LangChain模板注入漏洞深度解析：CVE-2025-65106安全风险与修复方案

本文详细分析了LangChain提示模板系统中存在的模板注入漏洞（CVE-2025-65106）。攻击者通过控制模板字符串结构，可访问Python对象的内部属性，如__class__和__globals__，从而提取敏感信息。漏洞涉及f-string、Mustache和Jinja2三种模板格式，影响版本包括langchain-core 1.0.0至1.0.6及0.3.79以下版本。

LangChain Vulnerable to Template Injection via Attribute Access in Prompt Templates · CVE-2025-65106

漏洞详情

包管理器: pip 受影响包: langchain-core (pip)

受影响版本:

  • = 1.0.0, <= 1.0.6

  • <= 0.3.79

已修复版本:

  • 1.0.7
  • 0.3.80

描述

背景

LangChain的提示模板系统存在一个模板注入漏洞，允许攻击者通过模板语法访问Python对象的内部属性。此漏洞影响那些接受来自不可信来源的模板字符串（而不仅仅是模板变量）的应用程序，涉及ChatPromptTemplate及相关提示模板类。模板允许属性访问（.）和索引（[]），但不支持方法调用（()）。属性访问和索引的组合可能根据传递给模板的对象类型实现利用。当模板变量是简单字符串（常见情况）时，影响有限。然而，当使用带有聊天消息对象的MessagesPlaceholder时，攻击者可以遍历对象属性和字典查找（例如__globals__）以获取敏感数据，如环境变量。该漏洞特指应用程序从不可信来源接受模板字符串（结构）的情况，而不仅仅是模板变量（数据）。大多数应用程序要么不使用模板，要么使用硬编码模板，因此不受影响。

受影响组件:

  • langchain-core 包
  • 模板格式：
    • F-string模板 (template_format="f-string") - 漏洞已修复
    • Mustache模板 (template_format="mustache") - 防御性加固
    • Jinja2模板 (template_format="jinja2") - 防御性加固

影响

能够控制模板字符串（而不仅仅是模板变量）的攻击者可以：

  • 通过属性遍历访问Python对象属性和内部属性
  • 从对象内部（例如 __class__, __globals__）提取敏感信息
  • 根据传递给模板的对象，可能升级到更严重的攻击

攻击向量

1. F-string 模板注入

修复前:

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from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate

malicious_template = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "{msg.__class__.__name__}")],
    template_format="f-string"
)

# 注意：这需要为 "msg.__class__.__name__" 传递一个占位符变量。
result = malicious_template.invoke({"msg": "foo", "msg.__class__.__name__": "safe_placeholder"})
# 先前返回
# >>> result.messages[0].content
# >>> 'str'

2. Mustache 模板注入

修复前:

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from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate
from langchain_core.messages import HumanMessage

msg = HumanMessage("Hello")

# 攻击者控制模板字符串
malicious_template = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "{{question.__class__.__name__}}")],
    template_format="mustache"
)

result = malicious_template.invoke({"question": msg})
# 先前返回: "HumanMessage" (getattr() 暴露了内部属性)

3. Jinja2 模板注入

修复前:

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from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate
from langchain_core.messages import HumanMessage

msg = HumanMessage("Hello")

# 攻击者控制模板字符串
malicious_template = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "{{question.parse_raw}}")],
    template_format="jinja2"
)

result = malicious_template.invoke({"question": msg})
# 可以访问对象上的非双下划线属性/方法

根本原因

  • F-string 模板: 实现使用Python的 string.Formatter().parse() 来从模板字符串中提取变量名。此方法返回完整的字段表达式，包括属性访问语法：

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    from string import Formatter

template = "{msg.__class__} and {x}"
print([var_name for (_, var_name, _, _) in Formatter().parse(template)])
# 返回: ['msg.__class__', 'x']

    提取的名称未经验证以确保是简单的标识符。因此，包含属性遍历和索引表达式（例如 {obj.__class__.__name__} 或 {obj.method.__globals__[os]}）的模板字符串被接受并在后续格式化期间被求值。虽然f-string模板不支持带()的方法调用，但它们支持[]索引，这可能允许通过像__globals__这样的字典进行遍历以访问敏感对象。

  • Mustache 模板: 设计上，使用 getattr() 作为回退以支持访问对象上的属性（例如，User对象上的{{user.name}}）。然而，我们决定将其限制为更简单的原语，这些原语是dict、list和tuple类型的子类，作为防御性加固，因为不可信的模板可能利用属性访问来触及任意对象上的内部属性（如__class__）。

