Python安全：新型字串格式漏洞分析及解決辦法-Python教學-PHP中文網

最近一個python字串格式化的漏洞引起了我的注意，今天就來說一下Python引入的一種格式化字符串的新型語法的安全漏洞進行了深入的分析，並提供了相應的安全解決方案。

當我們對不可信的用戶輸入使用str.format的時候，將會帶來安全隱患——對於這個問題，其實我早就知道了，但是直到今天我才真正意識到它的嚴重性。因為攻擊者可以利用它來繞過Jinja2沙盒，這會造成嚴重的資訊外洩問題。同時，我在本文最後部分為str.format提供了一個新的安全版本。

需要提醒的是，這是一個相當嚴重的安全隱患，這裡之所以撰文介紹，是因為大多數人很可能不知道它是多麼容易被利用。

核心問題

從Python 2.6開始，Python受.NET啟發而引入了一種格式化字串的新型語法。當然，除了Python之外，Rust及其他一些程式語言也支援這種語法。借助於.format（）方法，該語法可以應用到位元組和unicode字串（在Python 3中，只能用於unicode字串）上面，此外，它還能映射為更具有可自訂性的string. Formatter API。

該語法的一個特點是，人們可以透過它來確定字串格式的位置和關鍵字參數，並且隨時可以明確地對資料項目重新排序。此外，它甚至可以存取物件的屬性和資料項目——這是導致這裡的安全問題的根本原因。

總的來說，人們可以利用它來進行以下事情：

>>> 'class of {0} is {0.__class__}'.format(42) "class of 42 is "

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實質上，任何能夠控制格式字串的人都有可能存取物件的各種內部屬性。

問題出在哪裡？

第一個問題是，如何控制格式字串。可以從下列地方下手：

1.字串檔案中不可信的翻譯器。我們很可能透過它們得手，因為許多被翻譯成多種語言的應用程式都會用到這種新式Python字串格式化方法，但是並非所有人都會對輸入的所有字串進行全面的審查。

2.使用者暴露的配置。由於一些系統使用者可以對某些行為進行配置，而這些配置有可能以格式字串的形式被揭露出來。需要特別提示的是，我就看過某些使用者可以透過網路應用程式來設定通知郵件、日誌訊息格式或其他基本範本。

危險等級

如果只是向該格式字串傳遞C解釋器物件的話，倒是不會有太大的危險，因為這樣的話，你最多會暴露一些整數類之類的東西。

然而，一旦Python物件傳遞給這種格式字串的話，那就麻煩了。這是因為，能夠從Python函數暴露的東西的數量是相當驚人的。下面是假想的Web應用程式的情形，這種情況下能夠洩露密鑰：

CONFIG = { 'SECRET_KEY': 'super secret key' } class Event(object): def __init__(self, id, level, message): self.id = id self.level = level self.message = message def format_event(format_string, event): return format_string.format(event=event)

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如果用戶可以在這裡注入format_string，那麼他們就能發現下面這樣的秘密字符字串：

{event.__init__.__globals__[CONFIG][SECRET_KEY]}

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將格式化作沙箱化處理

那麼，如果需要讓其他人提供格式化字串，那該怎麼辦呢？其實，可以利用某些未公開的內部機制來改變字串格式化行為。

from string import Formatter from collections import Mapping class MagicFormatMapping(Mapping): """This class implements a dummy wrapper to fix a bug in the Python standard library for string formatting. See http://bugs.python.org/issue13598 for information about why this is necessary. """ def __init__(self, args, kwargs): self._args = args self._kwargs = kwargs self._last_index = 0 def __getitem__(self, key): if key == '': idx = self._last_index self._last_index += 1 try: return self._args[idx] except LookupError: pass key = str(idx) return self._kwargs[key] def __iter__(self): return iter(self._kwargs) def __len__(self): return len(self._kwargs) # This is a necessary API but it's undocumented and moved around # between Python releases try: from _string import formatter_field_name_split except ImportError: formatter_field_name_split = lambda \ x: x._formatter_field_name_split() {C} class SafeFormatter(Formatter): def get_field(self, field_name, args, kwargs): first, rest = formatter_field_name_split(field_name) obj = self.get_value(first, args, kwargs) for is_attr, i in rest: if is_attr: obj = safe_getattr(obj, i) else: obj = obj[i] return obj, first def safe_getattr(obj, attr): # Expand the logic here. For instance on 2.x you will also need # to disallow func_globals, on 3.x you will also need to hide # things like cr_frame and others. So ideally have a list of # objects that are entirely unsafe to access. if attr[:1] == '_': raise AttributeError(attr) return getattr(obj, attr) def safe_format(_string, *args, **kwargs): formatter = SafeFormatter() kwargs = MagicFormatMapping(args, kwargs) return formatter.vformat(_string, args, kwargs)

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現在，我們就可以使用safe_format方法來取代str.format了：

>>> '{0.__class__}'.format(42) "" >>> safe_format('{0.__class__}', 42) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in AttributeError: __class__

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