Typo3 CVE-2019-12747 反序列化漏洞分析

原文链接：https://paper.seebug.org/996/

作者：mengchen@知道创宇404实验室
时间：2019年8月1日
英文版本：https://paper.seebug.org/997/

1. 前言

TYPO3

是一个以

PHP

编写、采用

GNU

通用公共许可证的自由、开源的内容管理系统。
2019年7月16日，

RIPS

的研究团队公开了

Typo3 CMS

的一个关键漏洞详情，

CVE

编号为

CVE-2019-12747

，它允许后台用户执行任意

PHP

代码。
漏洞影响范围：

Typo3 8.x-8.7.26 9.x-9.5.7

。

2. 测试环境简述

Nginx/1.15.8
PHP 7.3.1 + xdebug 2.7.2
MySQL 5.7.27
Typo3 9.5.7

3. TCA

在进行分析之前，我们需要了解下

Typo3

的

TCA（Table Configuration Array）

，在

Typo3

的代码中，它表示为

$GLOBALS['TCA']

。
在

Typo3

中，

TCA

算是对于数据库表的定义的扩展，定义了哪些表可以在

Typo3

的后端可以被编辑，主要的功能有

• 表示表与表之间的关系
• 定义后端显示的字段和布局
• 验证字段的方式

这次漏洞的两个利用点分别出在了

CoreEngine

和

FormEngine

这两大结构中，而

TCA

就是这两者之间的桥梁，告诉两个核心结构该如何表现表、字段和关系。

TCA

的第一层是表名：

$GLOBALS['TCA']['pages'] = [
...
];
$GLOBALS['TCA']['tt_content'] = [
...
];

其中

pages

和

tt_content

就是数据库中的表。
接下来一层就是一个数组，它定义了如何处理表，

$GLOBALS['TCA']['pages'] = [
'ctrl' => [ // 通常包含表的属性
....
],
'interface' => [ // 后端接口属性等
....
],
'columns' => [
....
],
'types' => [
....
],
'palettes' => [
....
],
];

在这次分析过程中，只需要了解这么多，更多详细的资料可以查询官方手册

4. 漏洞分析

整个漏洞的利用流程并不是特别复杂，主要需要两个步骤，第一步变量覆盖后导致反序列化的输入可控，第二步构造特殊的反序列化字符串来写

shell

。第二步这个就是老套路了，找个在魔术方法中能写文件的类就行。这个漏洞好玩的地方在于变量覆盖这一步，而且进入两个组件漏洞点的传入方式也有着些许不同，接下来让我们看一看这个漏洞吧。

4.1 补丁分析

从

Typo3

官方的通告中我们可以知道漏洞影响了两个组件——

Backend & Core API (ext:backend, ext:core)

，在GitHub上我们可以找到修复记录：

很明显，补丁分别禁用了

backend

的

DatabaseLanguageRows.php

和

core

中的

DataHandler.php

中的的反序列化操作。

4.2 Backend ext 漏洞点利用过程分析

根据补丁的位置，看下

Backend

组件中的漏洞点。
路径：

typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataProvider/DatabaseLanguageRows.php:37

public function addData(array $result)
{
if (!empty($result['processedTca']['ctrl']['languageField'])
&& !empty($result['processedTca']['ctrl']['transOrigPointerField'])
) {
$languageField = $result['processedTca']['ctrl']['languageField'];
$fieldWithUidOfDefaultRecord = $result['processedTca']['ctrl']['transOrigPointerField'];

if (isset($result['databaseRow'][$languageField]) && $result['databaseRow'][$languageField] > 0
&& isset($result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]) && $result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord] > 0
) {
// Default language record of localized record
$defaultLanguageRow = $this->getRecordWorkspaceOverlay(
$result['tableName'],
(int)$result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]
);
if (empty($defaultLanguageRow)) {
throw new DatabaseDefaultLanguageException(
'Default language record with id ' . (int)$result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]
. ' not found in table ' . $result['tableName'] . ' while editing record ' . $result['databaseRow']['uid'],
1438249426
);
}
$result['defaultLanguageRow'] = $defaultLanguageRow;

// Unserialize the "original diff source" if given
if (!empty($result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField'])
&& !empty($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']])
) {
$defaultLanguageKey = $result['tableName'] . ':' . (int)$result['databaseRow']['uid'];
$result['defaultLanguageDiffRow'][$defaultLanguageKey] = unserialize($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']]);
}
//省略代码
}
//省略代码
}
//省略代码
}

