从WordPress SQLi谈PHP格式化字符串问题（2017.11.01更新）

作者：SeaFood@知道创宇404实验室

0x00 背景

近日，WordPress爆出了一个SQLi漏洞，漏洞发生在WP的后台上传图片的位置，通过修改图片在数据库中的参数，以及利用php的sprintf函数的特性，在删除图片时，导致'单引号的逃逸。漏洞利用较为困难，但思路非常值得学习。


0x01 漏洞分析

漏洞发生在wp-admin/upload.php的157行，进入删除功能，

之后进入函数wp_delete_attachment( $post_id_del )，$post_id_del可控，而且没有做(int)格式转化处理。

wp_delete_attachment位于wp-includes\post.php的 4863 行。其中

图片的post_id被带入查询，$wpdb->prepare中使用了sprintf，会做自动的类型转化，可以输入22 payload，会被转化为22，因而可以绕过。

之后进入4898行的delete_metadata( 'post', null, '_thumbnail_id', $post_id, true );函数。

delete_metadata函数位于wp-includes\meta.php的307行，

在这里代码拼接出了如下sql语句，meta_value为传入的media参数

SELECT meta_id FROM wp_postmeta WHERE meta_key = '_thumbnail_id' AND meta_value = 'payload'

之后这条语句会进入查询，结果为真代码才能继续，所以要修改_thumbnail_id对应的meta_value的值为payload，保证有查询结果。

因此，我们需要上传一张图片，并在写文章中设置为特色图片。

在数据库的wp_postmeta表中可以看到，_thumbnail_id即是特色图片设定的值，对应的meta_value即图片的post_id。

原文通过一个 WP<4.7.5 版本的xmlrpc漏洞修改_thumbnail_id对应meta_value的值，或通过插件importer修改。这里直接在数据库里修改，修改为我们的payload。

之后在365行，此处便是漏洞的核心，问题在于代码使用了两次sprintf拼接语句，导致可控的payload进入了第二次的sprintf。输入payload为22 %1$%s hello

代码会拼接出sql语句，带入$wpdb->prepare

SELECT post_id FROM wp_postmeta WHERE meta_key = '%s'  AND meta_value = '22 %1$%s hello'

进入$wpdb->prepare后，代码会将所有%s转化为'%s'，即meta_value = '22 %1$'%s' hello'

因为sprintf的问题 (vsprintf与sprintf类似) ，'%s'的前一个'会被吃掉，%1$'%s被格式化为_thumbnail_id ，最后格式化字符串出来的语句会变成

单引号成功逃逸！

最后payload为

http://localhost/wp-admin/upload.php?action=delete&media[]=22%20%251%24%25s%20hello&_wpnonce=bbba5b9cd3

这个SQL注入不会报错，只能使用延时注入，而且需要后台的上传权限，所以利用起来比较困难。


0x02 漏洞原理

上述WordPress的SQLi的核心问题在于在sprintf中，'%s'的前一个'被吃掉了，这里利用了sprintf的padding功能

单引号后的一个字符会作为padding填充字符串。

此外，sprintf函数可以使用下面这种写法

%后的数字代表第几个参数，$后代表类型。

所以，payload%1$'%s'中的'%被视为使用%进行 padding，导致了'的逃逸。


0x03 php格式化字符串

但在测试过程中，还发现其他问题。php的sprintf或vsprintf函数对格式化的字符类型没做检查。

如下代码是可以执行的，显然php格式化字符串中并不存在%y类型，但php不会报错，也不会输出%y，而是输出为空

<?php
$query = "%y";
$args = 'b';
echo sprintf( $query, $args ) ;
?>

通过fuzz得知，在php的格式化字符串中，%后的一个字符(除了'%')会被当作字符类型，而被吃掉，单引号'，斜杠\也不例外。

如果能提前将%' and 1=1#拼接入sql语句，若存在SQLi过滤，单引号会被转义成\'

select * from user where username = '%\' and 1=1#';

然后这句sql语句如果继续进入格式化字符串，\会被%吃掉，'成功逃逸

<?php
$sql = "select * from user where username = '%\' and 1=1#';";
$args = "admin";
echo sprintf( $sql, $args ) ;
//result: select * from user where username = '' and 1=1#'
?>

不过这样容易遇到PHP Warning: sprintf(): Too few arguments的报错。

还可以使用%1$吃掉后面的斜杠，而不引起报错。

<?php
$sql = "select * from user where username = '%1$\' and 1=1#' and password='%s';";
$args = "admin";
echo sprintf( $sql, $args) ;
//result: select * from user where username = '' and 1=1#' and password='admin';
?>

