Python沙箱逃逸技术详解

1. Python沙箱概述

Python沙箱是一种隔离执行环境，用于限制代码的权限，防止其访问敏感资源。沙箱通常通过以下方式实现限制：

禁用危险模块（如os、subprocess）
过滤关键字和特殊字符
限制函数调用

2. 沙箱逃逸核心思路

2.1 绕过模块禁用

动态导入：使用__import__()函数动态加载被禁用的模块
反射访问：通过getattr()或vars()访问模块属性和方法

2.2 突破函数过滤

内置函数利用：使用eval()、exec()、compile()等内置函数
编码技术：通过Base64、十六进制等编码绕过关键字检测
字符串拼接：分片构造敏感字符串

2.3 内存操作

ctypes模块：直接调用底层C函数
cffi模块：外部函数接口，类似ctypes

3. bytes构造任意字符串技术

3.1 bytes基本用法

bytes(iterable_of_ints)  # 通过可迭代的整数序列构造字节序列

每个整数代表一个字节值（0-255）
示例：bytes([119, 104, 111, 97, 109, 105]) → b'whoami'

3.2 字符与字节对应关系

字符	ASCII值
'w'	119
'h'	104
'o'	111
'a'	97
'm'	109
'i'	105

3.3 动态构造技术

列表推导式：避免直接使用逗号和空格

bytes([j for i in range(len("whoami")) for j in range(256) if ...])

条件筛选：动态生成条件语句

"i=={i} and j=={ord(j)}"  # 用于筛选特定字节

4. 黑名单绕过技术

4.1 字符串混淆技术

# 构造"__import__"
dict(_1_1i1m1p1o1r1t1_1_=1).keys()[0][::2]  # 取偶数位字符

4.2 动态导入模块

# 构造"binascii"
list(dict(b_i_n_a_s_c_i_i_=1))[0][::2]

# 动态导入
eval("__import__")("binascii")

4.3 Base64解码执行

# 获取a2b_base64函数
list(dict(a_2_b1_1b_a_s_e_6_4=1))[0][::2]

# 解码并执行Base64编码的命令
vars(binascii)["a2b_base64"](encoded_cmd)

5. ctypes底层调用

5.1 系统调用原理

os.system("ls")的底层实现：

fork()：创建子进程
execve()：在子进程中执行新程序
waitpid()：父进程等待子进程结束

5.2 ctypes示例代码

import ctypes

libc = ctypes.CDLL(None)
fork = libc.fork
execve = libc.execve

pid = fork()
if pid == 0:  # 子进程
    execve("/bin/ls", ["ls", "-l"], None)
else:  # 父进程
    libc.waitpid(pid, 0)

5.3 ctypes危险功能

直接调用系统函数（fork, execve, socket等）
绕过Python层面的所有限制
访问任意系统资源

6. 综合逃逸Payload示例

6.1 动态构造命令执行

# 构造并执行"__import__('os').system('whoami')"
exp = "__import__('os').system('whoami')"
bytes([j for i in range(len(exp)) for j in range(256) if ...]).decode()

6.2 Base64编码命令执行

# 通过binascii解码执行Base64编码的命令
vars(__import__("".join([c for c in "binascii"])))["a2b_base64"]("d2hvYW1p").decode()

7. 防御建议

禁用危险模块：必须禁用ctypes、cffi等
严格过滤：过滤所有特殊字符和关键字
使用安全沙箱：如PyPy沙箱、RestrictedPython
最小权限原则：仅开放必要功能

8. 总结

Python沙箱逃逸的核心在于：

绕过字符串限制（bytes构造、混淆）
动态加载被禁模块（__import__、反射）
底层系统调用（ctypes）
编码解码技术（Base64）

理解这些技术有助于开发更安全的Python沙箱环境。

Python沙箱逃逸技术详解 1. Python沙箱概述 Python沙箱是一种隔离执行环境，用于限制代码的权限，防止其访问敏感资源。沙箱通常通过以下方式实现限制：禁用危险模块（如os、subprocess）过滤关键字和特殊字符限制函数调用 2. 沙箱逃逸核心思路 2.1 绕过模块禁用动态导入：使用 __import__() 函数动态加载被禁用的模块反射访问：通过 getattr() 或 vars() 访问模块属性和方法 2.2 突破函数过滤内置函数利用：使用 eval() 、 exec() 、 compile() 等内置函数编码技术：通过Base64、十六进制等编码绕过关键字检测字符串拼接：分片构造敏感字符串 2.3 内存操作 ctypes模块：直接调用底层C函数 cffi模块：外部函数接口，类似ctypes 3. bytes构造任意字符串技术 3.1 bytes基本用法每个整数代表一个字节值（0-255）示例： bytes([119, 104, 111, 97, 109, 105]) → b'whoami' 3.2 字符与字节对应关系 | 字符 | ASCII值 | |------|--------| | 'w' | 119 | | 'h' | 104 | | 'o' | 111 | | 'a' | 97 | | 'm' | 109 | | 'i' | 105 | 3.3 动态构造技术列表推导式：避免直接使用逗号和空格条件筛选：动态生成条件语句 4. 黑名单绕过技术 4.1 字符串混淆技术 4.2 动态导入模块 4.3 Base64解码执行 5. ctypes底层调用 5.1 系统调用原理 os.system("ls") 的底层实现： fork() ：创建子进程 execve() ：在子进程中执行新程序 waitpid() ：父进程等待子进程结束 5.2 ctypes示例代码 5.3 ctypes危险功能直接调用系统函数（ fork , execve , socket 等）绕过Python层面的所有限制访问任意系统资源 6. 综合逃逸Payload示例 6.1 动态构造命令执行 6.2 Base64编码命令执行 7. 防御建议禁用危险模块：必须禁用 ctypes 、 cffi 等严格过滤：过滤所有特殊字符和关键字使用安全沙箱：如PyPy沙箱、RestrictedPython 最小权限原则：仅开放必要功能 8. 总结 Python沙箱逃逸的核心在于：绕过字符串限制（bytes构造、混淆）动态加载被禁模块（ __import__ 、反射）底层系统调用（ctypes）编码解码技术（Base64）理解这些技术有助于开发更安全的Python沙箱环境。