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如何保护Python应用程序免受恶意脚本注入





Python应用程序使用许多脚本。这就是网络罪犯用来在我们身上放“猪”的地方-我们最不希望看到它的地方。



Python的优点之一是易于使用：要运行脚本，只需将其保存在.py文件中并执行命令python (, python my_file.py)。破坏我们的文件（例如模块）my_app.py并my_lib.py继续连接模块以使用design也是很容易的import...from: import my_lib from my_app.py。



但是，这种简单明了的缺点是：您从不同位置执行代码越容易，攻击者就越有机会进行干预。



将Python代码放在​​安全的地方



Python安全模型基于以下三个原则：



  1. , sys.path , .
  2. , (main), sys.path.
  3. python , -c -m.


假设您要运行已“正确”安装在计算机上的Python应用程序。在这种情况下，默认情况下唯一会自动添加到sys.path的位置（安装了Python的文件夹除外）是带有主脚本或可执行文件的文件夹。



例如，如果pip在中/usr/bin，并且您运行/usr/bin/pip，则sys.path只会添加/usr/bin。只有root可以将文件写入/ usr / bin，因此该位置被认为是安全的。



然而，协议要求我们这样做：/path/to/python -m pip。这样可以避免$PATHWindows文档的问题和冲突。



通常，如果只有您一个人有权在Python导入模块的目录中添加和编辑文件，那么一切都会好起来的。



下载文件夹-易受攻击的位置



有很多方法可以迫使浏览器（有时甚至是其他软件）在用户不知情的情况下将任意命名的文件放置在Downloads文件夹中。此漏洞被称为DLL欺骗的攻击所利用。在我们的案例中，我们将讨论Python脚本，但是想法是相同的。



浏览器对此已经变得越来越认真，并正在逐步尝试确保用户访问的站点不能将文件秘密地放入其“下载”文件夹中。



但是，要完全解决此问题将非常困难：例如，仍然有一个选项可供Content-Disposition HTTP header’s filename*站点选择放置上载文件的目录。



攻击如何进行



您运行安装：python -m pip。您正在从一个完全值得信赖的网站上下载Python软件包，但是出于某些原因，该网站提供的是直接下载而不是PyPI。也许它是某种内部版本，也许是初步版本-没什么不同。所以这取决于你totally-legit-package.whl： 



~$ cd Downloads
~/Downloads$ python -m pip install ./totally-legit-package.whl


似乎还可以，但是事实证明，两个星期前，在您访问的一个完全不同的站点上，一些XSS JavaScript在不知情的情况下将带有恶意软件的pip.py下载到了Downloads文件夹中。



繁荣！



崩溃！



~$ mkdir attacker_dir
~$ cd attacker_dir
~/attacker_dir$ echo 'print("lol ur pwnt")' > pip.py
~/attacker_dir$ python -m pip install requests
lol ur pwnt


奇怪的行为 PYTHONPATH



我在上面的几段中写道：



默认情况下，唯一会自动添加到sys.path的位置（Python安装文件夹除外）是主脚本或可执行文件文件夹。


那么“默认”在这里做什么？您还可以添加其他哪些位置？



基本上，$PYTHONPATH您可以将任何内容写入环境变量。但是您不会在中写下您的当前位置$PYTHONPATH，对吗？



不幸的是，在某些情况下，您可能会意外地这样做。

让我们来画一个“脆弱的” Python应用程序来进行说明： 



# tool.py
try:
    import optional_extra
except ImportError:
    print("extra not found, that's fine")


让我们创建2个目录：install_dir和attacker_dir。让我们陷入install_dir，然后执行cd attacker_dir恶意代码并将其放置在此处tool.py： 



# optional_extra.py
print("lol ur pwnt")


剩下的就是运行它： 



~/attacker_dir$ python ../install_dir/tool.py
extra not found, that's fine


到目前为止，一切进展顺利。



但是现在我们将看到一个常见的错误。许多建议增加一个$PYTHONPATH更多的事情： 



export PYTHONPATH="/new/useful/stuff:$PYTHONPATH";


乍一看，这是有道理的：如果将项目X添加到中$PYTHONPATH，也许根据项目Y，是否也添加了某些内容；无论如何，您都不想覆盖与其他项目关联的更改。当您编写许多人会使用的文档时，这一点尤其重要。



现在，我们面临着“奇怪”的行为$PYTHONPATH。如果它$PYTHONPATH是空的或在第一次启动之前未安装，则其中将出现一个空行，它将被识别为当前目录。让我们检查一下： 



~/attacker_dir$ export PYTHONPATH="/a/perfectly/safe/place:$PYTHONPATH";
~/attacker_dir$ python ../install_dir/tool.py
lol ur pwnt


为了增强安全性，让我们将其设置为$PYTHONPATH空，然后重试： 



~/attacker_dir$ export PYTHONPATH="";
~/attacker_dir$ python ../install_dir/tool.py
lol ur pwnt


确实，这根本不安全！



还有一件事情：事实证明，变量为$PYTHONPATH空和$PYTHONPATH未设置变量的情况有两种不同的情况： 



os.environ.get("PYTHONPATH") == ""</code>  <code>os.environ.get("PYTHONPATH") == None.


