操作数

string型变量比较特殊，因为内核在保存String型变量时，不仅保存了字符串的值，还保存了它的长度，所以它有对应的两种宏组合STRVAL和STRLEN，即：Z_STRVAL、Z_STRVAL_P、Z_STRVAL_PP与Z_STRLEN、Z_STRLEN_P、Z_STRLEN_PP。

编写 HOOK_INCLUDE_OR_EVAL 如下

static int HOOK_INCLUDE_OR_EVAL(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
    zend_op *opline = execute_data->opline;
    zval *operands = opline->op1.zv;
    char *cmd = Z_STRVAL_P(operands);
    if(cmd){
            if((strstr(cmd, "system")==NULL)&&(strstr(cmd, "exec")==NULL)&&(strstr(cmd, "shell_exec")==NULL)&&(strstr(cmd, "passthru")==NULL)&&(strstr(cmd, "roc_open")==NULL)){
                return ZEND_USER_OPCODE_DISPATCH;
            }else{
             return ZEND_USER_OPCODE_RETURN;
            }
    }
    return ZEND_USER_OPCODE_DISPATCH; 
}

看下执行流程

当然,只hook掉 ZEND_INCLUDE_OR_EVAL 是很难防御的,比如说

<?php
eval('echo `whoami`;');

这种就必须再去hook DO_FCALL

为了不影响业务并且去做更好的防御,还需要更深入的研究。

参考:

http://drops.xmd5.com/static/drops/web-7333.html
https://www.cnblogs.com/iamstudy/articles/php_code_rasp_1.html