PythonでのIPアドレスの取扱いについて

はじめに

IPアドレスの8進数の不適切な検証の脆弱性(CVE-2021-28918)がPythonのipaddressモジュール影響あるということで、ipaddressにおけるIPアドレスの取扱いを調べた。
また、ドット区切りIPアドレスからドット区切りなしIPアドレスへの変換を行う関数を作成した。

ipaddressモジュールにおけるIPアドレスの扱い

以下のように、ipaddressモジュールがインポートされていることを前提とします。

>>> import ipaddress

例として、ローカルループバックアドレス(127.0.0.1)を用います。

ドット区切りIPアドレスにおける8進数の扱い

先頭の0は単に除外される

>>> ipaddress.IPv4Address('127.0.0.01')
IPv4Address('127.0.0.1')

3桁を超えるとエラーになる（この例はChromeなどでは「88.0.0.1」に変換される。）

>>> ipaddress.IPv4Address('0127.0.0.1')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/lib/python3.9/ipaddress.py", line 1302, in __init__
    self._ip = self._ip_int_from_string(addr_str)
  File "/usr/lib/python3.9/ipaddress.py", line 1199, in _ip_int_from_string
ipaddress.AddressValueError: At most 3 characters permitted in '0127' in '0127.0.0.1'

ドット区切りなしIPアドレスの扱い

10進数

>>> ipaddress.IPv4Address(2130706433)
IPv4Address('127.0.0.1')

8進数

>>> ipaddress.IPv4Address(0o17700000001)
IPv4Address('127.0.0.1')

（Pythonでは、0oXXXが与えられるとXXXを8進数と認識し、内部では10進数として扱います。すなわち、本質的には10進数の場合と同じことをしています。）

16進数

>>> ipaddress.IPv4Address(0x7f000001)
IPv4Address('127.0.0.1')

（Pythonでは、0xXXXが与えられるとXXXを16進数と認識し、内部では10進数として扱います。すなわち、本質的には10進数の場合と同じことをしています。）

バイト型

>>> ipaddress.IPv4Address(b'\x7f\x00\x00\x01')
IPv4Address('127.0.0.1')

ドット区切りIPアドレスからドット区切りなしIPアドレスに変換

例として、ローカルループバックアドレス(127.0.0.1)を用います。

10進数

ドットごとに数値を取得し、最初の数値（例では、127）から順にに$ 2^{24}, 2^{16}, 2^8, 2^0 $を掛けて、合計を出力することで変換しています。
$ n\cdot2^x $の部分は、左シフトで計算しています。

>>> def ipv4d2nd(ipv4):
...     return sum((int(n)<<8*d for d,n in enumerate(reversed(ipv4.split('.')))))

>>> ipv4d2nd('127.0.0.1')
2130706433

（以降は単に変換方法になります。）

8進数

>>> oct(ipv4d2nd('127.0.0.1'))
'0o17700000001'

16進数

>>> hex(ipv4d2nd('127.0.0.1'))
'0x7f000001'

バイト型

>>> ipv4d2nd('127.0.0.1').to_bytes(4, 'big')
b'\x7f\x00\x00\x01'

参考文献