很多类都继承了

FormDataProviderInterface

接口，因此静态分析寻找谁调用的

DatabaseLanguageRows

的

addData

方法根本不现实，但是根据文章中的演示视频，我们可以知道网站中修改

page

这个功能中进入了漏洞点。在

addData

方法加上断点，然后发出一个正常的修改

page

的请求。
当程序断在

DatabaseLanguageRows的addData

方法后，我们就可以得到调用链。

在

DatabaseLanguageRows

这个

addData

中，只传入了一个

$result

数组，而且进行反序列化操作的目标是

$result['databaseRow']

中的某个值。看命名有可能是从数据库中获得的值，往前分析一下。
进入

OrderedProviderList

的

compile

方法。
路径：

typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataGroup/OrderedProviderList.php:43

public function compile(array $result): array
{
$orderingService = GeneralUtility::makeInstance(DependencyOrderingService::class);
$orderedDataProvider = $orderingService->orderByDependencies($this->providerList, 'before', 'depends');

foreach ($orderedDataProvider as $providerClassName => $providerConfig) {
if (isset($providerConfig['disabled']) && $providerConfig['disabled'] === true) {
// Skip this data provider if disabled by configuration
continue;
}

/** @var FormDataProviderInterface $provider */
$provider = GeneralUtility::makeInstance($providerClassName);

if (!$provider instanceof FormDataProviderInterface) {
throw new \UnexpectedValueException(
'Data provider ' . $providerClassName . ' must implement FormDataProviderInterface',
1485299408
);
}

$result = $provider->addData($result);
}
return $result;
}

我们可以看到，在

foreach

这个循环中，动态实例化

$this->providerList

中的类，然后调用它的

addData

方法，并将result作为方法的参数。在调用‘DatabaseLanguageRows‘之前，调用了如图所示的类的‘addData‘方法。经过查询手册以及分析代码，可以知道在‘DatabaseEditRow‘类中，通过调用‘addData‘方法，将数据库表中数据读取出来，存储到了‘result作为方法的参数。 在调用`DatabaseLanguageRows`之前，调用了如图所示的类的`addData`方法。  经过查询手册以及分析代码，可以知道在`DatabaseEditRow`类中，通过调用`addData`方法，将数据库表中数据读取出来，存储到了`result作为方法的参数。在调用‘DatabaseLanguageRows‘之前，调用了如图所示的类的‘addData‘方法。经过查询手册以及分析代码，可以知道在‘DatabaseEditRow‘类中，通过调用‘addData‘方法，将数据库表中数据读取出来，存储到了‘result[‘databaseRow’]

中。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190802100309410.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzMzgwNTQ5,size_16,color_FFFFFF,t_70) 路径：

typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataProvider/DatabaseEditRow.php:32`

public function addData(array $result)
{
if ($result['command'] !== 'edit' || !empty($result['databaseRow'])) {// 限制功能为`edit`
return $result;
}

$databaseRow = $this->getRecordFromDatabase($result['tableName'], $result['vanillaUid']); // 获取数据库中的记录
if (!array_key_exists('pid', $databaseRow)) {
throw new \UnexpectedValueException(
'Parent record does not have a pid field',
1437663061
);
}
BackendUtility::fixVersioningPid($result['tableName'], $databaseRow);
$result['databaseRow'] = $databaseRow;
return $result;
}

再后面又调用了

DatabaseRecordOverrideValues

类的

addData

方法。

路径：

typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataProvider/DatabaseRecordOverrideValues.php:31

public function addData(array $result)
{
foreach ($result['overrideValues'] as $fieldName => $fieldValue) {
if (isset($result['processedTca']['columns'][$fieldName])) {
$result['databaseRow'][$fieldName] = $fieldValue;
$result['processedTca']['columns'][$fieldName]['config'] = [
'type' => 'hidden',
'renderType' => 'hidden',
];
}
}
return $result;
}

在这里，将

$result['overrideValues']

中的键值对存储到了

$result['databaseRow']

中，如果

$result['overrideValues

’]可控，那么通过这个类，我们就能控制

$result['databaseRow']

的值了。
再往前，看看

$result

的值是怎么来的。
路径：

typo3/sysext/backend/Classes/Form/FormDataCompiler.php:58

public function compile(array $initialData)
{
$result = $this->initializeResultArray();
//省略代码
foreach ($initialData as $dataKey => $dataValue) {
// 省略代码...
$result[$dataKey] = $dataValue;
}
$resultKeysBeforeFormDataGroup = array_keys($result);

$result = $this->formDataGroup->compile($result);

