警惕 Python 中少为人知的十个安全陷阱(1)

def touch_tmp_file(request):

id = request.GET[‘id’]

tmp_file = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix=id)

return HttpResponse(f"tmp file: {tmp_file} created!", content_type=‘text/plain’)

在第 3 行中，用户输入的 id 被当作临时文件的前缀。如果攻击者传入的 id 参数是“/…/var/www/test”，则会创建出这样的临时文件：/var/www/test_zdllj17。粗看起来，这可能是无害的，但它会为攻击者创造出挖掘更复杂的漏洞的基础。

5. 扩展的 Zip Slip

在 Web 应用中，通常需要解压上传后的压缩文件。在 Python 中，很多人都知道 TarFile.extractall 与 TarFile.extract 函数容易受到 Zip Slip 攻击。攻击者通过篡改压缩包中的文件名，使其包含路径遍历(…/)字符，从而发起攻击。

这就是为什么压缩文件应该始终被视为不受信来源的原因。zipfile.extractall 与 zipfile.extract 函数可以对 zip 内容进行清洗，从而防止这类路径遍历漏洞。

但是，这并不意味着在 ZipFile 库中不会出现路径遍历漏洞。下面是一段解压缩文件的代码。

def extract_html(request):

filename = request.FILES[‘filename’]

zf = zipfile.ZipFile(filename.temporary_file_path(), “r”)

for entry in zf.namelist():

if entry.endswith(“.html”):

file_content = zf.read(entry)

with open(entry, “wb”) as fp:

fp.write(file_content)

zf.close()

return HttpResponse(“HTML files extracted!”)

第 3 行代码根据用户上传文件的临时路径，创建出一个 ZipFile 处理器。第 4 - 8 行代码将所有以“.html”结尾的压缩项提取出来。第 4 行中的 zf.namelist 函数会取到 zip 内压缩项的名称。注意，只有 zipfile.extract 与 zipfile.extractall 函数会对压缩项进行清洗，其它任何函数都不会。

在这种情况下，攻击者可以创建一个文件名，例如“…/…/…/var/www/html”，内容随意填。该恶意文件的内容会在第 6 行被读取，并在第 7-8 行写入被攻击者控制的路径。因此，攻击者可以在整个服务器上创建任意的 HTML 文件。

如上所述，压缩包中的文件应该被看作是不受信任的。如果你不使用 zipfile.extractall 或者 zipfile.extract，你就必须对 zip 内文件的名称进行“消毒”，例如使用 os.path.basename。否则，它可能导致严重的安全漏洞，就像在 NLTK Downloader (CVE-2019-14751)中发现的那样。

6. 不完整的正则表达式匹配

正则表达式(regex)是大多数 Web 程序不可或缺的一部分。我们经常能看到它被自定义的 Web 应用防火墙(WAF，Web Application Firewalls)用来作输入验证，例如检测恶意字符串。在 Python 中，re.match 和 re.search 之间有着细微的区别，我们将在下面的代码片段中演示。

def is_sql_injection(request):

pattern = re.compile(r".(union)|(select).")

name_to_test = request.GET[‘name’]

if re.search(pattern, name_to_test):

return True

return False

在第 2 行中，我们定义了一个匹配 union 或者 select 的模式，以检测可能的 SQL 注入。这是一个糟糕的写法，因为你可以轻易地绕过这些黑名单，但我们已经在线上的程序中见过它。在第 4 行中，函数 re.match 使用前面定义好的模式，检查第 3 行中的用户输入内容是否包含这些恶意的值。

然而，与 re.search 函数不同的是，re.match 函数不匹配新行。例如，如果攻击者提交了值 aaaaaa \n union select，这个输入就匹配不上正则表达式。因此，检查可以被绕过，失去保护作用。

总而言之，我们不建议使用正则表达式黑名单进行任何安全检查。

7. Unicode 清洗器绕过

Unicode 支持用多种形式来表示字符，并将这些字符映射到码点。在 Unicode 标准中，不同的 Unicode 字符有四种归一化方案。程序可以使用这些归一化方法，以独立于人类语言的标准方式来存储数据，例如用户名。

然而，攻击者可以利用这些归一化，这已经导致了 Python 的 urllib 出现漏洞(CVE-2019-9636)。下面的代码片段演示了一个基于 NFKC 归一化的跨站点脚本漏洞(XSS,Cross-Site Scripting)。

import unicodedata

from django.shortcuts import render

from django.utils.html import escape

def render_input(request):

user_input = escape(request.GET[‘p’])

normalized_user_input = unicodedata.normalize(“NFKC”, user_input)

context = {‘my_input’: normalized_user_input}

return render(request, ‘test.html’, context)

在第 6 行中，用户输入的内容被 Django 的 escape 函数处理了，以防止 XSS 漏洞。在第 7 行中，经过清洗的输入被 NFKC 算法归一化，以便在第 8-9 行中通过 test.html 模板正确地渲染。

templates/test.html：

{{ my_input | safe}}

在模板 test.html 中，第 4 行的变量 my_input 被标记为安全的，因为开发人员预期有特殊字符，并且认为该变量已经被 escape 函数清洗了。通过标记关键字 safe, Django 不会再次对变量进行清洗。

