uHTTPd Web服务器源码分析教学文档

0x00 前言

uHTTPd 是一个为OpenWrt/LUCI开发者设计的轻量级Web服务器，主要特点包括：

• 专为嵌入式设备设计，资源占用低
• 与OpenWrt配置框架(UCI)深度整合
• 默认用于OpenWrt的Web管理接口LuCI
• 提供常规Web服务器所需的所有功能

0x01 为什么分析uHTTPd

分析uHTTPd的主要原因：

1. 在物联网设备中极为常见
2. 物联网设备漏洞多出现在Web服务器上
3. 理解开源Web服务器开发流程有助于挖掘物联网漏洞
4. 事半功倍的效果

源码下载地址：https://git.openwrt.org/?p=project/uhttpd.git;a=summary (点击snapshot下载)

0x02 主函数main分析

主要功能流程

1. 初始化默认参数
2. 设置信号屏蔽
3. 解析用户输入参数
4. 解析配置文件
5. 初始化工作目录
6. 初始化默认主页和CGI路径
7. 初始化TLS(HTTPS)支持
8. 初始化插件(Lua/UBUS)
9. 创建守护进程
10. 运行服务器主循环

关键代码结构

int main(int argc, char **argv) {
    // 初始化
    uh_dispatch_add(&cgi_dispatch);
    init_defaults_pre();
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    
    // 参数解析
    while ((ch = getopt(...)) != -1) {
        // 处理各种参数
    }
    
    // 配置解析
    uh_config_parse();
    
    // 目录和默认设置
    if (!conf.docroot) {
        // 设置工作目录
    }
    init_defaults_post();
    
    // TLS初始化
#ifdef HAVE_TLS
    if (n_tls) {
        uh_tls_init(tls_key, tls_crt, tls_ciphers);
    }
#endif
    
    // 插件初始化
#ifdef HAVE_LUA
    uh_plugin_init("uhttpd_lua.so");
#endif
#ifdef HAVE_UBUS
    uh_plugin_init("uhttpd_ubus.so");
#endif
    
    // 守护进程
    if (!nofork) {
        fork();
    }
    
    // 主循环
    return run_server();
}

0x03 信号处理

关键信号处理：

signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

作用：

• SIGPIPE默认会导致进程终止
• 在发送/接收数据时可能产生SIGPIPE信号
• 设置SIG_IGN忽略该信号，避免进程意外退出

参考资料：

1. SIGPIPE信号详解
2. signal函数手册

0x04 配置文件解析

uh_config_parse()函数功能：

• 默认配置文件路径：/etc/httpd.conf
• 支持解析的配置项：
  • 认证信息：/path:user:pass
  • 默认主页：I:index.html
  • 错误处理：E404:/error.html
  • 解释器：*.ext:/path/to/interpreter

解析逻辑：

while (fgets(line, sizeof(line) - 1, c)) {
    if ((line[0] == '/') && (strchr(line, ':') != NULL)) {
        // 处理认证信息
        uh_auth_add(line, col1, col2);
    } else if (!strncmp(line, "I:", 2)) {
        // 处理默认主页
        uh_index_add(strdup(col1));
    } else if (!strncmp(line, "E404:", 5)) {
        // 处理错误页面
        conf.error_handler = strdup(col1);
    } else if ((line[0] == '*') && (strchr(line, ':') != NULL)) {
        // 处理解释器
        uh_interpreter_add(col1, col2);
    }
}

0x05 默认设置初始化

init_defaults_post()函数功能：

1. 设置默认主页文件：
   • index.html
   • index.htm
   • default.html
   • default.htm
2. 初始化CGI路径：
   • 将docroot与cgi_prefix拼接
   • 如：/var/www + /cgi-bin = /var/www/cgi-bin

关键代码：

void init_defaults_post(void) {
    uh_index_add("index.html");
    uh_index_add("index.htm");
    uh_index_add("default.html");
    uh_index_add("default.htm");
    
    if (conf.cgi_prefix) {
        char *str = malloc(strlen(conf.docroot) + strlen(conf.cgi_prefix) + 1);
        strcpy(str, conf.docroot);
        strcat(str, conf.cgi_prefix);
        conf.cgi_docroot_path = str;
        conf.cgi_prefix_len = strlen(conf.cgi_prefix);
    };
}

0x06 插件系统

uh_plugin_init()函数功能：

• 动态加载.so插件
• 查找并调用插件初始化函数
• 支持插件：Lua、UBUS等

关键流程：

1. 使用dlopen加载.so文件
2. 使用dlsym查找初始化函数
3. 调用插件初始化函数

代码实现：

int uh_plugin_init(const char *name) {
    // 加载动态库
    dlh = dlopen(name, RTLD_LAZY | RTLD_GLOBAL);
    
    // 查找初始化函数
    sym = "uhttpd_plugin";
    p = dlsym(dlh, sym);
    
    // 调用初始化
    list_add(&p->list, &plugins);
    return p->init(&ops, &conf);
}

dlopen函数

• 功能：打开动态链接库
• 默认路径：/usr/lib/
• 失败返回NULL
• 参考：dlopen手册

dlsym函数

• 功能：获取符号地址
• 可获取函数或变量地址
• uHTTPd中用于获取初始化函数
• 参考：dlsym百科

0x07 服务器主循环

run_server()函数（待续）：

• 主要功能：
  • 初始化事件循环
  • 设置监听socket
  • 处理客户端连接
  • 分发HTTP请求

关键参数说明

uHTTPd支持的主要命令行参数：

安全相关配置

1. 认证配置：

   • 格式：/path:user:pass
   • 存储在/etc/httpd.conf中

2. 解释器配置：

   • 格式：*.ext:/path/to/interpreter
   • 用于指定特定扩展名的处理程序

3. 安全限制：

   • -S 禁用符号链接(防止目录遍历)
   • -D 禁用目录列表(防止信息泄露)
   • -R 启用RFC1918过滤(限制内网访问)

开发建议

1. 插件开发：

   • 实现uhttpd_plugin结构体
   • 提供初始化函数
   • 放置在/usr/lib/目录下

2. 功能扩展：

   • 通过dispatch_handlers链表添加处理器
   • 支持CGI、Lua等多种扩展方式

3. 安全注意事项：

   • 正确处理信号
   • 验证所有输入路径
   • 限制脚本执行权限

总结

uHTTPd作为物联网设备常用的轻量级Web服务器，其设计特点包括：

1. 模块化架构，支持插件扩展
2. 精简的代码实现，适合嵌入式环境
3. 灵活的配置方式，支持命令行和配置文件
4. 完善的安全控制选项

通过分析其源码，可以深入理解：

• 嵌入式Web服务器的设计原理
• HTTP协议的处理流程
• 插件系统的实现方式
• 安全防护的最佳实践

这为物联网设备的安全分析和漏洞挖掘提供了坚实基础。