Typo3 CVE-2019-12747 反序列化漏洞分析
1. 前言
TYPO3是一個以
PHP編寫、採用
GNU通用公共許可證的自由、開源的內容管理系統。
2019年7月16日，
RIPS的研究團隊公開了
Typo3 CMS的一個關鍵漏洞
詳情，
CVE編號為
CVE-2019-12747，它允許後臺使用者執行任意
PHP程式碼。
漏洞影響範圍：
Typo3 8.x-8.7.26 9.x-9.5.7。
2. 測試環境簡述
Nginx/1.15.8 PHP 7.3.1 + xdebug 2.7.2 MySQL 5.7.27 Typo3 9.5.7
3. TCA
在進行分析之前，我們需要了解下
Typo3的
TCA（Table Configuration Array），在
Typo3的程式碼中，它表示為
$GLOBALS['TCA']。
在
Typo3中，
TCA算是對於資料庫表的定義的擴充套件，定義了哪些表可以在
Typo3的後端可以被編輯，主要的功能有
- 表示表與表之間的關係
- 定義後端顯示的欄位和佈局
- 驗證欄位的方式
這次漏洞的兩個利用點分別出在了
CoreEngine和
FormEngine這兩大結構中，而
TCA就是這兩者之間的橋樑，告訴兩個核心結構該如何表現表、欄位和關係。
TCA的第一層是表名：
$GLOBALS['TCA']['pages'] = [ ...];$GLOBALS['TCA']['tt_content'] = [ ...];
其中
pages和
tt_content就是資料庫中的表。
接下來一層就是一個陣列，它定義瞭如何處理表，
$GLOBALS['TCA']['pages'] = [ 'ctrl' => [ // 通常包含表的屬性 .... ], 'interface' => [ // 後端介面屬性等 .... ], 'columns' => [ .... ], 'types' => [ .... ], 'palettes' => [ .... ],];
在這次分析過程中，只需要瞭解這麼多，更多詳細的資料可以查詢 。
4. 漏洞分析
整個漏洞的利用流程並不是特別複雜，主要需要兩個步驟，第一步變數覆蓋後導致反序列化的輸入可控，第二步構造特殊的反序列化字串來寫
shell。第二步這個就是老套路了，找個在魔術方法中能寫檔案的類就行。這個漏洞好玩的地方在於變數覆蓋這一步，而且進入兩個元件漏洞點的傳入方式也有著些許不同，接下來讓我們看一看這個漏洞吧。
4.1 補丁分析
從Typo3官方的
通告中我們可以知道漏洞影響了兩個元件——
Backend & Core API (ext:backend, ext:core)，在GitHub上我們可以找到
：
很明顯，補丁分別禁用了
backend的
DatabaseLanguageRows.php和
core中的
DataHandler.php中的的反序列化操作。
4.2 Backend ext 漏洞點利用過程分析
根據補丁的位置，看下
Backend元件中的漏洞點。
路徑：
typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataProvider/DatabaseLanguageRows.php:37
public function addData(array $result){
if (!empty($result['processedTca']['ctrl']['languageField'])
&& !empty($result['processedTca']['ctrl']['transOrigPointerField'])
) {
$languageField = $result['processedTca']['ctrl']['languageField'];
$fieldWithUidOfDefaultRecord = $result['processedTca']['ctrl']['transOrigPointerField'];
if (isset($result['databaseRow'][$languageField]) && $result['databaseRow'][$languageField] > 0
&& isset($result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]) && $result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord] > 0
) {
// Default language record of localized record $defaultLanguageRow = $this->getRecordWorkspaceOverlay(
$result['tableName'],
(int)$result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]
);
if (empty($defaultLanguageRow)) {
throw new DatabaseDefaultLanguageException(
'Default language record with id ' . (int)$result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]
. ' not found in table ' . $result['tableName'] . ' while editing record ' . $result['databaseRow']['uid'],
1438249426
);
}
$result['defaultLanguageRow'] = $defaultLanguageRow;
// Unserialize the "original diff source" if given if (!empty($result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField'])
&& !empty($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']])
) {
$defaultLanguageKey = $result['tableName'] . ':' . (int)$result['databaseRow']['uid'];
$result['defaultLanguageDiffRow'][$defaultLanguageKey] = unserialize($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']]);
}
//省略程式碼 }
//省略程式碼 }
//省略程式碼}
很多類都繼承了
FormDataProviderInterface介面，因此靜態分析尋找誰呼叫的
DatabaseLanguageRows的
addData方法根本不現實，但是根據文章中的演示影片，我們可以知道網站中修改
page這個功能中進入了漏洞點。在
addData方法加上斷點，然後發出一個正常的修改
page的請求。
當程式斷在
DatabaseLanguageRows的
addData方法後，我們就可以得到呼叫鏈。
在