// 省略代码...
}

很明显，通过调用

FormDataCompiler

的

compile

方法，将

$initialData

中的数据存储到了

$result

中。
再往前走，来到了

EditDocumentController

类中的

makeEditForm

方法中。

在这里，formDataCompilerInput[′overrideValues′]获取了formDataCompilerInput['overrideValues']获取了formDataCompilerInput[′overrideValues′]获取了this->overrideVals[table]中的数据。而table]中的数据。 而table]中的数据。而this->overrideVals的值是在方法preInitz中设定的，获取的是通过

POST

传入的表单中的键值对。

这样一来，在这个请求过程中，进行反序列化的字符串我们就可以控制了。
在表单中提交任意符合数组格式的输入，在后端代码中都会被解析，然后后端根据

TCA

来进行判断并处理。 比如我们在提交表单中新增一个名为

a[b][c][d]

，值为

233

的表单项。

在编辑表单的控制器

EditDocumentController.php

中下一个断点，提交之后。

可以看到我们传入的键值对在经过

getParsedBody

方法解析后，变成了嵌套的数组，并且没有任何限制。
我们只需要在表单中传入

overrideVals

这一个数组即可。这个数组中的具体的键值对，则需要看进行反序列化时取的

$result['databaseRow']

中的哪一个键值。

if (isset($result['databaseRow'][$languageField]) && $result['databaseRow'][$languageField] > 0 && isset($result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord]) && $result['databaseRow'][$fieldWithUidOfDefaultRecord] > 0) {
// 省略代码
if (!empty($result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']) && !empty($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']])) {
$defaultLanguageKey = $result['tableName'] . ':' . (int) $result['databaseRow']['uid'];
$result['defaultLanguageDiffRow'][$defaultLanguageKey] = unserialize($result['databaseRow'][$result['processedTca']['ctrl']['transOrigDiffSourceField']]);
}
//省略代码
}

要想进入反序列化的点，还需要满足上面的

if

条件，动态调一下就可以知道，在

if

语句中调用的是

$result['databaseRow']['sys_language_uid']
$result['databaseRow']['l10n_parent']

后面反序列化中调用的是

$result['databaseRow']['l10n_diffsource']

因此，我们只需要在传入的表单中增加三个参数即可。

overrideVals[pages][sys_language_uid] ==> 4
overrideVals[pages][l10n_parent] ==> 4
overrideVals[pages][l10n_diffsource] ==> serialized_shell_data

可以看到，我们的输入成功的到达了反序列化的点。

4.3 Core ext 漏洞点利用过程分析

看下

Core

中的那个漏洞点。
路径：

typo3/sysext/core/Classes/DataHandling/DataHandler.php:1453

public function fillInFieldArray($table, $id, $fieldArray, $incomingFieldArray, $realPid, $status, $tscPID)
{
// Initialize:
$originalLanguageRecord = null;
$originalLanguage_diffStorage = null;
$diffStorageFlag = false;
// Setting 'currentRecord' and 'checkValueRecord':
if (strpos($id, 'NEW') !== false) {
// Must have the 'current' array - not the values after processing below...
$checkValueRecord = $fieldArray;
if (is_array($incomingFieldArray) && is_array($checkValueRecord)) {
ArrayUtility::mergeRecursiveWithOverrule($checkValueRecord, $incomingFieldArray);
}
$currentRecord = $checkValueRecord;
} else {
// We must use the current values as basis for this!
$currentRecord = ($checkValueRecord = $this->recordInfo($table, $id, '*'));
// This is done to make the pid positive for offline versions; Necessary to have diff-view for page translations in workspaces.
BackendUtility::fixVersioningPid($table, $currentRecord);
}

// Get original language record if available:
if (is_array($currentRecord)
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigDiffSourceField']
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']
&& $currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']] > 0
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']
&& (int)$currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']] > 0
) {
$originalLanguageRecord = $this->recordInfo($table, $currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']], '*');
BackendUtility::workspaceOL($table, $originalLanguageRecord);
$originalLanguage_diffStorage = unserialize($currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigDiffSourceField']]);
}
......//省略代码

看代码，如果我们要进入反序列化的点，需要满足前面的if条件

if (is_array($currentRecord)
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigDiffSourceField']
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']
&& $currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['languageField']] > 0
&& $GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']
&& (int)$currentRecord[$GLOBALS['TCA'][$table]['ctrl']['transOrigPointerField']] > 0
)

也就是说要满足以下条件

• $currentRecord

  是个数组
• 在

  TCA

  中

  $table

  的表属性中存在

  transOrigDiffSourceField、languageField、

  transOrigPointerField`字段。
• table‘的属性‘languageField‘和‘transOrigPointerField‘在‘table`的属性`languageField`和`transOrigPointerField`在`table‘的属性‘languageField‘和‘transOrigPointerField‘在‘currentRecord`中对应的值要大于0。

