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PHP远程DoS漏洞深入分析
及防护方案

5月14日,国内爆出php远程DoS漏洞,官方编号69364。利用该漏洞构造poc发起链接,很容易导致目标主机cpu的占用率100%,涉及PHP多个版本。绿盟科技威胁响应中心随即启动应急机制, 应急响应工作随即启动。

  1. 15日夜,启动漏洞分析工作,同步将分析结果发送产品团队;

  2. 16日,发布产品规则升级通告,绿盟科技RSAS产品升级相继就绪,客户通过在线及离线升级的方法,即可获得漏洞的检测能力;同时,在线漏洞检测引擎就绪;

  3. 17日,漏洞深入分析进行中。绿盟科技NIPS产品升级就绪,客户通过在线及离线升级的方法,即可获得漏洞的防护能力;

  4. 18日,我们回顾此次PHP漏洞的信息要点,从PHP漏洞防护的角度进行总结,为大家制定防御方案提供补充信息。


PHP远程DoS漏洞

4月3日,有人在PHP官网提交PHP 远程DoS漏洞(PHP Multipart/form-data remote dos Vulnerability),代号69364。由于该漏洞涉及PHP的所有版本,故其影响面较大,一经发布迅速引发多方面关注。14日,各种PoC已经在网络上流传。此次漏洞具备如下特性:

  1. 一旦被利用成功,可以在迅速消耗被攻击主机的CPU资源,从而达到DoS的目的;

  2. PHP在全球的部署量相当大,为攻击者提供了相当多可以攻击的目标;

  3. PHP官方目前仅给出了5.4及5.5版本的补丁受此漏洞影响的软件及系统包括PHP的如下版本。
    PHP 5.0.0 – 5.0.5
    PHP 5.1.0 – 5.1.6
    PHP 5.2.0 – 5.2.17
    PHP 5.3.0 – 5.3.29
    PHP 5.4.0 – 5.4.40
    PHP 5.5.0 – 5.5.24
    PHP 5.6.0 – 5.6.8

绿盟科技常年密切关注PHP的安全问题。绿盟科技威胁响应中心在获知相关信息后,随即启动应急机制,相关工作随即启动。本文章将会深入分析该漏洞,并给出应对方案。

PHP远程DoS漏洞分析

2015年5月15日夜,绿盟科技威胁响应中心在获取PHP漏洞传播情况的同时,也在进行漏洞的分析工作,通过重现漏洞的攻击过程,分析其工作原理,得以清晰识别及检测该漏洞方法。

Boundary中的键值对分隔

PHP是一种流行的Web服务器端编程语言,它功能强大,简单易用,利用它编写网络应用程序,可以应对大规模的Http请求,所以很多业务环境中都部署了PHP。考虑规范性,PHP在设计之初就遵循rfc规范,进行各个协议模块的封装及过程处理。PHP与其他同样遵循rfc规范的语言及环境相比,不过是处理方式不同。

而从rfc1867开始,http协议开始支持”multipart/form-data”请求,以便接受多种数据格式,包括多种变量甚至是文件上传。multipart/form-data中可以包含多个报文,每一个报文boundary(分隔符)分隔开来,而每个报文中都包含了多行键值对,键值对用冒号分隔,这样的设计是为了让程序可以清晰的区分这些数据。

boundary

但如果由于某种原因,键值中间缺少了那个冒号,PHP函数会将下一对键值合并到了上一行,形成这样的键值对,“键1:值1键2值2”。由于PHP进行键值合并的算法不够优化,这样的事情发生几次还没什么,如果数以百万记,就变成了一种灾难。

在下面的例子中,当a的部分达到一定数量的时候(几十万行or上百万行),由于每行键与值之间并没有冒号分隔,函数就自动将下一行的键值对合并,这样数据越来越大,越来越长,函数针对这些数据不断执行内存的分配和释放,最终被攻击目标主机的CPU资源被耗尽。

WebKitForm

*注:PHP中,Boundary是可以自定义的,比如“—–WebKitFormBoundarypE33TmSNWwsMphqz”

这样的代码,在抓包时显示情况如下

packet

Boundary报文解析过程

PHP在main/rfc1867.c中,有两个函数都涉及boundary的解析,包括SAPI_API SAPI_POST_HANDLER_FUNC及multipart_buffer_headers函数。DoS漏洞出现在main/rfc46675pxultipart_buffer_headers函数。

PHP先解析解析multipart/form-data http请求, http请求体的入口函数在SAPI_POST_HANDLER_FUNC(rfc1867.c中的函数),SAPI_POST_HANDLER_FUNC函数首先解析请求的boundary,也就是POST请求中第一次定义时的boundary;并且在其内部调用了multipart_buffer_headers,该函数先找到boundary(也就是一次引用的boundary),会和定义时的boundary比较。如果相等即找到第一次引用的boundary,接下来会逐行读取请求的输入以解析body port header(也就是解析第一次引用boundary后面的内容)。

