【PHP8.x】Dom\Element::__wakeup()メソッドの使い方

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1<?php
2
3/**
4 * Dom\Element::__wakeup はPHPの標準的なDOM拡張には存在しません。
5 * また、Dom\Elementを含むDOM関連オブジェクトは、直接シリアライズできません。
6 *
7 * しかし、ユーザー提供のリファレンス情報に基づき、
8 * 「もし Dom\Element がシリアライズ可能で、__wakeup メソッドを持っていたとしたら、
9 * どのようにバイパスされるか」という概念を模倣するために、
10 * Dom\Element に似た振る舞いを持つユーザー定義クラスを用いて、
11 * __wakeup バイパスの一般的なパターンを示します。
12 *
13 * このコードは、Dom\Elementクラス自体に__wakeupが存在することや、
14 * Dom\Elementを直接シリアライズできることを示すものではありません。
15 * 「バイパス」とは、__wakeupメソッドが何らかのセキュリティチェックを行う場合に、
16 * 攻撃者がシリアライズデータを改ざんしてそのチェックをすり抜け、
17 * 意図しないオブジェクトの状態を生成するシナリオを指します。
18 */
19
20class MockDomElement
21{
22    public string $tagName;
23    public string $nodeValue;
24    private array $attributes = [];
25    private bool $initialized = false; // __wakeupが実行されたかを示す内部フラグ
26
27    public function __construct(string $tagName, string $nodeValue = '')
28    {
29        $this->tagName = $tagName;
30        $this->nodeValue = $nodeValue;
31    }
32
33    /**
34     * オブジェクトのデシリアライズ時に自動的に呼び出されるマジックメソッド。
35     * ここでは、セキュリティチェックを模倣し、特定の属性がない場合に機密情報をリセットする挙動を想定します。
36     * リファレンス情報に基づき、引数なし、戻り値 void です。
37     */
38    public function __wakeup(): void
39    {
40        // __wakeup が実行されたことを示す
41        $this->initialized = true;
42
43        // もし "data-secure" 属性がない、または "true" でない場合、
44        // 重要な情報を初期化（リセット）すると仮定します。
45        // これが、攻撃者が回避したい「セキュリティチェック」です。
46        if (!isset($this->attributes['data-secure']) || $this->attributes['data-secure'] !== 'true') {
47            $this->nodeValue = 'UNTRUSTED_RESET_VALUE'; // 重要なデータがリセットされる
48            error_log("MockDomElement::__wakeup: 'data-secure=true' がないため、ノード値をリセットしました。");
49        } else {
50            error_log("MockDomElement::__wakeup: 'data-secure=true' が検出され、ノード値は保持されました。");
51        }
52    }
53
54    /**
55     * オブジェクトがシリアライズされる直前に呼び出されます。
56     * シリアライズから除外したいプロパティがある場合に利用します。
57     * ここでは、内部フラグである $initialized をシリアライズから除外します。
58     */
59    public function __sleep(): array
60    {
61        return ['tagName', 'nodeValue', 'attributes'];
62    }
63
64    /**
65     * 属性を設定するメソッド。
66     */
67    public function setAttribute(string $name, string $value): void
68    {
69        $this->attributes[$name] = $value;
70    }
71
72    /**
73     * 属性を取得するメソッド。
74     */
75    public function getAttribute(string $name): ?string
76    {
77        return $this->attributes[$name] ?? null;
78    }
79
80    /**
81     * オブジェクトの初期化状態を取得するメソッド（デバッグ用）。
82     */
83    public function isInitialized(): bool
84    {
85        return $this->initialized;
86    }
87}
88
89// -------------------------------------------------------------------------
90// サンプルコード本体: __wakeup バイパスの概念
91// -------------------------------------------------------------------------
92
93echo "--- 1. __wakeup がトリガーされる通常のデシリアライズ（ノード値がリセットされる） ---" . PHP_EOL;
94
95// 1. 通常のオブジェクト生成。
96// 'data-secure' 属性は設定しないため、__wakeup でリセットされます。
97$originalElement = new MockDomElement('p', 'Original sensitive data');
98$originalElement->setAttribute('id', 'item-1');
99
100// 2. オブジェクトをシリアライズ。
101$serializedOriginal = serialize($originalElement);
102echo "シリアライズデータ: " . $serializedOriginal . PHP_EOL;
103
104// 3. オブジェクトをデシリアライズ。
105// __wakeup が呼び出され、'data-secure' 属性がないためノード値はリセットされます。
106$deserializedNormal = unserialize($serializedOriginal);
107
108echo "デシリアライズ後のノード値 (通常): " . $deserializedNormal->nodeValue . PHP_EOL; // UNTRUSTED_RESET_VALUE
109echo "__wakeup 実行フラグ (通常): " . ($deserializedNormal->isInitialized() ? 'true' : 'false') . PHP_EOL;
110echo PHP_EOL;
111
112echo "--- 2. __wakeup のチェックを「バイパス」するデシリアライズ（ノード値が保持される） ---" . PHP_EOL;
113
114// 攻撃者がシリアライズデータを手動で改ざんし、__wakeup のチェックを回避するシナリオ。
115// ここでは、シリアライズデータ内の 'attributes' 配列に 'data-secure' => 'true' を挿入することで、
116// __wakeup 内の条件を満たし、ノード値がリセットされないようにします。
117
118// 元のシリアライズデータ:
119// O:12:"MockDomElement":3:{s:7:"tagName";s:1:"p";s:9:"nodeValue";s:23:"Original sensitive data";s:10:"attributes";a:1:{s:2:"id";s:6:"item-1";}}
120
121// 改ざんされたシリアライズデータ:
122// nodeValue を「Malicious sensitive data」に変更し、
123// attributes に 'data-secure' => 'true' を追加します。
124$maliciousSerialized = 'O:12:"MockDomElement":3:{s:7:"tagName";s:1:"p";s:9:"nodeValue";s:24:"Malicious sensitive data";s:10:"attributes";a:2:{s:2:"id";s:6:"item-1";s:11:"data-secure";s:4:"true";}}';
125
126echo "改ざんされたシリアライズデータ: " . $maliciousSerialized . PHP_EOL;
127
128// 4. 改ざんされたデータをデシリアライズ。
129$deserializedBypass = unserialize($maliciousSerialized);
130
131// __wakeup は実行されますが、改ざんされたデータに含まれる 'data-secure' 属性のチェックを通過するため、
132// ノード値はリセットされずに、攻撃者が設定した「Malicious sensitive data」が保持されます。
133echo "デシリアライズ後のノード値 (バイパス): " . $deserializedBypass->nodeValue . PHP_EOL; // Malicious sensitive data
134echo "__wakeup 実行フラグ (バイパス): " . ($deserializedBypass->isInitialized() ? 'true' : 'false') . PHP_EOL;
135echo "属性 'data-secure': " . $deserializedBypass->getAttribute('data-secure') . PHP_EOL;
136
137// 注意: PHP 8では、__wakeupマジックメソッドは常に呼び出されます。
138// ここでの「バイパス」は、__wakeupが特定の条件（例: 属性の存在）に基づいて動作を変える場合に、
139// その条件を攻撃者側が操作して、意図しない挙動を引き起こすことを意味します。