  • Jinja2 模板: Jinja2默认的SandboxedEnvironment阻止双下划线属性（例如__class__），但允许访问对象上的其他属性和方法。虽然LangChain中的Jinja2模板通常与受信任的模板字符串一起使用，但作为深度防御措施，我们限制了环境以阻止对传递给模板的对象的所有属性和方法访问。

受影响人群

高风险场景 如果您的应用程序符合以下情况，则受到影响：

  • 接受来自不可信来源（用户输入、外部API、数据库）的模板字符串
  • 基于用户提供的模式动态构建提示模板
  • 允许用户自定义或创建提示模板

示例易受攻击代码:

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# 用户控制模板字符串本身
user_template_string = request.json.get("template")  # 危险

prompt = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", user_template_string)],
    template_format="mustache"
)

result = prompt.invoke({"data": sensitive_object})

低风险/无风险场景 如果符合以下情况，则不受影响：

  • 模板字符串在应用程序代码中是硬编码的
  • 模板字符串仅来自受信任、受控的来源
  • 用户只能提供模板变量的值，而不能控制模板结构本身

示例安全代码:

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# 模板是硬编码的 - 用户只控制变量
prompt = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "User question: {question}")],  # 安全
    template_format="f-string"
)

# 用户输入仅填充 'question' 变量
result = prompt.invoke({"question": user_input})

修复方案

F-string 模板

F-string模板存在明确的漏洞，其中属性访问语法可被利用。我们已添加了严格的验证来防止这种情况：

  • 添加了验证，强制变量名必须是有效的Python标识符
  • 拒绝像 {obj.attr}、{obj[0]} 或 {obj.__class__} 这样的语法
  • 只允许简单的变量名：{variable_name}
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# 修复后 - 这些会在模板创建时被拒绝
ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "{msg.__class__}")],  # ValueError: Invalid variable name
    template_format="f-string"
)

Mustache 模板（防御性加固）

作为防御性加固，我们限制了Mustache模板支持的功能以减少攻击面：

  • 用严格的类型检查替换了 getattr() 回退
  • 仅允许遍历到dict、list和tuple类型
  • 阻止对任意Python对象的属性访问
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# 加固后 - 属性访问返回空字符串
prompt = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "{{msg.__class__}}")],
    template_format="mustache"
)
result = prompt.invoke({"msg": HumanMessage("test")})
# 返回: "" (访问被阻止)

Jinja2 模板（防御性加固）

作为防御性加固，我们显著限制了Jinja2模板的能力：

  • 引入了_RestrictedSandboxedEnvironment，阻止所有属性/方法访问
  • 仅允许从上下文字典进行简单的变量查找
  • 在任何属性访问尝试时引发SecurityError
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# 加固后 - 所有属性访问被阻止
prompt = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("human", "{{msg.content}}")],
    template_format="jinja2"
)
# 引发 SecurityError: Access to attributes is not allowed

重要建议: 由于Jinja2的表达能力和完全沙箱化的难度，我们建议仅将Jinja2模板保留用于受信任的来源。如果您需要接受来自不可信用户的模板字符串，请改用具有新限制的f-string或mustache模板。虽然我们已经加固了Jinja2实现，但模板引擎的性质使得全面的沙箱化具有挑战性。最安全的方法是仅在控制模板源时使用Jinja2模板。

重要提醒: 许多应用程序不需要提示模板。模板对于变量替换和动态逻辑（if语句、循环、条件）很有用。然而，如果您正在构建聊天机器人或对话应用程序，通常可以直接使用消息对象（例如，HumanMessage、AIMessage、ToolMessage）而无需模板。直接构造消息完全避免了与模板相关的安全问题。

补救措施

立即行动

  • 审计您的代码，查找任何模板字符串来自不可信来源的位置
  • 更新到langchain-core的已修复版本
  • 审查模板使用情况，确保模板结构与用户数据的分离

最佳实践

  • 考虑您是否真的需要模板 - 许多应用程序可以直接使用消息对象（HumanMessage、AIMessage等）而无需模板
  • 将Jinja2保留给受信任的来源 - 仅在完全控制模板内容时使用Jinja2模板

参考信息

漏洞信息

  • CWE 弱点: CWE-1336 - 模板引擎中使用的特殊元素的不当中和
  • 严重等级: 高
  • CVSS 总体评分: 8.3
  • CVSS v4 向量: CVSS:4.0/AV:N/AC:L/AT:P/PR:N/UI:N/VC:H/VI:L/VA:N/SC:N/SI:N/SA:N
  • EPSS 评分: 0.045% (第13百分位)
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