查一下

TCA

表，满足第二条条件的表有

sys_file_reference
sys_file_metadata
sys_file_collection
sys_collection
sys_category
pages

但是所有

sys

_*的字段的

adminOnly

属性的值都是

1

，只有管理员权限才可以更改。因此我们可以用的表只有

pages

。
它的属性值是

[languageField] => sys_language_uid
[transOrigPointerField] => l10n_parent
[transOrigDiffSourceField] => l10n_diffsource

再往上，有一个对传入的参数进行处理的

if-else

语句。
从注释中，我们可以知道传入的各个参数的功能：
数组

$fieldArray

是默认值，这种一般都是我们无法控制的
数组

$incomingFieldArray

是你想要设置的字段值，如果可以，它会合并到

$fieldArray中

。
而且如果满足

if (strpos($id, 'NEW') !== false)

条件的话，也就是

$id

是一个字符串且其中存在

NEW

字符串，会进入下面的合并操作。

$checkValueRecord = $fieldArray;
......
if (is_array($incomingFieldArray) && is_array($checkValueRecord)) {
ArrayUtility::mergeRecursiveWithOverrule($checkValueRecord, $incomingFieldArray);
}
$currentRecord = $checkValueRecord;

如果不满足上面的

if

条件，

$currentRecord

的值就会通过

recordInfo

方法从数据库中直接获取。这样后面我们就无法利用了。
简单总结一下，我们需要

$table

是

pages

$id

是个字符串，而且存在NEW字符串

$incomingFieldArray

中要存在

payload

接下来我们看在哪里对该函数进行了调用。
全局搜索一下，只找到一处，在

typo3/sysext/core/Classes/DataHandling/DataHandler.php:954

处的

process_datamap

方法中进行了调用。

整个项目中，对

process_datamap

调用的地方就太多了，尝试使用

xdebug

动态调试来找一下调用链。从RIPS团队的那一篇分析文章结合上面的对表名的分析，我们可以知道，漏洞点在创建

page

的功能处。
接下来就是找从

EditDocumentController.php

的

mainAction

方法到前面我们分析的

fillInFieldArray

方法的调用链。
尝试在网站中新建一个

page

，然后在调用

fillInFieldArray

的位置下一个断点，发送请求后，我们就拿到了调用链。

看一下

mainAction

的代码。

public function mainAction(ServerRequestInterface $request): ResponseInterface
{
// Unlock all locked records
BackendUtility::lockRecords();
if ($response = $this->preInit($request)) {
return $response;
}

// Process incoming data via DataHandler?
$parsedBody = $request->getParsedBody();
if ($this->doSave
|| isset($parsedBody['_savedok'])
|| isset($parsedBody['_saveandclosedok'])
|| isset($parsedBody['_savedokview'])
|| isset($parsedBody['_savedoknew'])
|| isset($parsedBody['_duplicatedoc'])
) {
if ($response = $this->processData($request)) {
return $response;
}
}
....//省略代码
}

当满足

if

条件是进入目标

$response = $this->processData($request)

。

if ($this->doSave
|| isset($parsedBody['_savedok'])
|| isset($parsedBody['_saveandclosedok'])
|| isset($parsedBody['_savedokview'])
|| isset($parsedBody['_savedoknew'])
|| isset($parsedBody['_duplicatedoc'])
)

这个在新建一个

page

时，正常的表单中就携带

doSave == 1

，而

doSave

的值就是在方法

preInit

中获取的

这样条件默认就是成立的，然后将

$request

传入了

processData

方法

public function processData(ServerRequestInterface $request = null): ?ResponseInterface
{
// @deprecated Variable can be removed in TYPO3 v10.0
$deprecatedCaller = false;

......//省略代码
$parsedBody = $request->getParsedBody(); // 获取Post请求参数
$queryParams = $request->getQueryParams(); // 获取Get请求参数

$beUser = $this->getBackendUser(); // 获取用户数据

// Processing related GET / POST vars
$this->data = $parsedBody['data'] ?? $queryParams['data'] ?? [];
$this->cmd = $parsedBody['cmd'] ?? $queryParams['cmd'] ?? [];
$this->mirror = $parsedBody['mirror'] ?? $queryParams['mirror'] ?? [];
// @deprecated property cacheCmd is unused and can be removed in TYPO3 v10.0
$this->cacheCmd = $parsedBody['cacheCmd'] ?? $queryParams['cacheCmd'] ?? null;
// @deprecated property redirect is unused and can be removed in TYPO3 v10.0
$this->redirect = $parsedBody['redirect'] ?? $queryParams['redirect'] ?? null;
$this->returnNewPageId = (bool)($parsedBody['returnNewPageId'] ?? $queryParams['returnNewPageId'] ?? false);