通过翻阅php的源码，在ext/standard/formatted_print.c的642行

可以发现php的sprintf是使用switch..case..实现，对于未知的类型default，php未做任何处理，直接跳过，所以导致了这个问题。

在高级php代码审核技术中的5.3.5中，提及过使用$order_sn=substr($_GET["order_sn"], 1)截断吃掉\或"。

之前也有过利用iconv转化字符编码，iconv('utf-8', 'gbk', $_GET['word'])因为utf-8和gbk的长度不同而吃掉\。

几者的问题同样出现在字符串的处理，可以导致'的转义失败或其他问题，可以想到其他字符串处理函数可能存在类似的问题，值得去继续发掘。


0x04 利用条件

  1. 执行语句使用sprintf或vsrptinf进行拼接

  2. 执行语句进行了两次拼接，第一次拼接的参数内容可控，类似如下代码

<?php

$input = addslashes("%1$' and 1=1#");
$b = sprintf("AND b='%s'", $input);
...
$sql = sprintf("SELECT * FROM t WHERE a='%s' $b", 'admin');
echo $sql;
//result: SELECT * FROM t WHERE a='admin' AND b=' ' and 1=1#'


0x05 总结

此次漏洞的核心还是sprintf的问题，同一语句的两次拼接，意味着可控的内容被带进了格式化字符串，又因为sprintf函数的处理问题，最终导致漏洞的发生。

此问题可能仍会出现在WordPress的插件，原文的评论中也有人提到曾在Joomla中发现过类似的问题。而其他使用sprintf进行字符串拼接的cms，同样可能因此导致SQL注入和代码执行等漏洞。


0x06 参考链接

https://medium.com/websec/wordpress-sqli-bbb2afcc8e94

https://medium.com/websec/wordpress-sqli-poc-f1827c20bf8e

http://php.net/manual/zh/function.sprintf.php

https://github.com/php/php-src/blob/c8aa6f3a9a3d2c114d0c5e0c9fdd0a465dbb54a5/ext/standard/formatted_print.c

https://www.seebug.org/vuldb/ssvid-96376


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0x07 WordPress 4.8.2补丁问题

国外安全研究人员Anthony Ferrara给出了另一种此漏洞的利用方式，并指出了WordPress 4.8.2补丁存在的问题。

如下代码

<?php

$input1 = '%1$c) OR 1 = 1 /*';
$input2 = 39;
$sql = "SELECT * FROM foo WHERE bar IN ('$input1') AND baz = %s";
$sql = sprintf($sql, $input2);
echo $sql;
//result: SELECT * FROM foo WHERE bar IN ('') OR 1 = 1 /*') AND baz = 39

%c起到了类似chr()的效果，将数字39转化为'，从而导致了sql注入。

对此，WordPress 4.8.2补丁在WPDB::prepare()中加入

$query = preg_replace( '/%(?:%|$|([^dsF]))/', '%%\\1', $query );

从而，禁用了除%d，%s，%F之外的格式，这种方法导致了三个问题。

1.大量开发者在开发过程中使用了例如%1$s的格式，此次补丁导致代码出错。

2.在例如以下代码中

   $db->prepare("SELECT * FROM foo WHERE name= '%4s' AND user_id = %d", $_GET['name'], get_current_user_id());

%4s会被替换成%%4s ，%%在sprintf中代表字符%，没有格式化功能。所以，$_GET['name']会被写到%d处，攻击者可以控制user id，可能导致越权问题的出现。

3.补丁可以被绕过

在meta.php的漏洞处

   if ( $delete_all ) {
     $value_clause = '';
     if ( '' !== $meta_value && null !== $meta_value && false !== $meta_value ) {
       $value_clause = $wpdb->prepare( " AND meta_value = %s", $meta_value );
     }
     $object_ids = $wpdb->get_col( $wpdb->prepare( "SELECT $type_column FROM $table WHERE meta_key = %s $value_clause", $meta_key ) );
   }

如果输入

   $meta_value = ' %s ';
   $meta_key = ['dump', ' OR 1=1 /*'];

之后两次进入prepare()，因为

   $query = preg_replace( '|(?<!%)%s|', "'%s'", $query );

使得%s变为''%s''

最后结果

   SELECT type FROM table WHERE meta_key = 'dump' AND meta_value = '' OR 1=1 /*''

WordPress也承认这是一个错误的修复。


在WordPress 4.8.3的补丁中，一是修改了meta.php中两次使用prepare()的问题，二是使用随机生成的占位符替换%，在进入数据库前再替换回来。

源链接

Hacking more

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