ThinkPHP5 核心类 Request 远程代码漏洞分析
作者：启明星辰ADLab
公众号：https://mp.weixin.qq.com/s/DGWuSdB2DvJszom0C_dkoQ
漏洞介绍
2019年1月11日，ThinkPHP团队发布了一个补丁更新，修复了一处由于不安全的动态函数调用导致的远程代码执行漏洞。该漏洞危害程度非常高，默认条件下即可执行远程代码。启明星辰ADLab安全研究员对ThinkPHP的多个版本进行源码分析和验证后，确认具体受影响的版本为ThinkPHP5.0-5.0.23完整版。
漏洞复现
本地环境采用ThinkPHP 5.0.22完整版+PHP5.5.38+Apache进行复现。安装环境后执行POC即可执行系统命令，如图：
漏洞分析
以官网下载的5.0.22完整版进行分析，首先定位到漏洞关键点：
thinkphp/library/think/Request.php:518
public function method($method = false)
{
if (true === $method) {
// 获取原始请求类型
return $this->server('REQUEST_METHOD') ?: 'GET';
} elseif (!$this->method) {
if (isset($_POST[Config::get('var_method')])) {
$this->method = strtoupper($_POST[Config::get('var_method')]);
$this->{$this->method}($_POST);
} elseif (isset($_SERVER['HTTP_X_HTTP_METHOD_OVERRIDE'])) {
$this->method = strtoupper($_SERVER['HTTP_X_HTTP_METHOD_OVERRIDE']);
} else {
$this->method = $this->server('REQUEST_METHOD') ?: 'GET';
}
}
return $this->method;
}在method函数的第二个if分支中，引入了一个外部可控的数据$_POST[Config::get[‘var_method’]。而var_method的值为_method。
取得$_POST[‘_method’]的值并将其赋值给$this->method，然后动态调用$this->{$this->method}($_POST)。这意味着攻击者可以调用该类任意函数并以$_POST作为第一个参数。如果动态调用__construct函数，则会导致代码执行。
Request类的__construct函数如下：
protected function __construct($options = [])
{
foreach ($options as $name => $item) {
if (property_exists($this, $name)) {
$this->$name = $item;
}
}
if (is_null($this->filter)) {
$this->filter = Config::get('default_filter');
}
// 保存 php://input
$this->input = file_get_contents('php://input');
}由于$options参数可控，攻击者可以覆盖该类的filter属性、method属性以及get属性的值。而在Request类的param函数中：
public function param($name = '', $default = null, $filter = '')
{
if (empty($this->mergeParam)) {
$method = $this->method(true);
// 自动获取请求变量
switch ($method) {
case 'POST':
$vars = $this->post(false);
break;
case 'PUT':
case 'DELETE':
case 'PATCH':
$vars = $this->put(false);
break;
default:
$vars = [];
}
// 当前请求参数和URL地址中的参数合并
$this->param = array_merge($this->param, $this->get(false), $vars, $this->route(false));
$this->mergeParam = true;
}
if (true === $name) {
// 获取包含文件上传信息的数组
$file = $this->file();
$data = is_array($file) ? array_merge($this->param, $file) : $this->param;
return $this->input($data, '', $default, $filter);
}
return $this->input($this->param, $name, $default, $filter);
}当$this->mergeParam为空时，这里会调用$this->get(false)。跟踪$this->get函数：
public function get($name = '', $default = null, $filter = null)
{
if (empty($this->get)) {
$this->get = $_GET;
}
if (is_array($name)) {
$this->param = [];
return $this->get = array_merge($this->get, $name);
}
return $this->input($this->get, $name, $default, $filter);
}该函数末尾调用了$this->input函数，并将$this->get传入，而$this->get的值是攻击者可控的。跟踪$this->input函数：
public function input($data = [], $name = '', $default = null, $filter = '')
{
if (false === $name) {
// 获取原始数据
return $data;
}
$name = (string) $name;
if ('' != $name) {
// 解析name
if (strpos($name, '/')) {
list($name, $type) = explode('/', $name);
} else {
$type = 's';
}
// 按.拆分成多维数组进行判断
foreach (explode('.', $name) as $val) {
if (isset($data[$val])) {
$data = $data[$val];
} else {
// 无输入数据，返回默认值
return $default;
}
}
if (is_object($data)) {
return $data;
}
}
// 解析过滤器
$filter = $this->getFilter($filter, $default);
