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@world_of_bear

【ツール配布】CentOS8で使えるPHP暗号化ツール

Last updated at Posted at 2019-03-14

コード

github:source_crypt
github:source_guard

準備段階

PHP難読化の目的

  • CentOS8系で難読化したい場合、手段がない
    • CentOS8はPHP7
    • PHP難読化最大手「ZendGuard」はPHP7非対応
    • その他「ionCube PHP Encoder」などのツールあるが、速度面に不安

PHP難読化の先行研究

PHPのソースコードの難読化・暗号化

要約すると、下記になる

  • 難読化
    • コードを読みづらくする
      • 空白を消す
      • 改行を消す
      • 変数名・関数名を記号やランダム文字列に置き換える
  • 暗号化
    • コードを暗号化する
      • 暗号鍵を隠匿する必要あり
      • 暗号化手法を隠匿する必要あり

PHP難読化ツール実装の方向性

  • PHP拡張モジュールによる復号
    • 暗号化パターンが望ましい
      • 難読化はツールで解析可能
      • ZendGuardが暗号化パターン
    • PHPはスクリプト言語と拡張モジュールの連携で動作
      • スクリプト言語部分はフルオープン
      • 拡張モジュールはC言語のバイナリで解読難易度高い
        • 暗号鍵を隠匿可
        • 暗号化手法を隠匿可
    • 暗号化自体は別途ツール開発

想定ツールの先行研究

  • 先行ツール：PHP Screw
    • おそらく「ZendGuard」も同じ設計
    • 単純なコンセプトのため、先行ツールがありそうだった
      • 調べたらあった
    • 難点
      • PHP5用でPHP7とは拡張モジュールの変数・関数が違う
      • 独自の暗号化を利用している
        • OpenSSLにしたい
        • 未来により良い暗号手法が出たら差し替えたい
    • 結論
      • 先行ツール「PHP Screw」の思想を継承
        • PHP7用にリファイン
        • 難点の改修

想定ツールの設計

  • コードの復号
    • PHP拡張モジュールを利用
      • PHPコードのコンパイル処理の置き換え
        • コンパイル時に任意の文字列があったら復号
        • 暗号鍵はコンパイル時に同梱
        • 暗号化手法は切り替え可能
          • OpenSSL
  • コードの暗号化
    • 復号処理と同じコードを利用
      • バグを減らすため

実装段階

PHPモジュール開発参考資料

PHP Extension 開発入門

PHP拡張モジュールの開発環境の作成

パッケージインストール

dnf  install -y wget bzip2 gcc

PHPのソースコード取得

mkdir /home/[ユーザ名]/php-dev

cd /home/[ユーザ名]/php-dev

wget -O php-7.3.10.tar.bz2 http://jp2.php.net/get/php-7.3.10.tar.bz2/from/this/mirror

tar xjf php-7.3.10.tar.bz2

cd /php-7.3.10/ext

テンプレート作成

php ext_skel.php --ext [任意のモジュール名]

cd /[任意のモジュール名]

vi config.m4

    dnl(コメントアウト)を外す
    dnl PHP_ARG_ENABLE(my_ext, whether to enable my_ext support,
    dnl Make sure that the comment is aligned:
    dnl [  --enable-my_ext           Enable my_ext support])

phpize

./configure --enable-[任意のモジュール名]

開発すべきコード

[任意のモジュール名].c
php_[任意のモジュール名].h

コンパイル

make

確認

make test

iniファイルを追加

vi [任意のモジュール名].ini

    ; Enable source_guard extension module
    extension=source_guard

デバッグ

make

make test

php -d extension=modules/[任意のモジュール名].so [任意のモジュール名].php

本番

make

make install

systemctl restart httpd

php -m

systemctl restart httpd

実装コード

コンパイル処理の置き換え

PHP_MINIT_FUNCTION(source_guard)
{
    CG(compiler_options) |= ZEND_COMPILE_EXTENDED_INFO;

    org_compile_file = zend_compile_file;
    zend_compile_file = source_guard_compile_file;

    return SUCCESS;
}

PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(source_guard)
{
    CG(compiler_options) |= ZEND_COMPILE_EXTENDED_INFO;
    zend_compile_file = org_compile_file;

    return SUCCESS;
}
  • PHP_MINIT_FUNCTION
    • コンストラクタ
    • 元々のコンパイラ関数の保存とオリジナル関数への置き換え
  • PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION
    • デストラクタ
    • 元々のコンパイラ関数の入れなおし

ファイル処理

ZEND_API zend_op_array *source_guard_compile_file(zend_file_handle *file_handle, int type TSRMLS_DC)
{
    // 初期化
    source_init();

    DEBUG_FPRINTF("%s", "処理開始\n\n");

    // OPEN チェック
    pl_buffer.fp_r = fopen(file_handle->filename, "r");
    if (!pl_buffer.fp_r) {
        DEBUG_FPRINTF("%s", "ERROR:ERR_FAIL_OPEN_FILE\n\n");
        // 初期化
        source_init();
        return org_compile_file(file_handle, type);
    }

    // 復号
    if (source_decrypt() != ERR_NOTHING) {
        // 初期化
        source_init();
        return org_compile_file(file_handle, type);
    }