SAPI_API SAPI_POST_HANDLER_FUNC


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    /* Get the boundary */

    /* 开始解析boundary */

    boundary = strstr(content_type_dup, “boundary);

    if (!boundary) {

            int content_type_len = strlen(content_type_dup);

            char *content_type_lcase = estrndup(content_type_dup, content_type_len);

            php_strtolower(content_type_lcase, content_type_len);

            boundary = strstr(content_type_lcase, “boundary);

            if (boundary) {

                    boundary = content_type_dup + (boundary – content_type_lcase);

            }

            efree(content_type_lcase);

    }

    if (!boundary || !(boundary = strchr(boundary, ‘=))) {

            sapi_module.sapi_error(E_WARNING, “Missing boundary in multipart/form-data POST data);

            return;

    }

    boundary++;

    boundary_len = strlen(boundary);

    /* 对bondary进行合法校验 */

    if (boundary[0] == ‘”‘) {

            boundary++;

            boundary_end = strchr(boundary, ‘”‘);

            if (!boundary_end) {

                    sapi_module.sapi_error(E_WARNING, “Invalid boundary in multipart/form-data POST data);

                    return;

            }

    } else {

            /* search for the end of the boundary */

            boundary_end = strpbrk(boundary, “,;);

    }

    if (boundary_end) {

            boundary_end[0] = ‘′;

            boundary_len = boundary_end-boundary;

    }

    /* Initialize the buffer */

    if (!(mbuff = multipart_buffer_new(boundary, boundary_len TSRMLS_CC))) {

            sapi_module.sapi_error(E_WARNING, “Unable to initialize the input buffer);

            return;

    }

    while (!multipart_buffer_eof(mbuff TSRMLS_CC))

    {

            char buff[FILLUNIT];

            char *cd = NULL, *param = NULL, *filename = NULL, *tmp = NULL;

            size_t blen = 0, wlen = 0;

            off_t offset;

            zend_llist_clean(&header);

            /* 漏洞函数 */

            if (!multipart_buffer_headers(mbuff, &header TSRMLS_CC)) {

                    goto fileupload_done;

            }

 


multipart_buffer_headers


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    /* parse headers */

    static int multipart_buffer_headers(multipart_buffer *self, zend_llist *header TSRMLS_DC)

    {

            char *line;

            mime_header_entry prev_entry = {0}, entry;

            int prev_len, cur_len;

            /* didn’t find boundary, abort */

            if (!find_boundary(self, self->boundary TSRMLS_CC)) {

                    return 0;

            }

            /* get lines of text, or CRLF_CRLF */

            /* 逐行解析 */

            while( (line = get_line(self TSRMLS_CC)) && line[0] != ‘′ )

            {

                    /* add header to table */

                    char *key = line;

                    char *value = NULL;

                    if (php_rfc1867_encoding_translation(TSRMLS_C)) {

                            self->input_encoding = zend_multibyte_encoding_detector(line, strlen(line), self->detect_order, self->detect_order_size TSRMLS_CC);

                    }

                    /* space in the beginning means same header */

                    /* 如果该行开头不是空格,则试图寻找’:'查看是否是有效键值对 */

                    if (!isspace(line[0])) {

                            value = strchr(line, ‘:);

                    }

                    /* 如果找到’:'则说明该行包含一个有效的键值对,解析它 */

                    if (value) {

                            *value = 0;

                            do { value++; } while(isspace(*value));

                            entry.value = estrdup(value);

                            entry.key = estrdup(key);

                    /* 如果不包含’:',且该行前有一个有效键值对,则说明这一行是上一个键值对的值 */

                    } else if (zend_llist_count(header)) { /* If no ‘:’ on the line, add to previous line */

                            prev_len = strlen(prev_entry.value);

                            cur_len = strlen(line);

                            /* 进行值合并操作 */

                            entry.value = emalloc(prev_len + cur_len + 1);

                            memcpy(entry.value, prev_entry.value, prev_len);

                            memcpy(entry.value + prev_len, line, cur_len);

                            entry.value[cur_len + prev_len] = ‘′;

                            entry.key = estrdup(prev_entry.key);

                            zend_llist_remove_tail(header);

                    } else {

                            continue;

                    }

                    zend_llist_add_element(header, &entry);

                    prev_entry = entry;

            }

            return 1;

    }

 


出现问题的函数处理逻辑

multipart_buffer_headers函数在解析HTTP请求中的multipart头部数据时,每次解析由get_line得到的一行键值对。当被解析的行是以空白字符开始,或者出现一个不包含 ‘ : ‘ 的行,该行将被当作是上一行键值对的延续来处理,将当前的值拼接到上一个键值对里,并且在拼接的过程里,该函数进行如下动作:

