有安全研究者混入了PHP 8.0开发组!

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经历了近半年的alpha版本测试后,PHP在2020年11月26号正式发布了8.0版本:https://www.php.net/releases/8.0/en.php

今天我们就来浏览一下PHP 8.0中出现的主要特性,以及它给我们安全研究人员带来的挑战。

命名参数 Named Arguments

PHP 8 以前,如果我们需要给一个函数的第N个参数传参,那么这个参数前面的所有参数,我们都需要传参。但是实际上有些参数是具有默认值的,这样做显得多此一举。

比如,我们要给htmlspecialchars的第4个参数传递false,在PHP 8 以前需要传入4个参数:

htmlspecialchars($string, ENT_COMPAT | ENT_HTML401, 'UTF-8', false);

在8.0以后增加了命名参数,我们只需要传递必需的参数和命名参数即可,方便了很多:

htmlspecialchars($string, double_encode: false);

属性注释 Attributes

属性注释是我自己取得名字,在英文原文中是单词Attributes(在C++、C#、Rust里也是相同的单词,但翻译有些差别)。这个新语法有点类似Python里的修饰器,以及Java里的Annotation。

但是,PHP里Attributes的作用还是更偏向于替换以前的doc-block,用于给一个类或函数增加元信息,而不是类似Python的修饰器那样,可以动态地劫持函数的输入与输出。

属性注释的简单例子:

#[ListensTo('error')]
function onerror() {
    // do something
}

上面这个例子实际测试你会发现,属性注释里的东西也真的只是一个注释,执行上述的代码也不会去调用ListensTo类。这也印证了上面所说的,Attributes只是对以前doc-block的一个接纳,而非创造了一种HOOK函数的方式。

如果你需要执行Attributes里面的代码,仍然需要通过反射来做到,比如:

#[Attribute]
class ListensTo {
    public string $event;

    function __construct($event) 
    {
        $this->event = $event;
    }
}

#[ListensTo('error')]
function onerror() 
{
    // do something
}

$listeners = [];
$f = new ReflectionFunction('onerror');
foreach($f->getAttributes() as $attribute) {
    $listener = $attribute->newInstance();
    $listeners[$listener->event] = $f;
}

我模拟了一个设计模式中监听模式的事件处理方法注册过程,相比于以前解析Doc-Block的过程,这个流程要更加简单。

相比于其他的新特性,框架或IDE的设计者可能会研究的更深,普通开发者只需要按照框架的文档简单使用这个语法即可。

构造器属性提升 Constructor property promotion

这是一个利国利民的好特性,可以延长键盘的寿命……PHP 8以前,我们定义一个类时,可能会从构造函数里接收大量参数并赋值给类属性,如:

class Point {
  public float $x;
  public float $y;
  public float $z;

  public function __construct(
    float $x = 0.0,
    float $y = 0.0,
    float $z = 0.0,
  ) {
    $this->x = $x;
    $this->y = $y;
    $this->z = $z;
  }
}

实际上这已经形成了一种范式,我们要不厌其烦地进行定义->传递->赋值的过程。PHP 8以后给出了一种更加简单的语法:

class Point {
  public function __construct(
    public float $x = 0.0,
    public float $y = 0.0,
    public float $z = 0.0,
  ) {}
}

直接在构造函数的参数列表位置完成了类属性的定义与赋值的过程,减少了大概三分之二的代码量。

另外提一句,这个RFC的作者是Nikita Popov,也就是著名的开源项目PHP-Parser的作者,做PHP代码分析的同学应该经常和这个项目打交道。他今年去了PHPStorm团队,相信这个老牌IDE在Nikita的加持下会变得更加好用。

联合类型 Union types

PHP 8 以前的Type Hinting,只支持使用一个具体的Type,比如:

function sample(array $data) {
    var_dump($data);
}

这个功能鸡肋的一点是,有些地方接受参数类型可能有多个类型,或者支持传入null。

在7.1时解决了null的问题:

function sample(?array $data) {
    var_dump($data);
}

但是仍然无法指定多个类型hint。

PHP 8 中总算支持了Union types,我们可以通过|来指定多个类型Hint了:

function sample(array|string|null $data) {
    var_dump($data);
}

Match 语法

这是一个新的关键字match,这也是一个利国利民的好特性,又一次延长了键盘的寿命……

在PHP 8.0以前,我们要根据一个名字来获取一个值,通常需要借助switch或者数组,比如:

switch ($extension) {
  case 'gif':
    $content_type = "image/gif";
    break;
  case 'jpg':
    $content_type = "image/jpeg";
    break;
  case 'png':
    $content_type = "image/png";
    break;
}
echo $content_type;

现在可以简化成一个表达式了:

echo match ($extension) {
    'gif' => "image/gif",
    'jpg' => "image/jpeg",
    'png' => "image/png"
};

Null安全的操作符 Nullsafe operator

这又又又是一个利国利民的好特性,又又又一次延长了键盘的寿命……

在PHP 8以前,如果封装的较多,我们经常出现一种情况:一个函数接受X对象,但又可能是null,此时我在使用X对象属性前,就需要对null进行判断,以免出现错误。

