Windows 模式下 PHP 文件写入特性

0x00 前言

最近看到一篇审计的文章讲了如何巧妙的运用Windows 模式下 PHP 文件写入特性来绕过文件上传的安全校验。虽然提及的技术早在2018年就已经研究过了，但这些知识如今仍然广泛使用，值得我们花一些时间了解一下。

0x01 正文

1) 我们先来看效果

这是一个白名单正则校验文件后缀的文件上传接口，后缀必须包含图片格式且以图片格式开头，如png或者pngbac。
我们将正常的文件名picture.png修改成了picture.png.php:.png提示上传成功。

此时我们将文件写入进去了，但文件内容为空。

下一步，我们将文件名修改成picture.png<<<，再把文件内容修改成<?= phpinfo();
上传成功后，我们访问路径uploads/picture.png.php发现已经代码已经执行，说明通过这样的方式可以写入内容。

2）为什么会有这样的效果？

我们在很早以前就已经知道Windows下文件命名是有规则的。

在windows环境中，当创建的文件名中存在:时，文件名会被截断并生成空文件。这也就解释了我们通过修改文件名为picture.png.php:.png上传后，保存的文件名为picture.png.php但文件为0KB的原因。
我们后续也通过文件名修改picture.png<<<来达到文件写入目的而不被规则拦截的动作，为什么可以这样？我们直接说结论。
通过阅读PHP源码调试之Windows文件通配符分析 - 先知社区这篇文章可以知道，以下通配符可以在模式字符串中使用：
● 大于号>相等于通配符问号?
● 小于号<<相当于通配符星号*
● 双引号"相等于通配符匹配字符点.
所以这个上传分为两个步骤：

1. 通过:上传后缀为php的文件，确保文件名后缀是PHP可以被解析。
2. 通过<<<作为通配符来匹配picture.png*（开头为picture.png的文件）写入恶意代码。

3）举一反三？

主要是通过改变输入的符号转换成通配符来判断匹配的效果。

以下摘抄奇安信攻防社区-记某系统有趣的文件上传

编写如下代码文件读取代码进行测试。

<?php
$file = @$_REQUEST['filename'];
$file_contents = @file_get_contents($file);
echo "匹配到的文件为：".$file_contents;

在测试代码的同目录下创建六个内容为文件名称的文件。

使用test.jpg<<<进行匹配，果然先匹配到了test.jpg和test.jpg.jpg，从而导致给php文件写入失败。
<<效果测试：
需要注意单个<无法正常匹配到结果，只有连着使用两个或两个以上<才有通配符*的效果。

删除test.jpg再次使用相同的参数请求，匹配到test.jpg.aaa

删除test.jpg.aaa再次使用相同的参数请求，匹配到test.jpg.jpg

删除test.jpg.jpg文件后再次使用test.jpg<<<进行匹配，成功获得.php文件

对其他符号同样进行测试
>效果测试：
单独>可以匹配零个或一个字符，效果类似于通配符?，缺失多少拼接多少>就可以匹配到对应的文件。

但经过测试无法代替文件名中的字符.使用

"效果测试：
符号"可以匹配到字符.。

4）如何自行验证？

新建文件夹，在文件夹内新建index.php，内容如下：

<form action="/uploadImg.php" method="post" enctype="multipart/form-data">
     <input type="file" name="file" />
     <button type="submit" >上传</button>
</form>

在相同目录下新建uploadImg.php，内容如下：

<?php
// 允许上传的图片后缀
$allowedExts = array("gif", "jpeg", "jpg", "png");
$temp = explode(".", $_FILES["file"]["name"]);
$extension = end($temp);     // 获取文件后缀名
if ((($_FILES["file"]["type"] == "image/gif")
|| ($_FILES["file"]["type"] == "image/jpeg")
|| ($_FILES["file"]["type"] == "image/jpg")
|| ($_FILES["file"]["type"] == "image/pjpeg")
|| ($_FILES["file"]["type"] == "image/x-png")
|| ($_FILES["file"]["type"] == "image/png"))
&& ($_FILES["file"]["size"] < 204800)   // 小于 200 kb
&& preg_match('/^(jpg|jpeg|gif|png)/i', $extension))
{
    if ($_FILES["file"]["error"] > 0)
    {
        echo "错误：: " . $_FILES["file"]["error"] . "<br>";
    }
    else
    {
        $file_name = $_FILES["file"]["name"];
        echo "上传文件名: " . $file_name . "<br>";
        echo "文件类型: " . $_FILES["file"]["type"] . "<br>";
        echo "文件大小: " . ($_FILES["file"]["size"] / 1024) . " kB<br>";
        echo "文件临时存储的位置: " . $_FILES["file"]["tmp_name"] . "<br>";

        move_uploaded_file($_FILES["file"]["tmp_name"], "uploads/" . $file_name);
        echo "文件存储在: " . "uploads/" . $file_name;
    }
}
else
{
    echo "非法的文件格式";
}
?>

这是一个经典的文件上传，校验文件合法共有两处。

1. 校验Content-Type是否为image/gif、image/jpeg、image/jpg等
2. 校验文件后缀是否包含且以jpg、jpeg、gif等

然后再目录下面启动服务php -S 127.0.0.1:8889后，访问http://127.0.0.1:8889即可。

5）底层原因？

以下内容摘抄 PHP源码调试之Windows文件通配符分析 - 先知社区

根据StackOverflow上面的一个相关问题和MSDN的解释，这是NtQueryDirectoryFile / ZwQueryDirectoryFile通过FsRtlIsNameInExpression的一个功能特性，对于FsRtlIsNameInExpression有如下描述：

The following wildcard characters can be used in the pattern string.

Wildcard character  Meaning

* (asterisk)        Matches zero or more characters.

? (question mark)   Matches a single character.

DOS_DOT             Matches either a period or zero characters beyond the name
                    string.

DOS_QM              Matches any single character or, upon encountering a period
                    or end of name string, advances the expression to the end of
                    the set of contiguous DOS_QMs.

DOS_STAR            Matches zero or more characters until encountering and
                    matching the final . in the name.

另外，MSDN的解释并没有提到DOC-*具体指哪些字符，但根据ntfs.h，我们发现了如下的定义：

//  The following constants provide addition meta characters to fully
//  support the more obscure aspects of DOS wild card processing.

#define DOS_STAR        (L'<')
#define DOS_QM          (L'>')
#define DOS_DOT         (L'"')

总结：

• 问题的产生的根本原因PHP调用了Windows API里的FindFirstFileExW()/FindFirstFile()方法
• 该Windows API方法对于这个三个字符做了特别的对待和处理
• 任何调用该Windows API方法的语言都有可能存在以上这个问题，比如：Python