// Only options related to $this->data submission are included here
$tce = GeneralUtility::makeInstance(DataHandler::class);

$tce->setControl($parsedBody['control'] ?? $queryParams['control'] ?? []);

// Set internal vars
if (isset($beUser->uc['neverHideAtCopy']) && $beUser->uc['neverHideAtCopy']) {
$tce->neverHideAtCopy = 1;
}
// Load DataHandler with data
$tce->start($this->data, $this->cmd);
if (is_array($this->mirror)) {
$tce->setMirror($this->mirror);
}

// Perform the saving operation with DataHandler:
if ($this->doSave === true) {
$tce->process_uploads($_FILES);
$tce->process_datamap();
$tce->process_cmdmap();
}
......//省略代码
}

代码很容易懂，从

$request

中解析出来的数据，首先存储在

$this->data

和

$this->cmd

中，然后实例化一个名为

$tce

，调用

$tce->start

方法将传入的数据存储在其自身的成员

datamap

和

cmdmap

中。

typo3/sysext/core/Classes/DataHandling/DataHandler.php:735
public function start($data, $cmd, $altUserObject = null)
{
......//省略代码
// Setting the data and cmd arrays
if (is_array($data)) {
reset($data);
$this->datamap = $data;
}
if (is_array($cmd)) {
reset($cmd);
$this->cmdmap = $cmd;
}
}

而且

if ($this->doSave === true)

这个条件也是成立的，进入

process_datamap

方法。

代码有注释还是容易阅读的，在第985行，获取了

datamap

中所有的键名，然后存储在

$orderOfTables

，然后进入

foreach

循环，而这个

$table

，在后面传入

fillInFieldArray

方法中，因此，我们只需要分析

$table == pages

时的循环即可。

$fieldArray = $this->fillInFieldArray($table, $id, $fieldArray, $incomingFieldArray, $theRealPid, $status, $tscPID);

大致浏览下代码，再结合前面的分析，我们需要满足以下条件：

• $recordAccess

  的值要为

  true

• $incomingFieldArray

  中的

  payload

  不会被删除

• $table

  的值为

  pages

• $id

  中存在

  NEW

  字符串
  既然正常请求可以直接断在调用

  fillInFieldArray

  处，正常请求中，第一条、第三条和第四条都是成立的。
  根据前面对

  fillInFieldArray

  方法的分析，构造

  payload

  ，向提交的表单中添加三个键值对。

data[pages][NEW5d3fa40cb5ac4065255421][l10n_diffsource] ==> serialized_shell_data
data[pages][NEW5d3fa40cb5ac4065255421][sys_language_uid] ==> 4
data[pages][NEW5d3fa40cb5ac4065255421][l10n_parent] ==> 4

其中

NEW*

字符串要根据表单生成的值进行对应的修改

发送请求后，依旧能够进入

fillInFieldArray

，而在传入的

$incomingFieldArray

参数中，可以看到我们添加的三个键值对。

进入

fillInFieldArray

之后，其中

l10n_diffsource

将会进行反序列化操作。此时我们在请求中将其

l10n_diffsource

改为构造好的序列化字符串，重新发送请求即可成功

getshell

。

5. 写在最后

其实单看这个漏洞的利用条件，还是有点鸡肋的，需要你获取到

typo3

的一个有效的后台账户，并且拥有编辑

page

的权限。
而且这次分析

Typo3

给我的感觉与其他网站完全不同，我在分析创建&修改

page

这个功能的参数过程中，并没有发现什么过滤操作，在后台的所有参数都是根据

TCA

的定义来进行相应的操作，只有传入不符合

TCA

定义的才会抛出异常。而

TCA

的验证又不严格导致了变量覆盖这个问题。
官方的修补方式也是不太懂，直接禁止了反序列化操作，但是个人认为这次漏洞的重点还是在于前面变量覆盖的问题上，尤其是

Backend

的利用过程中，可以直接覆盖从数据库中取出的数据，这样只能算是治标不治本，后面还是有可能产生新的问题。
当然了，以上只是个人拙见，如有错误，还请诸位斧正。

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参考链接

• https://blog.ripstech.com/2019/typo3-overriding-the-database/
• https://www.php.net/manual/en/function.unserialize.php
• https://docs.typo3.org/m/typo3/reference-tca/master/en-us/Introduction/Index.html
• https://typo3.org/security/advisory/typo3-core-sa-2019-020/