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Python由于其簡單，快速，庫豐富的特點在國內使用的越來越廣泛，但是一些不好的用法卻帶來了嚴重的安全問題，本文從Python源碼入手，分析其語法樹，跟蹤數據流來判斷是否存在注入點。

Python注入問題是說用戶可以控制輸入，導致系統執行一些危險的操作。它是Python中比較常見的安全問題，特別是把python作為web應用層的時候這個問題就更加突出，它包括代碼注入，OS命令注入，sql注入，任意文件下載等。

注入的場景

主要是在web應用場景中，用戶可直接控制輸入參數，并且程序未做任何參數判斷或者處理，直接就進入了危險函數中，導致執行一些危險的操作。主要的注入類型有：

（一）OS命令注入

主要是程序中通過Python的OS接口執行系統命令，常見的危險函數有

os.system,os.popen,commands.getoutput,commands.getstatusoutput,subprocess

等一些接口。例如：def myserve(request,fullname):os.system(‘sudo rm -f %s’%fullname)，fullname是用戶可控的，惡意用戶只需利用shell的拼接符；就可以完成一次很好的攻擊。

（二）代碼注入

是說在注入點可以執行一段代碼，這個一般是由python的序列話函數eval導致的，例如：def eval_test(request,login):login = eval(login),如果惡意用戶從外界傳入import(‘os’).system(‘rm /tmp -fr’)就可以清空tmp目錄。

（三）Sql注入

在一般的Python web框架中都對sql注入做了防護，但是千萬別認為就沒有注入風險，使用不當也會導致sql注入。例如：

def getUsers(user_id):
sql = ‘select * from auth_user where id =%s’%user_id
res = cur.execute(sql)

（四）任意文件下載

程序員編寫了一個下載報表或者任務的功能，如果沒有控制好參數就會導致任意文件下載，例如：def export_task(request,filename):return HttpResponse(fullname)

判斷原理

從以上四種情況來看，都有一個共同點，那就是危險函數中使用了可控參數，如system函數中使用到的(‘sudo rm -f %s’%fullname)，如eval中使用到的login參數，如execute函數中使用到的user_id參數,如HttpResponse中 使用到的fullname參數，這些參數直接從函數中傳進來，或者經過簡單的編碼，截斷等處理直接進入危險函數，導致了以上危險行為。如果在執行危險函數 前對這些可控參數進行一定判斷，如必須是數字，路徑必須存在，去掉某些特殊符號等則避免了注入問題。 有了這個基礎理論，這個參數數據在傳遞的過程中到底有沒有改變？怎么順利的跟蹤可控參數呢？接下來分析Python的語法樹。

Python語法樹

很顯然，在參數不停傳遞過程中，普通的正則表達式已經無能為力了。這個時候就可以體現Python庫豐富的特點。Python官方庫中就提供了強大 的Python語法分析模塊ast。我們可以利用根據ast優化后的PySonar模塊，PySonar相對于ast模塊而言有性能上的提升，另外是以 Python的dict來表示的。

（一）語法樹的表示-文件

一個文件中可以有函數，類，它是模塊的組成單位。大體結構如下：{“body”:[{},{}],”filename”:”test.py”,”type”:”module”}，這是文件test.py得到的語法樹結構，body里面包含兩個dict，實際里面會存放函數，類，全局變量或者導入等，它是遞歸嵌套的，type字段表明類型，在這里是模塊，filename則是它的文件名。

（二）語法樹的表示-函數

函數的作用就不用多說了，django的view層基本都是以函數為單位的。下面來看一個函數的語法樹，如圖1

我們簡單分析一下這個結構，首先是type，這里是FunctionDef，說明這個結構體是一個函數，_fields中的name，args，body，decorator_list等是函數的基本組成單位。name是函數名稱，上述函數名為is_this_subdomain；args是函數的參數，它包含普通參數args，默認參數kwarg；lineno是標明該語句所在的文件的行數；decorator_list則是函數的修飾器，上述為空。

（三）語法樹的表示-類

在類的語法樹中，包含body，decorator_list,lineno,name,base等字段type是ClassDef，表明該結構為class，body中則包含著函數的結構體，base則是繼承的父類。

（四）語法樹的表示-示例

接下來我們將以一個if結構片段代碼作為示例，來解釋Python源碼到其語法樹的對應關系。片段代碼：if type not in [“RSAS”, “BVS”]:return HttpResponse(“2″)，得到的語法樹如圖2：

在這個語法樹結構中，body里包含著if結構中的語句return HttpResponse(“2″),type為Compare表示該結構體為判斷語句，left表示左值即源碼中的type，test結構體中則是用來進行if判斷，test中的ops對應著源碼中的not in，表示比較判斷，comparators則是被比較的元素。這樣源碼就和Python語法樹一一對應起來，有了這些一一對應的基礎，就有了判斷Python注入問題的原型。

注入判斷的實現

注入判斷的核心就在于找到危險函數，并且判斷其參數是可控的，找到危險函數這個只需要維護一個危險函數列表即可，當在語法樹中發現了函數調用并且其 名稱在危險列表中就可以標記出該行代碼，接下來的難點就在于跟蹤該函數的參數，默認認為該危險函數的外層函數的參數是可控的，那就只需要分析這個外層函數 參數的傳遞過程即可。首先分析哪些情況下，從一個參數賦值給另外一個參數其值還是可控的，下面列舉了5中基本情況：

（1）屬性取值：對一個變量取屬性，比如request的GET，POST,FILES屬性，屬性的屬性還是可控的，但是request的其他字段如META,user，session,url則得排查開外。
（2）字符串拼接：被拼接的字符串中包含可控參數，則認為賦值后的值也是可控的，需要考慮好各種拼接情況，如使用+，%等進行拼接。
（3）分片符取值：一般認為分片后的值也是可控的。
（4）列表解析式，如果列表解析式基于某個可控因子進行迭代，則認為賦值后的列表也是可控的。
（5）簡單的函數處理：a，處理函數是字符串操作函數（str，unicode，strip，encode等）；b，簡單的未過濾函數，也就是說這個函數的返回參數是可控的。

對外層函數中的所有代碼行進行分析，判斷是否是賦值類型，如果賦值類型的操作屬于以上五種情況中任意一種，則將該賦值后的值放入可變參數列表中，具體的流程如圖3：

另外在分析的過程中還得排除下列情況，提前結束分析。第一種情況是 if語句中有os.path.exitst,isdigit帶可控參數并且含有return語句，如（if not os.path.isdir(parentPath)：return None）；第二種情況是將可控參數鎖定在某個定值范圍并直接返回的，如（if type not in [“R”, “B”]：return HttpResponse(“2″))。

對Python源碼實現注入問題的自動審查，大大降低了人為的不可控性，使代碼暴露出來的漏洞更少。當然目前來說這個模塊還是有一定局限性，對類的處理不夠充分，沒有分析導入的函數對屬性的取值也不夠細分等問題。