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

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1<?php
2
3/**
4 * Random\RandomError を継承するクラス
5 * PHPの内部クラスである Random\RandomError の __wakeup メソッドは直接変更できません。
6 * そのため、この継承クラスでユーザー定義の __wakeup メソッドを実装し、
7 * デシリアライズ時の挙動を可視化・操作可能にします。
8 * これは、__wakeup メソッドの動作と、そのバイパス手法を理解するための例です。
9 */
10class MyRandomError extends Random\RandomError
11{
12    // 追加のプロパティを定義し、__wakeup メソッドがこのプロパティに影響を与える例を示します。
13    public string $status = 'initial';
14
15    /**
16     * デシリアライズ時にPHPによって自動的に呼び出されるマジックメソッドです。
17     * オブジェクトがデシリアライズされた後、このメソッドが呼び出され、
18     * オブジェクトのプロパティの検証や初期化などを行うことができます。
19     */
20    public function __wakeup(): void
21    {
22        // __wakeup が呼び出されたことを示すメッセージ
23        echo "[__wakeup] MyRandomError::__wakeup called. Setting status to 'processed'.\n";
24        $this->status = 'processed'; // プロパティの値を変更
25    }
26
27    /**
28     * コンストラクタ。基底クラス (Random\RandomError) のコンストラクタを呼び出します。
29     *
30     * @param string $message エラーメッセージ
31     * @param int $code エラーコード
32     * @param Throwable|null $previous 前の例外
33     */
34    public function __construct(string $message = "", int $code = 0, ?Throwable $previous = null)
35    {
36        parent::__construct($message, $code, $previous);
37    }
38}
39
40/**
41 * __wakeup メソッドの呼び出しとバイパスの手法をデモンストレーションする関数。
42 *
43 * PHPのオブジェクトデシリアライズの仕組みにおいて、特定の条件下で __wakeup マジックメソッドの
44 * 呼び出しがスキップされる「バイパス」手法を、初心者にも分かりやすく示します。
45 * この手法は、PHP Object Injection (POI) などのセキュリティ上の脆弱性と関連することがあります。
46 */
47function demonstrateWakeupBypass(): void
48{
49    echo "--- __wakeup メソッドの呼び出しとバイパスのデモンストレーション ---\n\n";
50
51    // 1. 通常のオブジェクトのシリアライズとデシリアライズ
52    echo "1. 通常のデシリアライズ（__wakeup メソッドが呼び出される場合）\n";
53    $originalObject = new MyRandomError("An example error for wakeup demo.");
54    $originalObject->status = 'before_wakeup'; // デシリアライズ前の状態を設定
55    echo "   元のオブジェクトの状態: status = '{$originalObject->status}'\n";
56
57    // オブジェクトをシリアライズ文字列に変換
58    $serializedString = serialize($originalObject);
59    echo "   シリアライズされた文字列: {$serializedString}\n";
60
61    echo "   デシリアライズ中...\n";
62    // シリアライズ文字列を元のオブジェクトにデシリアライズ
63    $unserializedNormal = unserialize($serializedString);
64
65    if ($unserializedNormal instanceof MyRandomError) {
66        echo "   デシリアライズ後のオブジェクトの状態: status = '{$unserializedNormal->status}'\n";
67        // __wakeup メソッドが呼び出され、status が 'processed' に変更されているはずです。
68        echo "   期待される結果: status は '__wakeup' によって 'processed' に変更されています。\n\n";
69    } else {
70        echo "   エラー: オブジェクトのデシリアライズに失敗しました。\n\n";
71    }
72
73
74    // 2. __wakeup メソッドのバイパス
75    echo "2. __wakeup メソッドのバイパス（__wakeup メソッドが呼び出されない場合）\n";
76    echo "   シリアライズ文字列のプロパティ数を操作して、__wakeup の呼び出しをスキップさせます。\n";
77
78    // PHPのシリアライズ文字列の形式: O:length:"ClassName":propertyCount:{...}
79    // MyRandomError クラスは公開プロパティ 'status' を1つ持つため、通常の propertyCount は 1 です。
80    // ここで propertyCount を実際の数（この場合は1）より少なく（例: 0）することで、
81    // PHPは __wakeup メソッドの呼び出しをスキップします。
82
83    $classNameLength = strlen('MyRandomError');
84    // シリアライズ文字列を操作し、オブジェクトのプロパティ数を 0 に変更します。
85    // 正規表現を使って、クラス名とプロパティ数を正確に置き換えます。
86    $bypassedSerializedString = preg_replace(
87        '/^O:' . $classNameLength . ':"MyRandomError":\d+:{/',
88        'O:' . $classNameLength . ':"MyRandomError":0:{', // プロパティ数を 0 に変更
89        $serializedString
90    );
91
92    echo "   操作後のシリアライズ文字列 (プロパティ数: 0): {$bypassedSerializedString}\n";
93    echo "   デシリアライズ中...\n";
94    $unserializedBypassed = unserialize($bypassedSerializedString);
95
96    if ($unserializedBypassed instanceof MyRandomError) {
97        echo "   デシリアライズ後のオブジェクトの状態: status = '{$unserializedBypassed->status}'\n";
98        // __wakeup メソッドが呼び出されなかったので、status は 'before_wakeup' のままであるはずです。
99        echo "   期待される結果: status は '__wakeup' が呼び出されていないため、'before_wakeup' のままです。\n\n";
100    } else {
101        echo "   エラー: オブジェクトのデシリアライズに失敗しました。不正な文字列が原因である可能性があります。\n\n";
102    }
103
104    echo "--- デモンストレーション終了 ---\n";
105}
106
107// サンプルコードを実行します。
108demonstrateWakeupBypass();
109
110?>