一次内存分配

entry.value = emalloc(prev_len + cur_len + 1);

两次内存复制

memcpy(entry.value, prev_entry.value, prev_len);
memcpy(entry.value + prev_len, line, cur_len);

一次内存释放

zend_llist_remove_tail(header);

当出现多个不包含 ‘ : ‘ 的行时,PHP就会进行大量内存分配释放的操作,并且分配的空间与拷贝的长度将越来越大。当行的数目足够多时,拷贝的操作将显著的消耗服务器的CPU。实际测试中,包含近一百万行的头字段可以使服务器的CPU保持100%几秒或者数十秒。如果并发多个攻击请求,可能造成更长时间的资源占用。

漏洞利用原理

攻击者可通过发送一个2M左右的包含多行multipart头部数据的HTTP请求来发起攻击,无需认证,也不依赖PHP程序本身的内容。例如,通过发送畸形请求,每隔若干秒,同时并发多个这样的请求,就会耗尽目标主机的CPU资源

PHP远程DoS漏洞检测

面对如此简单的漏洞利用,以及较低的攻击门槛,分析人员迅速将经过安全验证后的检测方法向云端、产品端及服务端传递,并建议用户尽快对其业务环境进行一次全面的漏洞检测,以便可以尽快拿到第一手数据,为后续制定漏洞防护方案及执行措施提供数据支撑及决策依据。

云端检测

5月16日晚,绿盟科技客户自助门户系统Portal发布PHP远程DoS漏洞检测引擎,为PHP Multipart/form-data远程DoS漏洞(PHP-69364)提供扫描支持。

DoS

现在您随时可以使用这个自助系统,对业务环境进行扫描,以便确认是否存在该漏洞,扫描请点击:https://portal.nsfocus.com/vulnerability/list/

漏洞确认 当扫描结果信息中出现信息“您的检测目标存在此漏洞”,即可确认当前业务环境中存在该漏洞,建议您尽快制定防护计划,以避免系统在获得加固前遭受攻击。

产品检测

通过部署绿盟远程安全评估系统(Remote Security Assessment System),可以在您的业务环境中快速扫描及获取此次漏洞情况,同时支持1实现漏洞的安全闭环管理,包括预警、检测、分析管理、修补、审计等几个环节;2获取丰富的漏洞和配置知识库支持,该知识库是国内领先的安全漏洞库,目前累计接近3万条;3灵活部署,并获得绿盟企业安全中心(NSFOCUS ESPC)进行集中管理,可以有效实现大型网络的统一漏洞管理。4享有Gartner推荐的信誉保障。

test

针对此次PHP远程DoS漏洞,绿盟科技漏洞扫描系列产品已经就绪,用户请尽快升级到如下版本,以便为您定制自己的防护措施提供第一手数据支撑。

update

PHP远程DoS漏洞防护

知道了漏洞利用方法,也知道了攻击检测方法,那么漏洞的防护也就知道该如何做了。如果确认您的业务环境中存在这个漏洞,那么就需要参考上面的信息,尽快制定并启动加固方案,这些加固从漏洞补丁开始,到产品防护,到整体防护,逐步推进。

漏洞加固 PHP官方已经针对PHP 5.4 及PHP 5.5版本给出了补丁,请使用这些版本的用户,尽快到官方网站下载并安装补丁,补丁的下载地址如下:

http://php.net/ChangeLog-5.php#5.4.41

http://php.net/ChangeLog-5.php#5.5.25

update2

如果您使用了PHP的其它版本,请随时关注PHP官方的最新通告。

产品防护

只是只是安装了漏洞补丁是不够的,整体安全等级的提升以及应对未来的攻击,安全产品是必不可少的一环,将Web系统置于DMZ区域并加以多产品的整体防护,是我们推荐的做法。在如下部署环境中,以绿盟网络入侵防护系统(Network Intrusion Prevention System,简称NIPS)为例,对业务系统部署NIPS,可以提供PHP远程DoS漏洞攻击防护。

protect

目前相关产品的升级信息如下:

update3

请所有使用绿盟产品的用户尽快升级产品规则。绿盟科技已在软件升级公告中提供规则升级包,规则可以通过产品界面的在线升级进行。如果您的业务系统暂时还无法升级规则包,那么可以在软件升级页面中,找到对应的产品,通过下载升级包,以离线方式进行升级。 相关信息请访问:

安全产品介绍:http://www.nsfocus.com.cn/1_solution/1_2_1.html  
产品升级公告:http://update.nsfocus.com/



如果您需要了解更多信息,请联系:
绿盟科技威胁响应中心微博 :http://weibo.com/threatresponse
绿盟科技微博:http://weibo.com/nsfocus
绿盟科技微信号:搜索公众号 绿盟科技

posted on 2015-05-20 13:44 gnaw0725 阅读(638) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 网络安全

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