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

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1<?php
2
3/**
4 * CustomPharException クラス
5 * PharException を継承し、__wakeup マジックメソッドの挙動と、
6 * その内部ロジックが「バイパス」される可能性を示すカスタム例外クラスです。
7 *
8 * 通常、PharException は __wakeup メソッドを持ちませんが、
9 * ここでは説明のためにカスタムロジックをシミュレートします。
10 */
11class CustomPharException extends PharException
12{
13    /**
14     * @var bool 重要な処理が実行されたかを示すフラグ (public プロパティ)
15     */
16    public bool $critical_process_executed = false;
17
18    /**
19     * @var string シークレット情報 (private プロパティ)
20     * unserialize() 時にこの値が検証されると仮定します。
21     */
22    private string $secret_data = 'initial_secret';
23
24    /**
25     * コンストラクタ
26     */
27    public function __construct(string $message = "", int $code = 0, ?Throwable $previous = null)
28    {
29        parent::__construct($message, $code, $previous);
30        echo "CustomPharException オブジェクトが生成されました。\n";
31    }
32
33    /**
34     * __wakeup マジックメソッド
35     * unserialize() 関数によってオブジェクトが再構築される際に自動的に呼び出されます。
36     * 通常、オブジェクトの状態の復元や検証、リソースの再確立などを行います。
37     *
38     * この例では、シークレットデータの検証を行い、
39     * 検証が成功した場合にのみ 'critical_process_executed' フラグを true にします。
40     */
41    public function __wakeup(): void
42    {
43        echo "--- __wakeup() が呼び出されました ---\n";
44
45        // ここに重要なセキュリティチェックやデータ整合性の検証ロジックを記述すると仮定します。
46        // 例: データベース接続の再確立、ファイルの存在チェック、署名検証など。
47        // このサンプルでは、単純なフラグ設定とシークレットデータの検証を行います。
48
49        // シークレットデータが想定される安全な値であるか検証する、重要なセキュリティチェックと仮定
50        if ($this->secret_data === 'initial_secret' || $this->secret_data === 'valid_secret') {
51            $this->critical_process_executed = true;
52            echo "  [OK] 重要な処理が正常に実行されました。\n";
53        } else {
54            // 不正なシークレットデータが注入された場合、重要な処理は実行されません。
55            // これが「__wakeup 処理のバイパス」の一例です。
56            echo "  [警告] 不正なシークレットデータが検出されました。重要な処理はスキップされます。\n";
57        }
58    }
59
60    /**
61     * シークレットデータを設定するメソッド
62     */
63    public function setSecretData(string $data): void
64    {
65        $this->secret_data = $data;
66    }
67
68    /**
69     * シークレットデータを取得するメソッド (デモンストレーション用)
70     */
71    public function getSecretData(): string
72    {
73        return $this->secret_data;
74    }
75}
76
77echo "--- 1. 正常なオブジェクトのシリアライズとデシリアライズの例 ---\n";
78
79// 正常な CustomPharException オブジェクトを生成し、シークレットデータを設定
80$original_obj = new CustomPharException("ファイルが破損しています。", 123);
81$original_obj->setSecretData('valid_secret');
82echo "  元のオブジェクトの critical_process_executed: " . var_export($original_obj->critical_process_executed, true) . "\n";
83echo "  元のオブジェクトの secret_data: " . $original_obj->getSecretData() . "\n\n";
84
85// オブジェクトをシリアライズ (文字列に変換)
86$serialized_obj = serialize($original_obj);
87echo "  シリアライズされた文字列: " . $serialized_obj . "\n\n";
88
89// シリアライズされた文字列をデシリアライズ (オブジェクトに復元)
90// この際に __wakeup() メソッドが自動的に呼び出されます。
91$unserialized_obj = unserialize($serialized_obj);
92echo "  デシリアライズ後の critical_process_executed: " . var_export($unserialized_obj->critical_process_executed, true) . "\n";
93echo "  デシリアライズ後の secret_data: " . $unserialized_obj->getSecretData() . "\n\n";
94
95echo "--- 2. __wakeup() 処理のバイパス例 (意図しないデータの注入) ---\n";
96echo "  攻撃者がシリアライズされた文字列を改ざんし、private プロパティに不正な値を注入するシナリオを想定します。\n";
97echo "  PHP のシリアライズ形式では、private プロパティは \"\\0ClassName\\0propertyName\" の形式で表現されます。\n\n";
98
99// 攻撃者が改ざんしたシリアライズ文字列を作成
100// 意図的に private な secret_data プロパティの値を不正なものに置き換えます。
101// str_replace を使用していますが、実際の攻撃ではバイナリデータ操作が用いられることもあります。
102$malicious_serialized_obj = str_replace(
103    's:30:"' . "\0" . 'CustomPharException' . "\0" . 'secret_data";s:12:"valid_secret"',
104    's:30:"' . "\0" . 'CustomPharException' . "\0" . 'secret_data";s:22:"private_malicious_data"',
105    $serialized_obj
106);
107
108echo "  改ざんされたシリアライズされた文字列: " . $malicious_serialized_obj . "\n\n";
109
110// 不正なデータを含む文字列をデシリアライズする
111// __wakeup() メソッドは呼び出されますが、内部の検証ロジックが不正なデータを検出するため、
112// 「重要な処理」は実行されず (critical_process_executed は false のまま)、
113// 結果として __wakeup() 内の意図されたセキュリティチェックが「バイパス」された状態になります。
114$bypassed_obj = unserialize($malicious_serialized_obj);
115echo "  デシリアライズ後の critical_process_executed: " . var_export($bypassed_obj->critical_process_executed, true) . "\n";
116echo "  デシリアライズ後の secret_data: " . $bypassed_obj->getSecretData() . "\n\n";
117
118// この例は、__wakeup が呼び出されること自体を回避するのではなく、
119// __wakeup 内のロジックが、不正なデータによって目的を果たせなくなる（＝バイパスされる）
120// という一般的なセキュリティの文脈における「バイパス」を示しています。
121
122?>