if (is_array($data)) {
array_walk_recursive($data, [$this, 'filterValue'], $filter);
reset($data);
} else {
$this->filterValue($data, $name, $filter);
}
if (isset($type) && $data !== $default) {
// 强制类型转换
$this->typeCast($data, $type);
}
return $data;
}该函数调用了$this->getFileter取得过滤器。函数体如下：
protected function getFilter($filter, $default)
{
if (is_null($filter)) {
$filter = [];
} else {
$filter = $filter ?: $this->filter;
if (is_string($filter) && false === strpos($filter, '/')) {
$filter = explode(',', $filter);
} else {
$filter = (array) $filter;
}
}
$filter[] = $default;
return $filter;
}$this->filter的值是攻击者通过调用构造函数覆盖控制的，将该值返回后将进入到input函数:
if (is_array($data)) {
array_walk_recursive($data, [$this, 'filterValue'], $filter);
reset($data);
}查看filterValue函数如下：
private function filterValue(&$value, $key, $filters)
{
$default = array_pop($filters);
foreach ($filters as $filter) {
if (is_callable($filter)) {
// 调用函数或者方法过滤
$value = call_user_func($filter, $value);
} elseif (is_scalar($value)) {
if (false !== strpos($filter, '/')) {
// 正则过滤
if (!preg_match($filter, $value)) {
// 匹配不成功返回默认值
$value = $default;
break;
}
} elseif (!empty($filter)) {
// filter函数不存在时, 则使用filter_var进行过滤
// filter为非整形值时, 调用filter_id取得过滤id
$value = filter_var($value, is_int($filter) ? $filter : filter_id($filter));
if (false === $value) {
$value = $default;
break;
}
}
}
}
return $this->filterExp($value);
}在call_user_func函数的调用中，$filter可控，$value可控。因此，可致代码执行。
漏洞触发流程：
从ThinkPHP5的入口点开始分析：
thinkphp/library/think/App.php:77
public static function run(Request $request = null)
{
$request = is_null($request) ? Request::instance() : $request;
try {
$config = self::initCommon();
// 模块/控制器绑定
if (defined('BIND_MODULE')) {
BIND_MODULE && Route::bind(BIND_MODULE);
} elseif ($config['auto_bind_module']) {
// 入口自动绑定
$name = pathinfo($request->baseFile(), PATHINFO_FILENAME);
if ($name && 'index' != $name && is_dir(APP_PATH . $name)) {
Route::bind($name);
}
}
$request->filter($config['default_filter']);
// 默认语言
Lang::range($config['default_lang']);
// 开启多语言机制 检测当前语言
$config['lang_switch_on'] && Lang::detect();
$request->langset(Lang::range());
// 加载系统语言包
Lang::load([
THINK_PATH . 'lang' . DS . $request->langset() . EXT,
APP_PATH . 'lang' . DS . $request->langset() . EXT,
]);
// 监听 app_dispatch
Hook::listen('app_dispatch', self::$dispatch);
// 获取应用调度信息
$dispatch = self::$dispatch;
// 未设置调度信息则进行 URL 路由检测
if (empty($dispatch)) {
$dispatch = self::routeCheck($request, $config);
}
// 记录当前调度信息
$request->dispatch($dispatch);
// 记录路由和请求信息
if (self::$debug) {
Log::record('[ ROUTE ] ' . var_export($dispatch, true), 'info');
Log::record('[ HEADER ] ' . var_export($request->header(), true), 'info');
Log::record('[ PARAM ] ' . var_export($request->param(), true), 'info');
}
// 监听 app_begin
Hook::listen('app_begin', $dispatch);
// 请求缓存检查
$request->cache(
$config['request_cache'],
$config['request_cache_expire'],
$config['request_cache_except']
);
$data = self::exec($dispatch, $config);run函数第一行便实例化了一个Request类，并赋值给了$request。然后调用routeCheck($request,$config)：
public static function routeCheck($request, array $config)
{
$path = $request->path();
$depr = $config['pathinfo_depr'];
