关于 python 序列化与反序列化的一些基础知识，有待补充

python 序列化与反序列化

python 提供两个模块来实现反序列化，即 cPickle 和 pickle ，这两个模块功能是相同的，区别在于 cPickle 是 C 语言写的，pickle 是纯 Python 写的

写一个 Person 类并生成一个 admin 的实例化对象测试

# python 3.7.3
class Person():
  def __init__(self, username, password):
      self.username = username
      self.password = password

admin = Person('admin','admin123')

pickle.dumps() 方法将对象序列化为 byte 对象

s = pickle.dumps(admin)
# b'\x80\x03c__main__\nPerson\nq\x00)\x81q\x01}q\x02(X\x08\x00\x00\x00usernameq\x03X\x05\x00\x00\x00adminq\x04X\x08\x00\x00\x00passwordq\x05X\x08\x00\x00\x00admin123q\x06ub.'

pickle.loads() 将 byte 对象反序列化出对象，这个函数有个特性，就是对于未导入的库会尝试自动 import

uns = pickle.loads(s)
# <__main__.Person object at 0x00000229997E5780>

dir(uns)
# ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slotnames__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'password', 'username']

uns.username
# 'admin'
uns.password
# 'admin123'

当一个类的实例对象被反序列化时，它的 __init__() 方法不会被调用，默认的方式是创建一个没有初始化的对象然后恢复它的属性。

RestrictedUnpickler 类优化反序列化

在 pickle 文档开头有如下一句话

Never unpickle data received from an untrusted
or unauthenticated source.

考虑如下代码，这会导致系统命令 echo 的执行

import pickle

pickle.loads(b"cos\nsystem\n(S'echo peri0d'\ntR.")
# peri0d
# 0

文档给出的解决方案是在 Unpickler.find_class() 里面设置黑白名单检测，只能执行内置函数并且函数不在黑名单中，示例如下

import builtins
import io
import pickle

black_builtins = {
  'eval',
  'exec',
  'execfile',
  'compile',
  'open',
  'input',
  '__import__',
  'exit',
}

class ResRestrictedUnpickler(pickle.Unpickler):
  def find_class(self, moudle, name):
      if moudle == "builtins" and name not in black_builtins:
            # getattr 用于获取某个对象的属性值
          return getattr(builtins, name)

      raise pickle.UnpicklingError("global '%s.%s' is forbidden" % (moudle, name))

def restricted_loads(s):
  """Helper function analogous to pickle.loads()."""
    # BytesIO 用于在内存中读写数据，操作的对象是 byte 类型，对应了 pickle 序列化之后的类型
  return ResRestrictedUnpickler(io.BytesIO(s)).load()

做个测试，print(restricted_loads(b'\x80\x03]q\x00(K\x01K\x02K\x03K\x04X\x04\x00\x00\x000x10q\x01e.'))
第二个，print(restricted_loads(b"cos\nsystem\n(S'echo hello world'\ntR."))
第三个， print(restricted_loads((b'cbuiltins\neval\n'b'(S\'getattr(__import__("os"), "system")'b'("echo hello world")\'\ntR.')))

python 反序列化漏洞

所谓反序列化漏洞，就是在序列化的过程中，类的一些魔术方法一起被序列化，而在反序列化时，这些函数就会执行，通过构造相应的 POP 链实现不同的攻击

示例如下，关键点在于 __reduce__() 方法，当对象被序列化时就会被调用，它返回一个代表全局名称的字符串或者一个元组

import pickle
import os

class Person():
  def __init__(self, username, password):
      self.username = username
      self.password = password

  def __reduce__(self):
      return (os.system,('whoami',))

admin = Person('admin','admin123')

s = b'\x80\x03cnt\nsystem\nq\x00X\x06\x00\x00\x00whoamiq\x01\x85q\x02Rq\x03.'
uns = pickle.loads(s)

返回字符串 : 查找字符串对应名字的对象，将其序列化之后返回
返回元组 : 元组中第一个参数为可调用的对象，第二个元素是该对象所需要的参数元组

python 序列化与反序列化

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RestrictedUnpickler 类优化反序列化

python 反序列化漏洞

python3.7 内置函数

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