绿盟安全月刊->第3期->技术专题 Perl CGI编程安全点滴

作者：backend
整理：backend
主页：http://www.nsfocus.com
日期：1999-11-15

CGI在现在的互联网应用越来越广泛，CGI编程的安全问题也得到越来越多的
重视。Perl作为CGI编程的主要语言之一，其安全性也受到很大的关注。在 W3C
组织的 "WWW Security FAQ" 之 "CGI Scripts"一章中，Perl安全编程就整整占
了一节。由此可见 Perl CGI 安全编程的重要性。
　　这里我不会重复 "WWW Security FAQ" 的内容，而是根据一直以来对 Perl
免费/商业程序包的源代码的研究，得出一些较易被忽略的编程漏洞，在此将几个
最常见的（主要是变量字符过滤方面）写出来，供广大程序员作为参考。
　　如果你对本文的内容有不同意见或任何建议，请告诉我。如果你发现了其它
Perl CGI 编程漏洞，也请告诉我。如果你也发表了关于这方面的文章，当然也
请告诉我。:-)


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1、“有毒”的NULL字符
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　　如果我说："root"=="root"，相信没有什么人反对。但同时我也这样说：
"root"!="root"！还有多少人会认为我是个“正常人”？:)
　　但在各种不同的编程语言中，确实存在着这种情况。
　　对于每一个希望发现CGI漏洞的安全专家或黑客来说，最常用的方法之一是
通过传递特殊字符（串），绕过CGI限制以执行系统级调用或程序。如果你仔细
留意的话，或许也会发现NULL字符确实有它的“妙用”。:)
　　阅读以下例子：

    # parse $user_input
    $database="$user_input.db";
    open(FILE "<$database");

这个例子用于打开客户端指定的数据库文件。例如客户端输入"backend"，则系
统将打开"backend.db"文件考只读方式）。（注：在这里我们暂且不讨论"../"
的安全问题。）这种处理方式在互联网中是很常见的。
　　现在，让我们在客户端输入"backend%00"，在该PERL程序中$database=
"backend\0.db"，然后调用open函数打开该文件。但结果是什么呢？系统会打
开"backend"文件（，如果该文件存在）！
　　出现这种情况的原因是由于PERL允许在字符串变量中使用NULL空字符，而
在C语言中字符串则不允许包含空字符。因此，也就有了"root"!="root\0"（在
PERL中）和"root"="root\0"（在C语言中）。由于系统内核/调用等都是使用C
语言编写，因此当PERL将"backend\0.db"字符串传递到（C语言的）链接库/程序
时，\0空字符以后的字符将被忽略？（或许还有利用价值？我还没发现。:)）
　　这种编程缺陷的影响可大可小。试想一下，如果利用以上编程原理编写一个
给系统其他管理员修改除了root外的其他用户口令的PERL程序：

    $user=$ARGV[1]  # user the jr admin wants to change
    if ($user ne "root"){
        # do whatever needs to be done for this user }

那么，聪明的你应该知道如何绕过这个限制修改root用户口令了吧？对了，只要
使 $user="root\0"，则PERL会执行上面程序中花括号内的语句。除非所有处理
过程均使用PERL，否则一旦该变量传递给系统，则会造成安全问题。如修改root
用户口令等。
　　也许你认为很难遇到这种会造成严重安全问题的情况，那么我们能否将它作
为一种寻找网站源程序漏洞的间接手段呢？;-)
　　不知你有没有经常遇到这种类型的CGI程序，该程序用于打开客户端（提交
的表单中）要求的页面？如：

    page.cgi?page=1

然后网站是否返回页面"1.html"呢？;-) 好，现在将其改为：

    page.cgi?page=page.cgi%00      (%00 == '\0' escaped)

这样，我们就可以得到我们感兴趣的文件内容了！这种方法连PERL的"-e"参数也
可绕过：

    $file="/etc/passwd\0.txt.whatever.we.want";
    die("hahaha!  Caught you!) if($file eq "/etc/passwd");
    if (-e $file){
        open (FILE, ">$file");}

绕过这段程序的后果你应该想像得到吧？:)
　　解决方法？最简单地，过滤NULL空字符。在PERL程序中，
    
    $insecure_data=~s/\0//g;


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2、漏网之鱼－－反斜杠(\)
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　　对于每一个关心CGI安全的人，也许都看过 W3C 的 WWW Security FAQ 中关
于CGI安全编程一节。其中列出了建议过滤的字符：

    &;`'\"|*?~<>^()[]{}$\n\r

但我在很多时候发现反斜杠(\)往往被遗忘了。以下是正确的过滤表达式：

    s/([\&;\`'\\\|"*?~<>^\(\)\[\]\{\}\$\n\r])/\\$1/g;