PHPのDom\Element::__wakeupメソッドは、標準のDOM拡張には存在せず、Dom\Elementオブジェクト自体も直接シリアライズすることはできません。しかし、このサンプルコードは、もしこのようなメソッドが存在したと仮定し、一般的な__wakeupマジックメソッドのバイパス概念をシステムエンジニアを目指す初心者にもわかるように解説します。

__wakeupは、オブジェクトがシリアライズされたデータから復元（デシリアライズ）される際に自動的に呼び出される特別なメソッドです。このメソッドは引数を取らず、戻り値もありません（void）。通常、デシリアライズ後のオブジェクトの状態を検証したり、セキュリティチェックを行ったり、特定のプロパティを初期化したりする目的で利用されます。

「__wakeupバイパス」とは、攻撃者がシリアライズデータを意図的に改ざんすることで、__wakeupメソッド内に実装されたセキュリティチェックや初期化処理を回避し、本来とは異なる危険なオブジェクトの状態を作り出す攻撃手法を指します。

サンプルコードでは、MockDomElementクラスを用いてこの概念を説明しています。通常のデシリアライズでは、__wakeupメソッドが実行され、特定のセキュリティ属性がないと判断された場合に、オブジェクトの重要なデータ（nodeValue）がリセットされます。しかし、攻撃者がシリアライズデータに「data-secure=true」という属性を改ざんして挿入すると、__wakeupメソッドは依然として呼び出されるものの、このチェックを通過してしまい、本来リセットされるべきデータが保持されたままオブジェクトが復元されます。これにより、攻撃者は意図しないデータをオブジェクト内に保持させることができるため、セキュリティ上の問題を引き起こす可能性があります。