Random\RandomErrorクラスに存在する__wakeupメソッドは、PHPのオブジェクトがシリアライズ（文字列化）された状態から、元のオブジェクトに戻される（デシリアライズ）際に自動的に呼び出される特殊なマジックメソッドです。このメソッドは引数を取らず、戻り値もありません。オブジェクトがデシリアライズされた後、そのオブジェクトのプロパティの検証や初期化など、特定の処理を実行するために利用されます。

サンプルコードでは、Random\RandomErrorを継承したMyRandomErrorクラスで__wakeupメソッドを実装し、デシリアライズ時にオブジェクトのstatusプロパティが変更される様子を示しています。通常、オブジェクトがデシリアライズされるとこの__wakeupメソッドが実行され、定義された処理が適用されます。

しかし、PHPのシリアライズ文字列の内部構造を操作することで、この__wakeupメソッドの呼び出しを意図的にスキップする「バイパス」が可能です。具体的には、シリアライズ文字列中のオブジェクトのプロパティ数を実際の数よりも少なく改ざんすることで、PHPは__wakeupメソッドを実行せずにデシリアライズを完了させます。これにより、__wakeupメソッド内で予定されていた処理が実行されず、オブジェクトの状態が期待と異なる結果となる場合があります。このバイパス手法は、PHP Object Injection（POI）などのセキュリティ上の脆弱性につながる可能性があり、オブジェクトのデシリアライズ処理の安全性を考慮する上で理解しておくべき重要な概念です。

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1<?php
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3// MyRandomError クラスは PHP の Random\RandomError を継承し、
4// __wakeup マジックメソッドの動作を実演します。
5// __wakeup は、unserialize() 関数によってオブジェクトが再構築される際に呼び出され、
6// オブジェクトの内部状態を復元するために使用されます。
7class MyRandomError extends \Random\RandomError
8{
9    private string $initializationStatus;
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11    // コンストラクタ: オブジェクトが生成されたときの初期状態を設定します。
12    public function __construct(string $message = "", int $code = 0, ?\Throwable $previous = null)
13    {
14        parent::__construct($message, $code, $previous);
15        $this->initializationStatus = '初期生成時';
16    }
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18    // __wakeup マジックメソッド:
19    // unserialize() がオブジェクトを復元する際に、自動的に呼び出されます。
20    // 引数はなく、戻り値もありません。
21    // ここで、デシリアライズ後のオブジェクトの内部状態を整える処理を記述します。
22    public function __wakeup(): void
23    {
24        $this->initializationStatus = 'デシリアライズ後に復元';
25        echo "MyRandomError::__wakeup が呼び出されました。オブジェクトの状態が復元されました。\n";
26    }
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28    // オブジェクトの現在の初期化状態を返すメソッド
29    public function getInitializationStatus(): string
30    {
31        return $this->initializationStatus;
32    }
33}
34
35// -----------------------------------------------------------
36// __wakeup メソッドの動作を示すためのデモンストレーション
37// -----------------------------------------------------------
38
39// 1. MyRandomError のインスタンスを生成
40$originalError = new MyRandomError("ファイルが見つかりません", 404);
41echo "元のオブジェクトの状態: " . $originalError->getInitializationStatus() . "\n";
42
43// 2. オブジェクトをシリアライズ (オブジェクトを文字列に変換)
44$serializedObject = serialize($originalError);
45echo "シリアライズされたデータ: " . $serializedObject . "\n";
46
47// 3. シリアライズされた文字列をデシリアライズ (オブジェクトに復元)
48//    この時、MyRandomError::__wakeup メソッドが自動的に呼び出されます。
49$deserializedObject = unserialize($serializedObject);
50
51// 4. デシリアライズ後のオブジェクトの状態を確認
52if ($deserializedObject instanceof MyRandomError) {
53    echo "デシリアライズされたオブジェクトの状態: " . $deserializedObject->getInitializationStatus() . "\n";
54    echo "デシリアライズされたエラーメッセージ: " . $deserializedObject->getMessage() . "\n";
55} else {
56    echo "オブジェクトのデシリアライズに失敗しました。\n";
57}

PHPの__wakeupメソッドは、シリアライズ（オブジェクトを文字列に変換すること）されたオブジェクトが、unserialize()関数によって再びオブジェクトとして復元される際に、自動的に呼び出される特殊なメソッドです。このメソッドは、デシリアライズされたオブジェクトの内部状態を正しく復元したり、必要な初期化処理を行ったりするために使用されます。

Random\RandomErrorクラスはPHPのランダム関連機能で発生するエラーを表す基底クラスであり、その__wakeupメソッドは、このクラスを継承したカスタムクラスにおいて、オブジェクトの復元後の状態を調整する目的で利用されます。このメソッドは引数を一切取らず、戻り値もありません（void）。

サンプルコードでは、Random\RandomErrorを継承するMyRandomErrorクラスを例に、__wakeupの動作を示しています。まずオブジェクトを生成し、その状態をシリアライズして文字列化します。次に、その文字列をunserialize()で元のオブジェクトに復元する際、MyRandomError::__wakeupメソッドが自動的に呼び出され、オブジェクトの内部にある初期化ステータスが「デシリアライズ後に復元」へと更新される様子を確認できます。これは、オブジェクトが復元された後に特定の処理を実行したい場合に、この__wakeupメソッドを定義することで実現できることを示しています。