但是，由于第 7 行(view.py)的归一化，字符“%EF%B9%A4”会被转换为“<”，“%EF%B9%A5”被转换为“>”。这导致攻击者可以注入任意的 HTML 标记，进而触发 XSS 漏洞。为了防止这个漏洞，就应该在把用户输入做完归一化之后，再进行清洗。

8. Unicode 编码碰撞

前文说过，Unicode 字符会被映射成码点。然而，有许多不同的人类语言，Unicode 试图将它们统一起来。这就意味着不同的字符很有可能拥有相同的“layout”。例如，小写的土耳其语 ı(没有点)的字符是英语中大写的 I。在拉丁字母中，字符 i 也是用大写的 I 表示。在 Unicode 标准中，这两个不同的字符都以大写形式映射到同一个码点。

这种行为是可以被利用的，实际上已经在 Django 中导致了一个严重的漏洞(CVE-2019-19844)。下面的代码是一个重置密码的示例。

from django.core.mail import send_mail

from django.http import HttpResponse

from vuln.models import User

def reset_pw(request):

email = request.GET[‘email’]

result = User.objects.filter(email__exact=email.upper()).first()

if not result:

return HttpResponse(“User not found!”)

send_mail(‘Reset Password’,‘Your new pw: 123456.’, ‘from@example.com’, [email], fail_silently=False)

return HttpResponse(“Password reset email send!”)

第 6 行代码获取了用户输入的 email，第 7-9 行代码检查这个 email 值，查找是否存在具有该 email 的用户。如果用户存在，则第 10 行代码依据第 6 行中输入的 email 地址，给用户发送邮件。需要指出的是，第 7-9 行中对邮件地址的检查是不区分大小写的，使用了 upper 函数。

至于攻击，我们假设数据库中存在一个邮箱地址为 foo@mix.com 的用户。那么，攻击者可以简单地传入 foo@mıx.com 作为第 6 行中的 email，其中 i 被替换为土耳其语 ı。第 7 行代码将邮箱转换成大写，结果是 FOO@MIX.COM。这意味着找到了一个用户，因此会发送一封重置密码的邮件。

然而，邮件被发送到第 6 行未转换的邮件地址，也就是包含了土耳其语的 ı。换句话说，其他用户的密码被发送到了攻击者控制的邮件地址。为了防止这个漏洞，可以将第 10 行替换成使用数据库中的用户邮箱。即使发生编码冲突，攻击者在这种情况下也得不到任何好处。

9. IP 地址归一化

在 Python < 3.8 中，IP 地址会被 ipaddress 库归一化，因此前缀的零会被删除。这种行为乍一看可能是无害的，但它已经在 Django 中导致了一个高严重性的漏洞(CVE-2021-33571)。攻击者可以利用归一化绕过校验程序，发起服务端请求伪造攻击(SSRF，Server-Side Request Forgery)。

下面的代码展示了如何绕过这样的校验器。

import requests

import ipaddress

def send_request(request):

ip = request.GET[‘ip’]

try:

if ip in [“127.0.0.1”, “0.0.0.0”]:

return HttpResponse(“Not allowed!”)

ip = str(ipaddress.IPv4Address(ip))

except ipaddress.AddressValueError:

return HttpResponse(“Error at validation!”)

requests.get(‘https://’ + ip)

return HttpResponse(“Request send!”)

第 5 行代码获取用户传入的一个 IP 地址，第 7 行代码使用一个黑名单来检查该 IP 是否为本地地址，以防止可能的 SSRF 漏洞。这份黑名单并不完整，仅作为示例。

第 9 行代码检查该 IP 是否为 IPv4 地址，同时将 IP 归一化。在完成验证后，第 12 行代码会对该 IP 发起实际的请求。

但是，攻击者可以传入 127.0.001 这样的 IP 地址，在第 7 行的黑名单列表中找不到。然后，第 9 行代码使用 ipaddress.IPv4Address 将 IP 归一化为 127.0.0.1。因此，攻击者就能够绕过 SSRF 校验器，并向本地网络地址发送请求。

10. URL 查询参数解析

在 Python < 3.7 中，urllib.parse.parse_qsl 函数允许使用“;”和“&”字符作为 URL 的查询变量的分隔符。有趣的是“;”字符不能被其它语言识别为分隔符。

在下面的例子中，我们将展示为什么这种行为会导致漏洞。假设我们正在运行一个基础设施，其中前端是一个 PHP 程序，后端则是一个 Python 程序。

攻击者向 PHP 前端发送以下的 GET 请求:

GET https://victim.com/?a=1;b=2 PHP 前端只识别出一个查询参数“a”，其内容为“1;b=2”。PHP 不把“;”字符作为查询参数的分隔符。现在，前端会将攻击者的请求直接转发给内部的 Python 程序:

GET https://internal.backend/?a=1;b=2

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