DatabaseLanguageRows這個
addData中，只傳入了一個
$result陣列，而且進行反序列化操作的目標是
$result['databaseRow']中的某個值。看命名有可能是從資料庫中獲得的值，往前分析一下。
進入
OrderedProviderList的
compile方法。
路徑：
typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataGroup/OrderedProviderList.php:43
public function compile(array $result): array{
$orderingService = GeneralUtility::makeInstance(DependencyOrderingService::class);
$orderedDataProvider = $orderingService->orderByDependencies($this->providerList, 'before', 'depends');
foreach ($orderedDataProvider as $providerClassName => $providerConfig) {
if (isset($providerConfig['disabled']) && $providerConfig['disabled'] === true) {
// Skip this data provider if disabled by configuration continue;
}
/** @var FormDataProviderInterface $provider */
$provider = GeneralUtility::makeInstance($providerClassName);
if (!$provider instanceof FormDataProviderInterface) {
throw new \UnexpectedValueException(
'Data provider ' . $providerClassName . ' must implement FormDataProviderInterface',
1485299408
);
}
$result = $provider->addData($result);
}
return $result;}
我們可以看到，在
foreach這個迴圈中，動態例項化
$this->providerList中的類，然後呼叫它的
addData方法，並將
$result作為方法的引數。
在呼叫
DatabaseLanguageRows之前，呼叫瞭如圖所示的類的
addData方法。
經過查詢手冊以及分析程式碼，可以知道在
DatabaseEditRow類中，透過呼叫
addData方法，將資料庫表中資料讀取出來，儲存到了
$result['databaseRow']中。
路徑：
typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataProvider/DatabaseEditRow.php:32
public function addData(array $result){
if ($result['command'] !== 'edit' || !empty($result['databaseRow'])) {// 限制功能為`edit` return $result;
}
$databaseRow = $this->getRecordFromDatabase($result['tableName'], $result['vanillaUid']); // 獲取資料庫中的記錄 if (!array_key_exists('pid', $databaseRow)) {
throw new \UnexpectedValueException(
'Parent record does not have a pid field',
1437663061
);
}
BackendUtility::fixVersioningPid($result['tableName'], $databaseRow);
$result['databaseRow'] = $databaseRow;
return $result;}
再後面又呼叫了
DatabaseRecordOverrideValues類的
addData方法。
路徑：
typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataProvider/DatabaseRecordOverrideValues.php:31
public function addData(array $result){
foreach ($result['overrideValues'] as $fieldName => $fieldValue) {
if (isset($result['processedTca']['columns'][$fieldName])) {
$result['databaseRow'][$fieldName] = $fieldValue;
$result['processedTca']['columns'][$fieldName]['config'] = [
'type' => 'hidden',
'renderType' => 'hidden',
];
}
}
return $result;}
在這裡，將
$result['overrideValues']中的鍵值對儲存到了
$result['databaseRow']中，如果
$result['overrideValues']可控，那麼透過這個類，我們就能控制
$result['databaseRow']的值了。
再往前，看看
$result的值是怎麼來的。
路徑：
typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataCompiler.php:58
public function compile(array $initialData){
$result = $this->initializeResultArray();
//省略程式碼 foreach ($initialData as $dataKey => $dataValue) {
// 省略程式碼... $result[$dataKey] = $dataValue;
}
$resultKeysBeforeFormDataGroup = array_keys($result);
$result = $this->formDataGroup->compile($result);
// 省略程式碼...}
很明顯，透過呼叫
FormDataCompiler的
compile方法，將
$initialData中的資料儲存到了
$result中。
再往前走，來到了
EditDocumentController類中的
makeEditForm方法中。
在這裡，
$formDataCompilerInput['overrideValues']獲取了
$this->overrideVals[$table]中的資料。
而
$this->overrideVals的值是在方法