PHPの__wakeupマジックメソッドは、unserialize()関数によってシリアライズされた文字列からオブジェクトが復元される直前に自動的に呼び出される特別なメソッドです。引数はなく、戻り値もありません。通常、オブジェクトの状態を復元したり、重要なセキュリティチェックやリソースの再確立などを行ったりするために利用されます。

サンプルコードでは、PharExceptionを継承したCustomPharExceptionクラスに__wakeupメソッドを実装し、その挙動を示しています。本来PharExceptionクラス自体には__wakeupメソッドは存在しませんが、ここでは説明のためにシミュレートされています。この例では、__wakeupメソッド内でsecret_dataというプライベートプロパティの値が正しいかを検証し、問題なければcritical_process_executedというフラグをtrueに設定する重要な処理が記述されています。

コードの後半では、「__wakeup処理のバイパス」の例として、攻撃者がシリアライズされた文字列を改ざんし、secret_dataに不正な値を注入するシナリオを示しています。不正なデータを含むオブジェクトがunserialize()されると、__wakeupメソッドは確かに呼び出されます。しかし、内部の検証ロジックが改ざんされたデータを検出するため、意図された「重要な処理」は実行されず、結果としてcritical_process_executedフラグはfalseのままとなります。これは、__wakeupメソッド自体が呼び出されないことではなく、その内部で行われるべきセキュリティ検証などの重要なロジックが、不正なデータによってその目的を果たせない状態、つまり「バイパス」される可能性を示しています。このような脆弱性は、シリアライズデータを扱うアプリケーションで注意が必要です。