    // 個別の処理が必要になった時用
    switch (file_handle->type) {
        case ZEND_HANDLE_FILENAME:
        case ZEND_HANDLE_STREAM:
        case ZEND_HANDLE_MAPPED:
        default:
            // do nothing
            break;
        case ZEND_HANDLE_FD:
            close(file_handle->handle.fd);
            break;
        case ZEND_HANDLE_FP:
            fclose(file_handle->handle.fp);
            break;
    }

    file_handle->type = ZEND_HANDLE_FP;
    file_handle->opened_path = NULL;
    file_handle->handle.fp = pl_buffer.fp_w;

    // 初期化
    source_init();

    return org_compile_file(file_handle, type);
}
  • メモリ初期化
  • ファイル展開
    • file_handle->filenameからパスを取得
    • メモリにファイル内容を展開
  • 復号処理
    • 後述
  • ファイルタイプ設定
    • ファイルは展開のされ方によってデータ形式が異なる
      • 調査していない
      • デバッグ中の実動作確認だと直接開いた場合とrequireで読み込まれた場合でタイプが異なっていた
    • ファイルタイプをファイルポインタへ上書き
      • ファイルタイプへZEND_HANDLE_FP
      • 実データへメモリ上のファイルデータを渡す
  • 元々のコンパイル関数へ投げる

復号処理

int source_decrypt()
{
    struct stat stat_buf;
    unsigned char resultfile[128];
    int dec_code = ERR_NOTHING;

    // ファイル読み出し
    fstat(fileno(pl_buffer.fp_r), &stat_buf);
    pl_buffer.datalen_enc = stat_buf.st_size;
    pl_buffer.data_enc = calloc(1, sizeof(char) * pl_buffer.datalen_enc + 1);
    fread(pl_buffer.data_enc, pl_buffer.datalen_enc, 1, pl_buffer.fp_r);

    // [DEBUG] ファイルデータ出力
    DEBUG_FPRINTF("datalen_enc:%d\n\n", pl_buffer.datalen_enc);
    DEBUG_FPRINTF("data_enc:%s\n\n", pl_buffer.data_enc);

    // 暗号化文字列確認
    if (strstr((const char *)pl_buffer.data_enc, "<?php") != NULL) {
        DEBUG_FPRINTF("%s", "NOCTICE:ERR_NOT_ENCRYPT\n\n");
        return ERR_NOT_ENCRYPT;
    }

    // 復号後のメモリ確保
    pl_buffer.datalen_raw = pl_buffer.datalen_enc;
    pl_buffer.data_raw = calloc(1, sizeof(char) * pl_buffer.datalen_raw + 1);

    // 復号
    if ((dec_code = source_decrypt_openssl(pl_buffer.data_enc, pl_buffer.datalen_enc, pl_buffer.data_raw, pl_buffer.datalen_raw)) != ERR_NOTHING ) {
        return dec_code;
    }

    DEBUG_FPRINTF("datalen_raw:%d\n\n", pl_buffer.datalen_raw);
    DEBUG_FPRINTF("data_raw:%s\n\n", pl_buffer.data_raw);

    // 先頭のツール名称の文字列確認
    if (strstr((const char *)pl_buffer.data_raw, PL_TOOL_NAME) == NULL) {
        DEBUG_FPRINTF("%s", "NOCTICE:ERR_NOT_SOURCE_GUARD\n\n");
        return ERR_NOT_SOURCE_GUARD;
    }

    // ファイル出力
    pl_buffer.fp_w = tmpfile();
    fwrite(pl_buffer.data_raw, pl_buffer.datalen_raw, 1, pl_buffer.fp_w);

    // 先頭へ移動
    rewind(pl_buffer.fp_w);

    return ERR_NOTHING;
}

int source_decrypt_openssl(const unsigned char* data, const size_t datalen, char* dest, const size_t destlen)
{
    EVP_CIPHER_CTX ctx;
    int f_len = 0;
    int p_len = datalen;

    DEBUG_FPRINTF("%s", "復号開始\n\n");

    EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);

    // 初期化
    if (EVP_DecryptInit_ex(&ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, PL_DEFAULT_CRYPTKEY, PL_INITIAL_VECTOR) != 1) {
        DEBUG_FPRINTF("%s", "ERROR:EVP_EncryptInit_ex\n\n");
        EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
        return ERR_FAIL_EVP_INIT;
    }

    // 実行
    if (EVP_DecryptUpdate(&ctx, (unsigned char *)dest, &p_len, data, datalen) != 1 ) {
        DEBUG_FPRINTF("%s", "ERROR:EVP_DecryptUpdate\n\n");
        EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
        return ERR_FAIL_EVP_UPDATE;
    }

    // パディング処理
    if (EVP_DecryptFinal_ex(&ctx, (unsigned char *)(dest + p_len), &f_len) != 1) {
        DEBUG_FPRINTF("%s", "ERROR:ERR_FAIL_EVP_FINAL\n\n");
        EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
        return ERR_FAIL_EVP_UPDATE;
    }
    memset(dest + p_len + f_len, 0x00, datalen - p_len - f_len);

    EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);

    DEBUG_FPRINTF("%s", "復号終了\n\n");

    return ERR_NOTHING;
}
  • 復号結果ファイルのメモリ確保
  • 復号実行
    • openssl
      • aes256
    • 取り換え可能
  • 復号データであるか否かの確認
    • 任意の文字列が含まれているか否か

今後の課題

  • 処理が重い
    • ファイル展開のたびに復号を行う
  • PHP7のコードキャッシュ対象外
    • OPcacheもコンパイラ関数に割り込むため、競合する
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