preInit中設定的，獲取的是透過
POST傳入的表單中的鍵值對。
這樣一來，在這個請求過程中，進行反序列化的字串我們就可以控制了。
在表單中提交任意符合陣列格式的輸入，在後端程式碼中都會被解析，然後後端根據
TCA來進行判斷並處理。 比如我們在提交表單中新增一個名為
a[b][c][d]，值為
233的表單項。
在編輯表單的控制器
EditDocumentController.php中下一個斷點，提交之後。
可以看到我們傳入的鍵值對在經過
getParsedBody方法解析後，變成了巢狀的陣列，並且沒有任何限制。
我們只需要在表單中傳入
overrideVals這一個陣列即可。這個陣列中的具體的鍵值對，則需要看進行反序列化時取的
$result['databaseRow']中的哪一個鍵值。
if (isset($result['databaseRow'][$languageField]) && $result['databaseRow'][$languageField] > 0 && isset($result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]) && $result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord] > 0) {
// 省略程式碼 if (!empty($result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']) && !empty($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']])) {
$defaultLanguageKey = $result['tableName'] . ':' . (int) $result['databaseRow']['uid'];
$result['defaultLanguageDiffRow'][$defaultLanguageKey] = unserialize($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']]);
}
//省略程式碼}
要想進入反序列化的點，還需要滿足上面的
if條件，動態調一下就可以知道，在
if語句中呼叫的是
$result['databaseRow']['sys_language_uid']$result['databaseRow']['l10n_parent']
後面反序列化中呼叫的是
$result['databaseRow']['l10n_diffsource']
因此，我們只需要在傳入的表單中增加三個引數即可。
overrideVals[pages][sys_language_uid] ==> 4overrideVals[pages][l10n_parent] ==> 4overrideVals[pages][l10n_diffsource] ==> serialized_shell_data
可以看到，我們的輸入成功的到達了反序列化的點。
4.3 Core ext 漏洞點利用過程分析
看下
Core中的那個漏洞點。
路徑：
typo3/sysext/core/Classes/DataHandling/DataHandler.php:1453
public function fillInFieldArray($table, $id, $fieldArray, $incomingFieldArray, $realPid, $status, $tscPID){
// Initialize: $originalLanguageRecord = null;
$originalLanguage_diffStorage = null;
$diffStorageFlag = false;
// Setting 'currentRecord' and 'checkValueRecord': if (strpos($id, 'NEW') !== false) {
// Must have the 'current' array - not the values after processing below... $checkValueRecord = $fieldArray;
if (is_array($incomingFieldArray) && is_array($checkValueRecord)) {
ArrayUtility::mergeRecursiveWithOverrule($checkValueRecord, $incomingFieldArray);
}
$currentRecord = $checkValueRecord;
} else {
// We must use the current values as basis for this! $currentRecord = ($checkValueRecord = $this->recordInfo($table, $id, '*'));
// This is done to make the pid positive for offline versions; Necessary to have diff-view for page translations in workspaces. BackendUtility::fixVersioningPid($table, $currentRecord);
}
// Get original language record if available: if (is_array($currentRecord)
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigDiffSourceField']
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']
&& $currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']] > 0
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']
&& (int)$currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']] > 0
) {
$originalLanguageRecord = $this->recordInfo($table, $currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']], '*');
BackendUtility::workspaceOL($table, $originalLanguageRecord);
$originalLanguage_diffStorage = unserialize($currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigDiffSourceField']]);
}
......//省略程式碼
看程式碼，如果我們要進入反序列化的點，需要滿足前面的
if條件