但在很多商业的CGI程序中反斜杠却没有被包含进去，这可能是程序员们写程序
时被这些过滤用的匹配表达式搞迷糊了？
　　那么，没有过滤反斜杠会造成安全问题吗？试想一下，如果向你的程序中发
送如下一行内容：

    user data `rm -rf /`

大多数情况下，程序员编写的程序会将以上内容过滤为：

    user data \`rm -rf /\`

从而保护了系统。但如果PERL程序中忘记过滤了反斜杠，当客户端向该程序提交
如下内容时：

    user data \`rm -rf / \`

经过匹配表达式后为：

    user data \\`rm -rf / \\`

怎么样，看出危险了吗？由于两个反斜杠经系统解释后为一个字符"\"，但`字符
却因此没有被过滤掉，`rm -rf / \`将被系统执行！不过，由于其中还含有一个
反斜杠字符，执行时系统会出错。你自己想办法绕过这个限制吧？;-)
　　利用反斜杠的另一个应用－－绕过系统目录进入限制。请看以下表达式：

    s/\.\.//g;

这个匹配表达式的作用非常简单，就是过滤字符串中的".."。当输入为：

    /usr/tmp/../../etc/passwd

将被过滤为：

    /usr/tmp///etc/passwd

这样，你将无法访问/etc/passwd文件。（注：*nix系统允许///，试一下'ls -l
/etc////passwd'命令就知道了。）
　　现在，让我们的“好伙伴”反斜杠来帮忙。将输入改为：

    /usr/tmp/.\./.\./etc/passwd

则由于反斜杠的存在而不符合过滤表达式。当PERL中存在如下程序段时，

    $file="/usr/tmp/.\\./.\\./etc/passwd";
    $file=s/\.\.//g;
    system("ls -l $file");

当运行到执行系统调用时，执行的命令会是"ls -l /usr/tmp/.\./.\./etc/
passwd"。想知道会得到什么输出吗？自己在机器上试试吧。;-)
　　然而，以上方法只适用于系统调用或``命令中。无法绕过PERL中的'-e'命令
和open函数（非管道）。如下程序：

    $file="/usr/tmp/.\\./.\\./etc/passwd";
    open(FILE, "<$file") or die("No such file");

执行时将显示"No such file"并退出。我还没有找出绕过这个限制的方法。:(

　　解决方法：只要别忘了过滤反斜杠字符(\)，就已足够了。


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3、畅通无阻的“管道”－－字符"|"
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　　在PERL的open函数中，如果在文件名后加上"|"，则PERL将会执行这个文件，
而不是打开它。即：

    open(FILE, "/bin/ls")

将打开并得到/bin/ls的二进制代码，但

    open(FILE, "/bin/ls|")

将执行/bin/ls命令！
　　以下过滤表达式

    s/(\|)/\\$1/g

可以限制这个方法。PERL会提示"unexpected end of file"。如果你找到绕过这
个限制的方法，请告诉我。:-)


综合应用

　　现在让我们综合以上几种编程安全漏洞加以利用。先举个例子，$FORM是客
户端需要提交给CGI程序的变量。而在CGI程序中有如下语句：

    open(FILE, "$FORM")

那我们可以将"ls|"传递给$FORM变量来获得当前目录列表。现在让我们考虑如下
程序段：

    $filename="/safe/dir/to/read/$FORM"
    open(FILE, $filename)

如何再执行"ls"命令呢？只要能使$FORM="../../../../bin/ls|"即可。如果系
统对目录操作加入了".."过滤，则可利用反斜杠的漏洞绕过它。
　　在这段程序中，我们还可以在命令中加入参数。如"touch /backend|"，将
建立/backend文件。（但我不会使用这个文件名，因为它是我的名字。:-)）
　　现在，让我们在程序段中加入更多的安全限制：

       $filename="safe/dir/to/read/$FORM"
       if(!(-e $filename)) die("I don't think so!")
       open(FILE, $filename)

这样我们还需要绕过"-e"的限制。由于我们在$FORM变量中使用了"|"字符，当
"-e"运算符检查"ls|"文件时，因为不存在此文件而退出程序。如何当"-e"检查
时去掉管道符，而调用open函数时又含有管道符呢？回忆一下在前面谈到的NULL
字符的利用，我们就知道应该如何做了。只要使$FORM="ls\0|"（注：在客户端
提交的表单中为"ls%00|"）即可。其中的原理复习一下前面提到的内容就会明白
了。
　　需要说明的是，以上程序段中，我们无法象再上一段程序那样执行带参数的
命令，这是因为"-e"运算符的限制所致。举例如下：

       $filename="/bin/ls /etc|"
       open(FILE, $filename)        

将显示/etc目录下文件列表。

       $filename="/bin/ls /etc\0|"
       if(!(-e $filename)) exit;
       open(FILE, $filename)

将导致因不存在文件而退出。

       $filename="/bin/ls\0 /etc|"
       if(!(-e $filename)) exit;
       open(FILE, $filename)

将只显示当前目录下文件列表。