$result = false;
// 路由检测
$check = !is_null(self::$routeCheck) ? self::$routeCheck : $config['url_route_on'];
if ($check) {
// 开启路由
if (is_file(RUNTIME_PATH . 'route.php')) {
// 读取路由缓存
$rules = include RUNTIME_PATH . 'route.php';
is_array($rules) && Route::rules($rules);
} else {
$files = $config['route_config_file'];
foreach ($files as $file) {
if (is_file(CONF_PATH . $file . CONF_EXT)) {
// 导入路由配置
$rules = include CONF_PATH . $file . CONF_EXT;
is_array($rules) && Route::import($rules);
}
}
}
// 路由检测（根据路由定义返回不同的URL调度）
$result = Route::check($request, $path, $depr, $config['url_domain_deploy']);
$must = !is_null(self::$routeMust) ? self::$routeMust : $config['url_route_must'];
if ($must && false === $result) {
// 路由无效
throw new RouteNotFoundException();
}
}
// 路由无效 解析模块/控制器/操作/参数... 支持控制器自动搜索
if (false === $result) {
$result = Route::parseUrl($path, $depr, $config['controller_auto_search']);
}
return $result;
}这里调用Route::check进行路由检测。函数如下：
public static function check($request, $url, $depr = '/', $checkDomain = false)
{
//检查解析缓存
if (!App::$debug && Config::get('route_check_cache')) {
$key = self::getCheckCacheKey($request);
if (Cache::has($key)) {
list($rule, $route, $pathinfo, $option, $matches) = Cache::get($key);
return self::parseRule($rule, $route, $pathinfo, $option, $matches, true);
}
}
// 分隔符替换 确保路由定义使用统一的分隔符
$url = str_replace($depr, '|', $url);
if (isset(self::$rules['alias'][$url]) || isset(self::$rules['alias'][strstr($url, '|', true)])) {
// 检测路由别名
$result = self::checkRouteAlias($request, $url, $depr);
if (false !== $result) {
return $result;
}
}
$method = strtolower($request->method());
// 获取当前请求类型的路由规则
$rules = isset(self::$rules[$method]) ? self::$rules[$method] : [];
// 检测域名部署
if ($checkDomain) {
self::checkDomain($request, $rules, $method);
}
// 检测URL绑定
$return = self::checkUrlBind($url, $rules, $depr);
if (false !== $return) {
return $return;
}
if ('|' != $url) {
$url = rtrim($url, '|');
}
$item = str_replace('|', '/', $url);
if (isset($rules[$item])) {
// 静态路由规则检测
$rule = $rules[$item];
if (true === $rule) {
$rule = self::getRouteExpress($item);
}
if (!empty($rule['route']) && self::checkOption($rule['option'], $request)) {
self::setOption($rule['option']);
return self::parseRule($item, $rule['route'], $url, $rule['option']);
}
}
// 路由规则检测
if (!empty($rules)) {
return self::checkRoute($request, $rules, $url, $depr);
}
return false;
}注意红色字体部分。对应开头的第一个步骤，也就是调用method函数进行变量覆盖。这里需要覆盖的属性有$this->filter,$this->method,$this->get。因为$request->method()的返回值为$this->method，所以该值也需要被控制。这里返回值赋值给了$method，然后取出self::$rules[$method]的值给$rules。这里需要注意：THINKPHP5有自动类加载机制，会自动加载vendor目录下的一些文件。但是完整版跟核心版的vendor目录结构是不一样的。
完整版的目录结构如下：
而核心版的目录结构如下：
可以看到完整版比核心版多出了几个文件夹。特别需要注意的就是think-captcha/src这个文件夹里有一个helper.php文件：
这里调用\think\Route::get函数进行路由注册的操作。而这步操作的影响就是改变了上文提到的self::$rules的值。有了这个路由，才能进行RCE，否则不成功。这也就是为什么只影响完整版，而不影响核心版的原因。此时的self::$rules的值为:
那么，当攻击者控制返回的$method的值为get的时候，$rules的值就是这条路由的规则。然后回到上文取到$rules之后，根据传入的URL取得$item的值，使得$rules[$item]的值为captcha路由数组，就可以进一步调用到self::parseRule函数。函数体略长，这里取关键点：
private static function parseRule($rule, $route, $pathinfo, $option = [], $matches = [], $merge = false)
{
// 解析路由规则
......