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1<?php
2
3// 名前空間 Dom の下に Element クラスを定義します。
4namespace Dom;
5
6class Element
7{
8    public string $id;
9    public string $tagName;
10    // このフラグは、オブジェクトが unserialize() 後の __wakeup メソッドによって初期化されたかを示します。
11    public bool $initializedByWakeup = false;
12
13    /**
14     * コンストラクタ。オブジェクトが初めて作成されるときに呼び出されます。
15     *
16     * @param string $tagName 要素のタグ名
17     * @param string $id 要素のID
18     */
19    public function __construct(string $tagName, string $id = '')
20    {
21        $this->tagName = $tagName;
22        $this->id = $id;
23        // コンストラクタでは、__wakeup による初期化フラグは設定しません。
24        // この時点では、__wakeup メソッドは呼び出されていません。
25    }
26
27    /**
28     * オブジェクトが unserialize() によってデシリアライズされた直後に呼び出されるマジックメソッドです。
29     *
30     * デシリアライズされたオブジェクトの状態を復元したり、
31     * シリアライズ時に失われたリソース（データベース接続、ファイルハンドルなど）を再確立するために使用されます。
32     * このメソッドは引数を取りません。
33     *
34     * @return void
35     */
36    public function __wakeup(): void
37    {
38        // デシリアライズ後に、オブジェクトが再び利用可能になったことを示すフラグを設定する例。
39        // ここに、外部リソースの再接続や、オブジェクト内部状態の再構築などの処理を記述します。
40        $this->initializedByWakeup = true;
41    }
42
43    /**
44     * オブジェクトの状態を示す文字列を返します。
45     *
46     * @return string 現在の状態を示す文字列
47     */
48    public function getStatus(): string
49    {
50        return sprintf(
51            "Element: '%s' (ID: '%s'), Initialized by __wakeup: %s",
52            $this->tagName,
53            $this->id,
54            $this->initializedByWakeup ? 'Yes' : 'No'
55        );
56    }
57}
58
59// ----- サンプルコードの実行 -----
60
61echo "オブジェクトの生成とシリアライズ:\n";
62
63// 1. Dom\Element オブジェクトを作成します。
64$originalElement = new Element('article', 'item-detail');
65echo "- 元のオブジェクト: " . $originalElement->getStatus() . "\n"; // __wakeup は呼ばれていないため 'No' と表示されます。
66
67// 2. オブジェクトをシリアライズします。この操作では __wakeup は呼び出されません。
68$serializedData = serialize($originalElement);
69echo "- シリアライズされたデータ: " . $serializedData . "\n\n";
70
71echo "オブジェクトのデシリアライズ:\n";
72
73// 3. シリアライズされたデータをデシリアライズします。
74//    この操作により、新しいオブジェクトが作成され、その直後に __wakeup() メソッドが自動的に呼び出されます。
75$deserializedElement = unserialize($serializedData);
76echo "- デシリアライズされたオブジェクト: " . $deserializedElement->getStatus() . "\n"; // __wakeup が呼ばれたため 'Yes' と表示されます。
77
78// 元のオブジェクトとデシリアライズされたオブジェクトは、メモリ上の異なるインスタンスです。
79echo "\n元のオブジェクトとデシリアライズされたオブジェクトの比較:\n";
80echo "- 同じインスタンスか? " . ($originalElement === $deserializedElement ? 'Yes' : 'No') . "\n";
81

PHPのDom\Element::__wakeupメソッドは、オブジェクトが「デシリアライズ」という処理によって文字列から元のオブジェクトの状態に復元された直後に、自動的に呼び出される特別なメソッドです。これをPHPでは「マジックメソッド」と呼びます。

このメソッドの主な役割は、デシリアライズされたオブジェクトが再び正しく機能するために必要な初期化を行うことです。例えば、オブジェクトが持っていたデータベースへの接続やファイルへのリンクなど、オブジェクトを文字列に変換する「シリアライズ」の際に失われてしまう外部リソースを再接続したり、特定の内部状態を再構築したりする際に利用されます。

__wakeupメソッドは、どのような引数も受け取りません。また、特定の値を返す必要もないため、戻り値はvoid（何も返さない）と定義されています。サンプルコードでは、デシリアライズ後にこのメソッドが呼び出されたことを示すフラグを立てることで、オブジェクトの初期化が適切に行われたことを確認しています。これにより、デシリアライズ後のオブジェクトが安定して動作することを保証できます。