在对象较多时,容易出现多层嵌套判断的情况,比如:

$country =  null;

if ($session !== null) {
  $user = $session->user;

  if ($user !== null) {
    $address = $user->getAddress();

    if ($address !== null) {
      $country = $address->country;
    }
  }
}

PHP 8 以后增加了一个新语法:?->,非常类似于PHP7里引入的??。就是在取属性前,PHP会对对象进行判断,如果对象是null,那么就直接返回null了,不再取其属性:

$country = $session?->user?->getAddress()?->country;

字符串数字弱类型比较优化

这一个改动可能会对安全漏洞挖掘的影响较大。PHP 8 以前,在使用==比较或任何有弱类型转换的情况时,字符串都会先转换成数字,再和数字进行比较。

比如,这个代码在PHP 8以前的结果是true和0,在PHP 8以后得到的则是false和1:

var_dump('a' == 0);
switch ('a') {
    case 0:
        echo 0;
        break;
    default:
        echo 1;
        break;
}

老的弱类型可能会有什么安全问题呢?我曾经挖掘到的一个真实案例,大概代码是这样:

$type = $_REQUEST['type'];
switch ($type) {
    case 1:
        $sql = "SELECT * FROM `type_one` WHERE `type` = {$type}";
        break;
    case 2:
        $sql = "SELECT * FROM `type_two` WHERE `type` = {$type}";
        break;
    default:
        $sql = "SELECT * FROM `type_default`";
        break;
}

开发者认为$type是1和2的时候才会进入SQL语句拼接中,但实际我们传入1 and 1=2即可进入case 1,导致SQL注入漏洞。

PHP 8以后彻底杜绝了这种漏洞的产生。

内部函数严格参数检查

在PHP 8 以前,如果我们使用内部函数时传入的参数有误(比如,参数类型错误,参数取值错误等),有时会抛出一个异常,有时是一个错误,有时只是一个警告。在PHP 8 以后,所有这类错误都将是一个异常,并且导致解释器停止运行,比如:

strlen([]); // TypeError: strlen(): Argument #1 ($str) must be of type string, array given
array_chunk([], -1); // ValueError: array_chunk(): Argument #2 ($length) must be greater than 0

这个改动可能会影响一些安全漏洞的利用,有一些我们之前通过弱类型等tricks构造的POC,在老版本PHP中只是一个警告,不会影响解释器的执行,但8.0之后将会导致错误,也就中断了执行。

JIT

JIT(Just-In-Time)被鸟哥称为PHP 8 中最重要的改动,我来简单介绍一下PHP 8 的JIT。

PHP 8 的JIT附加在opcache这个扩展中,opcache本身就是对PHP解释器的优化。没有使用opcache时,PHP解释器是在运行PHP脚本的时候进行“编译->Zend虚拟机执行”的过程。而opcache的出现实际上就是节省了编译的时间,代码在第一次运行时会编译成opcache能识别的缓存(opcode),之后运行时就免除了编译的过程,直接执行这段opcode。

而JIT的出现再次优化了这个过程,JIT会将一些执行次数较多的opcode直接翻译成机器码。这样PHP解释器在执行时,机器码会直接交给CPU来执行,又减少了Zend虚拟机执行opcode的时间。

普通开发者可能对JIT比较无感,毕竟大家的性能瓶颈多半出现在IO等问题中,但对于性能要求极高的人或企业来说,JIT的确是对PHP的重要改进。

其他可能和安全相关的改动

作为安全研究者,我会更关注的是和安全相关的改动。除了前面提到了弱类型方面的改动外,PHP 8还进行了如下一些和安全相关的改动:

  • assert()不再支持执行代码,少了一个执行任意代码的函数,这个影响还是挺大的。
  • create_function()函数被彻底移除了,我们又少了一个可以执行任意代码的函数。
  • libxml依赖最低2.9.0起,也就是说,XXE漏洞彻底消失在PHP里了。
  • preg_replace()中的e模式被移除后,mb_ereg_replace()中的e模式也被彻底移除,再次少了一个执行任意代码的函数。
  • Phar中的元信息不再自动进行反序列化了,phar://触发反序列化的姿势也告别了。
  • parse_str()必须传入第二个参数了,少了一种全局变量覆盖的方法。
  • php://filter中的string.strip_tags被移除了,我在文章《谈一谈php://filter的妙用》中提到的去除死亡exit的方法之一也就失效了。
  • strpos()等函数中的参数必须要传入字符串了,以前通过传入数组进行弱类型利用的方法也失效了。

这些改动,改的我心拔凉拔凉的……我一度认为PHP核心团队里混入了安全研究者,为什么我们常用的小trick都被改没了呢?

总结

总结一下PHP 8,我只有两个感想:

  • 我不用担心键盘的寿命了,但是我的头顶变凉了
  • 比头顶更凉的是我的心,安全真是越来越难做了

好在,现在很多人慢慢转战Java,Java可以吃的饭应该还有很多。

参考链接:

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