......
if ($route instanceof \Closure) {
// 执行闭包
$result = ['type' => 'function', 'function' => $route];
} elseif (0 === strpos($route, '/') || 0 === strpos($route, 'http')) {
// 路由到重定向地址
$result = ['type' => 'redirect', 'url' => $route, 'status' => isset($option['status']) ? $option['status'] : 301];
} elseif (0 === strpos($route, '\\')) {
// 路由到方法
$method = strpos($route, '@') ? explode('@', $route) : $route;
$result = ['type' => 'method', 'method' => $method];
} elseif (0 === strpos($route, '@')) {
// 路由到控制器
$result = ['type' => 'controller', 'controller' => substr($route, 1)];
} else {
// 路由到模块/控制器/操作
$result = self::parseModule($route);
}
return $result;
}此时传递进来的$route的值为\think\captcha\CaptchaController@index。因此进入的是标注红色的if分支中。在这个分支中，$result的’type’键对应的值为‘method’。然后将$result层层返回到run函数中，并赋值给了$dispatch。
// 未设置调度信息则进行 URL 路由检测
if (empty($dispatch)) {
$dispatch = self::routeCheck($request, $config);
}
// 记录当前调度信息
$request->dispatch($dispatch);
// 记录路由和请求信息
if (self::$debug) {
Log::record('[ ROUTE ] ' . var_export($dispatch, true), 'info');
Log::record('[ HEADER ] ' . var_export($request->header(), true), 'info');
Log::record('[ PARAM ] ' . var_export($request->param(), true), 'info');
}
// 监听 app_begin
Hook::listen('app_begin', $dispatch);
// 请求缓存检查
$request->cache(
$config['request_cache'],
$config['request_cache_expire'],
$config['request_cache_except']
);
$data = self::exec($dispatch, $config);然后将$dispatch带入到self::exec函数中：
protected static function exec($dispatch, $config)
{
switch ($dispatch['type']) {
case 'redirect': // 重定向跳转
$data = Response::create($dispatch['url'], 'redirect')
->code($dispatch['status']);
break;
case 'module': // 模块/控制器/操作
$data = self::module(
$dispatch['module'],
$config,
isset($dispatch['convert']) ? $dispatch['convert'] : null
);
break;
case 'controller': // 执行控制器操作
$vars = array_merge(Request::instance()->param(), $dispatch['var']);
$data = Loader::action(
$dispatch['controller'],
$vars,
$config['url_controller_layer'],
$config['controller_suffix']
);
break;
case 'method': // 回调方法
$vars = array_merge(Request::instance()->param(), $dispatch['var']);
$data = self::invokeMethod($dispatch['method'], $vars);
break;
case 'function': // 闭包
$data = self::invokeFunction($dispatch['function']);
break;
case 'response': // Response 实例
$data = $dispatch['response'];
break;
default:
throw new \InvalidArgumentException('dispatch type not support');
}
return $data;
}进入到红色标注的分支，该分支调用Request类的param方法。因此，满足了利用链的第三步，造成命令执行。
启明星辰ADLab安全研究员对ThinkPHP5.0-5.0.23每个版本都进行了分析，发现ThinkPHP5.0.2-5.0.23可以使用同一个POC，而ThinkPHP5.0-5.0.1需要更改一下POC，原因在于Route.php的rule函数的一个实现小差异。
ThinkPHP5.0-5.0.1版本的thinkphp/library/think/Route.php:235，将$type转换成了大写：
在ThinkPHP5.0.2-5.0.23版本中，rule函数中却将$type转换成了小写：
补丁分析
在ThinkPHP5.0.24中，增加了对$this->method的判断，不允许再自由调用类函数。
结论
强烈建议用户升级到ThinkPHP5.0.24版本，并且不要开启debug模式，以免遭受攻击。
启明星辰积极防御实验室（ADLab）
ADLab成立于1999年，是中国安全行业最早成立的攻防技术研究实验室之一，微软MAPP计划核心成员。截止目前，ADLab通过CVE发布Windows、Linux、Unix等操作系统安全或软件漏洞近400个，持续保持国际网络安全领域一流水准。实验室研究方向涵盖操作系统与应用系统安全研究、移动智能终端安全研究、物联网智能设备安全研究、Web安全研究、工控系统安全研究、云安全研究。研究成果应用于产品核心技术研究、国家重点科技项目攻关、专业安全服务等。