如果要确保清理$PYTHONPATH，请使用以下命令unset： 



~/attacker_dir$ python ../install_dir/tool.py
extra not found, that's fine


通常，写入变量$PYTHONPATH是设置环境以运行Python应用程序的最常见方法。幸运的是，随着虚拟环境和virtualenv的出现，它已经过时了。如果您有一个向写入内容的旧配置$PYTHONPATH，但是您可以不用它，那么现在是时候删除它了。



如果由于某种原因您不能执行此操作，请使用生活技巧： 



export PYTHONPATH="${PYTHONPATH:+${PYTHONPATH}:}new_entry_1"
export PYTHONPATH="${PYTHONPATH:+${PYTHONPATH}:}new_entry_2"


在bash和zsh中，这将给出以下输出： 



$ echo "${PYTHONPATH}"
new_entry_1:new_entry_2


好了，现在没有多余的冒号和空条目。



最后，如果您仍在使用$PYTHONPATH，请使用绝对路径。总是！



问题更加严重



与从Downloads文件夹启动Python文件相关的事件的危险开发有多种选择：



  • 运行python ~/Downloads/anything.py（即使它本身anything.py是安全的）。您的下载文件夹将添加到中sys.path。
  • 启动后，“jupyter notebook ~/Downloads/anything.ipynb下载”文件夹也将添加到中sys.path。


因此，最好在运行之前从此文件夹中删除.py和.ipynb文件。如果导入的文件位于Downloads文件夹中，则



执行cd Downloads和内部启动python -c并附带说明启动import或交互式启动python并随后导入均不能完全解决问题。



不幸的是，这~/Downloads/不是可能包含恶意文件的唯一位置。例如，如果要管理用户可以向其上载文件的服务器，请cd public_uploads在运行命令之前确保没有人可以启动python。



在这种情况下，可能值得考虑的是，用于处理文件上传的代码将附加到其名称之后.uploaded。这将有助于避免计划外的脚本执行.py。



注意事项



如果您要在“下载”文件夹中使用Python应用程序，则将输入脚本（/ path / to / venv / bin / pip）而不是模块（/ path / to / venv / bin / python -m pip）的路径作为规则。



通常，只需避免将“下载”用作当前工作目录，并在开始之前将要使用的所有脚本移动到更合适的位置。



了解Python从何处获取将要执行的代码非常重要。让某人执行左手Python脚本的哪一行，都等于完全控制了您的计算机！



根据需要



阅读有关安全性的“技巧和生活技巧”的文章，可以很容易地认为作者非常聪明，知道其他人应该知道的一堆小事情，并不断思考。但是实际上，这并非完全正确。我会解释。



多年来，我以令人羡慕的频率观察到用户如何不理解Python从何处下载代码。例如，人们将使用Twisted的第一个程序放置在名为twisted.py的文件中。但是在这种情况下，根本不可能导入该库！



如果网络罪犯能够成功地攻击系统管理员或开发人员，他们会感到非常高兴。如果您入侵某个用户，您将获得该用户的数据。但是，如果您黑掉了管理员或开发人员并正确执行了操作，则可以访问系统受管理员控制的数千名用户，甚至使用开发人员软件的数百万用户。



因此，“始终保持谨慎”并不是一个可靠的方法。那些负责大量用户产品的IT专业人员确实需要格外小心。至少，应该告知他们某些开发工具的工作特性。



错误或功能...



我上面描述的内容实际上都不是真正的“错误”或“漏洞”。我认为Python或Jupyter开发人员不会错误地做任何事情。该系统按照其设计方式工作，并且可能可以解释。就我个人而言，我不知道如何在不减少Python功能的情况下对其进行更改，而我们对此非常重视。



我最喜欢的发明之一是SawStop，这是用于台锯的独特安全系统。与人体接触后，您可以在5毫秒内停止锯片的旋转。在该系统发明之前，台锯是非常危险的工具，但它们起着重要的生产功能。在台锯上已经完成了许多非常有用和重要的事情。但是，在木工车间中，台锯在事故中所占的比例也确实很高。现在，SawStop每年可以节省很多手指。



因此，通过详细介绍Python脚本编写的复杂性，我也希望对一些安全工程师有所考虑。可以使SawStop执行用于交互式解释程序的任意代码吗？哪种解决方案可以防止上述某些问题？



保持安全的朋友。





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