Path Traversal in Python

How os.path.join silently discards the root directory when input starts with a slash, and how to use pathlib.Path.resolve() and is_relative_to().

💡 Einfache Erklärung (ELI5)

Stellen Sie sich ein Hotelschloss vor, das eigentlich nur Zimmer im zweiten Stock öffnen soll. Wenn ein Gast am Tastenfeld '../../master-safe' eingibt, verlässt das Schloss den Flur und öffnet den Haupttresor des Hotelmanagers.

Kernkonzepte & Begriffe

Web Application Security: Kernkomponente der Architektur, die von CWE-918 betroffen ist.
CWE-918: Standardmäßige Common Weakness Enumeration (CWE)-Klassifizierung für path-traversal-python.
Defense-in-Depth: Mehrschichtige technische Verifikation und Laufzeit-Grenzenisolation.

Schritt-für-Schritt Angriffsablauf

Step 1

Eingabe des Client-Dateipfads

Ein Endpunkt akzeptiert Dateinamen oder Ressourcenbezeichner direkt über einen HTTP-Anfrageparameter.

Step 2

Injektion von Verzeichnis-Traversierungssequenzen

Der Angreifer schleust relative Pfadsequenzen wie '../', '..%2f' oder absolute Pfadüberschreibungen ein.

Step 3

Umgehung der Verzeichnisgrenze

Das Backend verbindet die Eingabe mit dem Basispfad, ohne kanonische Pfade aufzulösen oder Grenzen zu prüfen.

Step 4

Unbefugtes Lesen oder Überschreiben von Dateien

Das System öffnet und übermittelt vertrauliche Systemdateien (z. B. /etc/passwd oder Konfigurationsgeheimnisse).

Quellcode: Verwundbar vs. Sicher

✕ VERWUNDBARE IMPLEMENTIERUNG

# VULNERABLE: os.path.join discards BASE_DIR if filename starts with '/'
import os
from flask import Flask, request, abort, send_file

app = Flask(__name__)
BASE_DIR = '/var/app/public/user_uploads'

@app.route('/download')
def download_file():
    filename = request.args.get('file')
    # If filename is "/etc/passwd", os.path.join returns "/etc/passwd"!
    # If filename is "../../etc/passwd", it traverses outside BASE_DIR
    target_path = os.path.join(BASE_DIR, filename)
    
    if not os.path.exists(target_path):
        abort(404)
    return send_file(target_path)

✓ GEHÄRTETER SICHERHEITS-PATCH

# HARDENED: Resolve canonical path and enforce strict boundary containment
from pathlib import Path
from flask import Flask, request, abort, send_file

app = Flask(__name__)
BASE_DIR = Path('/var/app/public/user_uploads').resolve()

@app.route('/download')
def download_file():
    filename = request.args.get('file', '')
    # 1. Strip leading slashes and resolve relative components
    clean_name = filename.lstrip('/\\')
    target_path = (BASE_DIR / clean_name).resolve()
    
    # 2. Strict containment check: target MUST be inside BASE_DIR
    if not target_path.is_relative_to(BASE_DIR) or not target_path.is_file():
        abort(403)
        
    return send_file(target_path)

Checkliste für Engineering & Systemsicherheit

✓Verwenden Sie immer pathlib.Path.resolve() rather than os.path.abspath().
✓Empfohlene Sicherheitsmaßnahme: Assert target.is_relative_to(base_dir) before any read, write, or stat operation.
✓Empfohlene Sicherheitsmaßnahme: In Python 3.12+, invoke tarfile.extractall(filter='data') to enforce PEP 706 extraction safety.
✓Empfohlene Sicherheitsmaßnahme: Store uploaded files using randomized UUIDs in database tables rather than user-supplied filenames.