if (is_array($currentRecord) && $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigDiffSourceField'] && $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField'] && $currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']] > 0 && $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField'] && (int)$currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']] > 0 )
也就是說要滿足以下條件
-
$currentRecord是個陣列 - 在
TCA中$table的表屬性中存在transOrigDiffSourceField、languageField、transOrigPointerField欄位。 -
$table的屬性languageField和transOrigPointerField在$currentRecord中對應的值要大於。
查一下
TCA表，滿足第二條條件的表有
sys_file_reference sys_file_metadata sys_file_collection sys_collection sys_category pages
但是所有
sys_*的欄位的
adminOnly屬性的值都是
1，只有管理員許可權才可以更改。因此我們可以用的表只有
pages。
它的屬性值是
[languageField] => sys_language_uid [transOrigPointerField] => l10n_parent [transOrigDiffSourceField] => l10n_diffsource
再往上，有一個對傳入的引數進行處理的
if-else語句。
從註釋中，我們可以知道傳入的各個引數的功能：
- 陣列
$fieldArray是預設值，這種一般都是我們無法控制的 - 陣列
$incomingFieldArray是你想要設定的欄位值，如果可以，它會合併到$fieldArray中。
而且如果滿足
if (strpos($id, 'NEW') !== false)條件的話，也就是
$id是一個字串且其中存在
NEW字串，會進入下面的合併操作。
$checkValueRecord = $fieldArray;......if (is_array($incomingFieldArray) && is_array($checkValueRecord)) {
ArrayUtility::mergeRecursiveWithOverrule($checkValueRecord, $incomingFieldArray);}$currentRecord = $checkValueRecord;
如果不滿足上面的
if條件，
$currentRecord的值就會透過
recordInfo方法從資料庫中直接獲取。這樣後面我們就無法利用了。
簡單總結一下，我們需要
-
$table是pages -
$id是個字串，而且存在NEW字串 -
$incomingFieldArray中要存在payload
接下來我們看在哪裡對該函式進行了呼叫。
全域性搜尋一下，只找到一處，在
typo3/sysext/core/Classes/DataHandling/DataHandler.php:954處的
process_datamap方法中進行了呼叫。
整個專案中，對
process_datamap呼叫的地方就太多了，嘗試使用
xdebug動態除錯來找一下呼叫鏈。從
RIPS團隊的那一篇分析文章結合上面的對錶名的分析，我們可以知道，漏洞點在建立
page的功能處。
接下來就是找從
EditDocumentController.php的
mainAction方法到前面我們分析的
fillInFieldArray方法的呼叫鏈。
嘗試在網站中新建一個
page，然後在呼叫
fillInFieldArray的位置下一個斷點，傳送請求後，我們就拿到了呼叫鏈。
看一下
mainAction的程式碼。
public function mainAction(ServerRequestInterface $request): ResponseInterface{
// Unlock all locked records BackendUtility::lockRecords();
if ($response = $this->preInit($request)) {
return $response;
}
// Process incoming data via DataHandler? $parsedBody = $request->getParsedBody();
if ($this->doSave
|| isset($parsedBody['_savedok'])
|| isset($parsedBody['_saveandclosedok'])
|| isset($parsedBody['_savedokview'])
|| isset($parsedBody['_savedoknew'])
|| isset($parsedBody['_duplicatedoc'])
) {
if ($response = $this->processData($request)) {
return $response;
}
}
....//省略程式碼}
當滿足
if條件是進入目標
$response = $this->processData($request)。
if ($this->doSave || isset($parsedBody['_savedok']) || isset($parsedBody['_saveandclosedok']) || isset($parsedBody['_savedokview']) || isset($parsedBody['_savedoknew']) || isset($parsedBody['_duplicatedoc']) )
這個在新建一個
page時，正常的表單中就攜帶
doSave == 1，而
doSave的值就是在方法
preInit中獲取的。
這樣條件預設就是成立的，然後將
$request傳入了
processData方法。
public function processData(ServerRequestInterface $request = null): ?ResponseInterface{// @deprecated Variable can be removed in TYPO3 v10.0 $deprecatedCaller = false;
......//省略程式碼 $parsedBody = $request->getParsedBody(); // 獲取Post請求引數 $queryParams = $request->getQueryParams(); // 獲取Get請求引數
$beUser = $this->getBackendUser(); // 獲取使用者資料