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1<?php
2
3/**
4 * PharExceptionを継承したカスタム例外クラス。
5 * PHPの組み込みクラス（PharExceptionなど）の__wakeupマジックメソッドは内部的なものであるため、
6 * その動作を直接観察することはできません。
7 * このクラスは、PharExceptionを継承し、__wakeupメソッドをオーバーライドすることで、
8 * オブジェクトがデシリアライズされる際にこのメソッドがどのように機能するかを具体的に示します。
9 * システムエンジニアを目指す初心者の方にも理解しやすいように、__wakeupが呼び出されるタイミングと効果を可視化します。
10 */
11class MyPharException extends PharException
12{
13    /**
14     * このカスタム例外オブジェクトの状態を示すプロパティ。
15     * シリアライズ・デシリアライズの前後で変化を観察します。
16     */
17    private string $customState;
18
19    /**
20     * コンストラクタ。MyPharExceptionオブジェクトを初期化します。
21     *
22     * @param string $message 例外のメッセージ。
23     * @param int $code 例外のコード。
24     * @param Throwable|null $previous この例外の前の例外（あれば）。
25     */
26    public function __construct(string $message = "", int $code = 0, ?Throwable $previous = null)
27    {
28        parent::__construct($message, $code, $previous);
29        // オブジェクトが作成された時点でのカスタム状態を設定します。
30        $this->customState = "コンストラクタで設定されたオリジナル状態";
31        echo "MyPharExceptionのコンストラクタが呼び出されました。\n";
32    }
33
34    /**
35     * このマジックメソッドは、オブジェクトがPHPの unserialize() 関数によって
36     * デシリアライズ（復元）される直前に自動的に呼び出されます。
37     * 主に、デシリアライズ後にオブジェクトの内部状態を再構築したり、
38     * 接続を再確立したりするのに使用されます。
39     *
40     * @return void
41     */
42    public function __wakeup(): void
43    {
44        echo "MyPharException::__wakeup が呼び出されました！\n";
45        // __wakeupが呼び出されたことを示すために、カスタム状態を更新します。
46        $this->customState = "__wakeupで更新されたデシリアライズ後の状態";
47    }
48
49    /**
50     * オブジェクトのカスタム状態を取得するメソッド。
51     *
52     * @return string 現在のカスタム状態。
53     */
54    public function getCustomState(): string
55    {
56        return $this->customState;
57    }
58}
59
60// -----------------------------------------------------------------------------
61// サンプルコード本体: MyPharExceptionのシリアライズとデシリアライズのデモンストレーション
62// -----------------------------------------------------------------------------
63
64echo "--- PharExceptionの子孫クラスにおける __wakeup メソッドの動作確認 ---\n\n";
65
66// 1. MyPharExceptionのインスタンスを作成します。
67$originalException = new MyPharException("Pharアーカイブの処理中にエラーが発生しました。", 1001);
68echo "作成直後の例外のカスタム状態: " . $originalException->getCustomState() . "\n";
69
70// 2. 例外オブジェクトをシリアライズ（PHPオブジェクトを文字列形式に変換）します。
71echo "\n--- 例外オブジェクトをシリアライズ中 ---\n";
72$serializedException = serialize($originalException);
73echo "シリアライズされたデータ (一部): " . substr($serializedException, 0, 150) . "...\n";
74
75// 3. シリアライズされた文字列から、例外オブジェクトをデシリアライズ（復元）します。
76echo "\n--- 例外オブジェクトをデシリアライズ中 ---\n";
77// ここで unserialize() が実行されると、MyPharExceptionの__wakeup() メソッドが
78// デシリアライズ処理中に自動的に呼び出されます。
79$unserializedException = unserialize($serializedException);
80
81// 4. デシリアライズ後のオブジェクトの状態を確認します。
82echo "\n--- デシリアライズ後のオブジェクトの状態 ---\n";
83if ($unserializedException instanceof MyPharException) {
84    echo "デシリアライズ後の例外メッセージ: " . $unserializedException->getMessage() . "\n";
85    echo "デシリアライズ後の例外のカスタム状態: " . $unserializedException->getCustomState() . "\n";
86
87    if ($unserializedException->getCustomState() === "__wakeupで更新されたデシリアライズ後の状態") {
88        echo "-> __wakeup メソッドが正しく呼び出され、オブジェクトの状態が更新されました。\n";
89    } else {
90        echo "-> __wakeup メソッドが期待通りに呼び出されなかったか、状態が更新されませんでした。\n";
91    }
92} else {
93    echo "エラー: デシリアライズされたデータがMyPharExceptionのインスタンスではありません。\n";
94}
95
96?>

PHP 8の__wakeupメソッドは、オブジェクトがunserialize()関数によってデシリアライズ（復元）される直前に自動的に呼び出される特別なマジックメソッドです。このメソッドは引数を取らず、戻り値も持ちません。組み込みのPharExceptionクラスの__wakeupメソッドは内部的なため直接観察が困難ですが、サンプルコードではPharExceptionを継承したMyPharExceptionクラスを定義し、このメソッドの動作を具体的に示しています。

MyPharExceptionのインスタンスが作成されると、初期状態が設定されます。その後、serialize()関数でオブジェクトを文字列に変換し、さらにunserialize()関数で元のオブジェクトに復元する過程で、__wakeupメソッドが自動的に実行されます。サンプルでは、__wakeup内でcustomStateというプロパティの値を更新することで、メソッドが呼び出されたタイミングと、デシリアライズ後のオブジェクトの状態がどのように再構築されるかを明確に可視化しています。これにより、デシリアライズ後にオブジェクトの整合性を保つための初期化処理などに、このマジックメソッドがどのように役立つかを学ぶことができます。