// Processing related GET / POST vars $this->data = $parsedBody['data'] ?? $queryParams['data'] ?? [];
$this->cmd = $parsedBody['cmd'] ?? $queryParams['cmd'] ?? [];
$this->mirror = $parsedBody['mirror'] ?? $queryParams['mirror'] ?? [];
// @deprecated property cacheCmd is unused and can be removed in TYPO3 v10.0 $this->cacheCmd = $parsedBody['cacheCmd'] ?? $queryParams['cacheCmd'] ?? null;
// @deprecated property redirect is unused and can be removed in TYPO3 v10.0 $this->redirect = $parsedBody['redirect'] ?? $queryParams['redirect'] ?? null;
$this->returnNewPageId = (bool)($parsedBody['returnNewPageId'] ?? $queryParams['returnNewPageId'] ?? false);
// Only options related to $this->data submission are included here $tce = GeneralUtility::makeInstance(DataHandler::class);
$tce->setControl($parsedBody['control'] ?? $queryParams['control'] ?? []);
// Set internal vars if (isset($beUser->uc['neverHideAtCopy']) && $beUser->uc['neverHideAtCopy']) {
$tce->neverHideAtCopy = 1;
}
// Load DataHandler with data $tce->start($this->data, $this->cmd);
if (is_array($this->mirror)) {
$tce->setMirror($this->mirror);
}
// Perform the saving operation with DataHandler: if ($this->doSave === true) {
$tce->process_uploads($_FILES);
$tce->process_datamap();
$tce->process_cmdmap();
}
......//省略程式碼}
程式碼很容易懂，從
$request中解析出來的資料，首先儲存在
$this->data和
$this->cmd中，然後例項化一個名為
$tce，呼叫
$tce->start方法將傳入的資料儲存在其自身的成員
datamap和
cmdmap中。
typo3/sysext/core/Classes/DataHandling/DataHandler.php:735public function start($data, $cmd, $altUserObject = null){
......//省略程式碼 // Setting the data and cmd arrays if (is_array($data)) {
reset($data);
$this->datamap = $data;
}
if (is_array($cmd)) {
reset($cmd);
$this->cmdmap = $cmd;
}}
而且
if ($this->doSave === true)這個條件也是成立的，進入
process_datamap方法。
程式碼有註釋還是容易閱讀的，在第
985行，獲取了
datamap中所有的鍵名，然後儲存在
$orderOfTables，然後進入
foreach迴圈，而這個
$table，在後面傳入
fillInFieldArray方法中，因此，我們只需要分析
$table == pages時的迴圈即可。
$fieldArray = $this->fillInFieldArray($table, $id, $fieldArray, $incomingFieldArray, $theRealPid, $status, $tscPID);
大致瀏覽下程式碼，再結合前面的分析，我們需要滿足以下條件：
-
$recordAccess的值要為true -
$incomingFieldArray中的payload不會被刪除 -
$table的值為pages -
$id中存在NEW字串
既然正常請求可以直接斷在呼叫
fillInFieldArray處，正常請求中，第一條、第三條和第四條都是成立的。
根據前面對
fillInFieldArray方法的分析，構造
payload，向提交的表單中新增三個鍵值對。
data[pages][NEW5d3fa40cb5ac4065255421][l10n_diffsource] ==> serialized_shell_data data[pages][NEW5d3fa40cb5ac4065255421][sys_language_uid] ==> 4 data[pages][NEW5d3fa40cb5ac4065255421][l10n_parent] ==> 4
其中
NEW*字串要根據表單生成的值進行對應的修改。
傳送請求後，依舊能夠進入
fillInFieldArray，而在傳入的
$incomingFieldArray引數中，可以看到我們新增的三個鍵值對。
進入
fillInFieldArray之後，其中
l10n_diffsource將會進行反序列化操作。此時我們在請求中將其
l10n_diffsource改為構造好的序列化字串，重新傳送請求即可成功
getshell。
5. 寫在最後
其實單看這個漏洞的利用條件，還是有點雞肋的，需要你獲取到
typo3的一個有效的後臺賬戶，並且擁有編輯
page的許可權。
而且這次分析
Typo3給我的感覺與其他網站完全不同，我在分析建立&修改
page這個功能的引數過程中，並沒有發現什麼過濾操作，在後臺的所有引數都是根據
TCA的定義來進行相應的操作，只有傳入不符合
TCA定義的才會丟擲異常。而
TCA的驗證又不嚴格導致了變數覆蓋這個問題。
官方的修補方式也是不太懂，直接禁止了反序列化操作，但是個人認為這次漏洞的重點還是在於前面變數覆蓋的問題上，尤其是
Backend的利用過程中，可以直接覆蓋從資料庫中取出的資料，這樣只能算是治標不治本，後面還是有可能產生新的問題。
當然了，以上只是個人拙見，如有錯誤，還請諸位斧正。
6. 參考連結
來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/69912109/viewspace-2652596/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。
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