fix(aibox): close audit findings H1-H3/M1-M2 (command exec protection chain)

- H1: CommandLineTool.execute_streaming now purely delegates to injected
  executor; removes 150-line duplicate Popen loop that bypassed 1MB cap,
  cancel() and timeout protections
- H2: thread the blocking readline into a daemon reader thread; main loop
  polls queue with 0.1s ticks so timeout/1MB checks fire even for silent
  commands (verified: 3s timeout on 15s sleep, was 15s+ before)
- H3: stdin=DEVNULL on both Popen sites; stdin-waiting commands now hit
  EOF instead of deadlocking the tool thread forever
- M1: heredoc delimiter uniquification in write_file guidance (content
  line equal to AIBOX_EOF no longer truncates into shell injection)
- M2: 3600s total deadline on registry streaming forward loop

Verification: PoC regression 5/5 PASS (timeout/1MB/cancel/delegation),
full unit suite 264 passed. Audit report updated with Batch E results.
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qing committed 2026-08-17 17:28:41 +08:00
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# aibox 模块安全与质量审计报告
- **日期**:2026-08-17
- **审计基线**:HEAD `ce142fe`(Batch A–D 落地后)
- **审计范围**:`aibox.py`(~3150 行)+ `llm_client.py` + `tools/`(7 文件)+ `subsystems/`(6 文件)+ `common/`
- **方法**:逐文件代码审读 + PoC 动态验证(H2 已实证)
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## 一、总体结论
架构设计(分层、参数化 SQL、密钥隔离、消息回滚)整体健康,但**命令执行链存在一条系统性断裂**:实际运行路径绕过了精心设计的执行器,导致 1MB 硬约束、超时、中断三项保护同时失效。
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## 二、高危发现(3 项)
### H1:`run_command` 实际路径绕过注入的 executor——三重保护同时失效
证据链:
- `aibox.py:1012` 将 `command_executor` 注入 `CommandLineTool`
- 但 `tools/command_tool.py:86-219` 的 `execute_streaming` 自带一套 **150 行的重复 Popen 实现**,`self.executor` 全程未使用(死注入)
- `tools/registry.py:71-86` 检测到 `execute_streaming` 即走该路径——**生产 100% 命中**
后果:
| 保护 | 设计位置 | 实际状态 |
|---|---|---|
| 1MB 输出上限(硬约束) | `executors.py:69` | **失效**——command_tool 的 `output_lines` 无限累积 |
| `cancel()` 中断 | `executors.py:76-86` 只 kill `_current_process` | **失效**——实际进程引用只在 command_tool 局部变量,三层中断的第三层对 run_command 不生效 |
| 超时/截断统一语义 | executors | 旁路(见 H2) |
附带问题:`msvcrt.kbhit()` 检查的是**当前进程**键盘而非子管道(`command_tool.py:123-125` 无意义代码);循环内重复 `import select`。
### H2:超时机制对无输出命令完全失效(PoC 已证)
`readline()` 是阻塞调用,超时检查只在**两次 readline 之间**执行。无输出命令会让 readline 阻塞到进程自然退出:
```
PoC:timeout=3s,命令 powershell Start-Sleep 15(无 stdout 输出)
结果:readline blocked 15.2s (timeout was 3s)
VERDICT: timeout mechanism ineffective for silent commands: True
```
两处同病:`command_tool.py:106-165` 与 `executors.py:97-113`。`--once` 模式有 `--once-timeout` 兜底,**WebSocket 模式无兜底**。
### H3:`stdin=subprocess.PIPE` 从不写入也不关闭——死锁放大器
`executors.py:156`、`command_tool.py:93`:等待 stdin 的命令(`cat` 无参、交互式 `python`、`ssh`)永不退出 → 与 H2 叠加:**readline 永久阻塞 + 超时检测永不执行 + cancel 杀不到进程** = 工具线程永久挂起。应为 `stdin=subprocess.DEVNULL`。
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## 三、中危发现(4 项)
| # | 问题 | 位置 | 说明 |
|---|---|---|---|
| M1 | **heredoc 定界符注入** | `basic_tools.py:179` | `content` 含独立行 `AIBOX_EOF` 时 heredoc 提前终止,**后续行成为 shell 命令执行**。AI 写文件内容是不可信输入(可被网页内容/用户消息诱导)。修复:定界符唯一化(检测冲突则换 `AIBOX_EOF_2` 递增) |
| M2 | 工具流式转发循环可永久挂起 | `registry.py:90-107` | `while thread.is_alive() or not empty()` + `get(0.1)`——H3 场景下永不退出;`join(5)` 超时后返回但 daemon 线程继续向输出队列写(僵尸输出混入后续对话流) |
| M3 | web 工具无协议/目标校验 | `basic_tools.py:315-338` | `url` 未限制 scheme,`curl file:///etc/shadow`、内网地址均可达(SSRF)。本地单用户产品风险有限,建议白名单 http/https |
| M4 | shlex.quote POSIX 转义在 Windows 失效 | `basic_tools.py:99-112` 等全部指引命令 | 单引号在 cmd.exe 无效,Windows 下 `head/sed/grep` 指引命令执行异常。Linux 部署(树莓派)不受影响 |
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## 四、低危发现(3 项)
| # | 问题 | 位置 |
|---|---|---|
| L1 | `get_pending_memos` 的 `LIMIT {limit}` f-string 拼接 | `db.py:417`——当前调用链 limit 均为内部 int,无外部直达;防御性参数化即可 |
| L2 | `check_path_safety` 仅查大小,无路径边界 | `base.py:96-110`——by design(AI 可全盘读写,本地单用户),已确认设计意图 |
| L3 | `executors.execute()` finally kill 后未 `wait()` | `executors.py:205-207`——Windows 句柄短暂滞留 |
**做得好的**:SQL 全面参数化(LIKE 通配符正确转义 `db.py:200-209`)、API key 零日志泄漏、WAL 已启用、消息回滚/tool 配对修复、`_msg_lock`/`_process_lock` 使用正确、工具实例按连接隔离。
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## 五、架构合规矩阵
| 硬约束 | 状态 |
|---|---|
| WebSocket :8765 | ✅ |
| 依赖单向 `common←subsystems←tools←aibox` | ✅ |
| Worker 仅 7 执行工具 | ✅ |
| 工具输出 ≤1MB + 超时 + 中断 | ❌ **H1/H2/H3 三项全破** |
| prompt 三级排序加载 / sqlite 线程安全 | ✅ |
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## 六、修复建议(一批搞定 H1/H2/H3,约 ±120 行)
1. **删除 command_tool.py 的重复 Popen 实现**,`execute_streaming` 改为一行委托 `self.executor.execute_streaming(output_queue, ...)` → 1MB、cancel、统一语义全部自动恢复
2. **executors.py 读取循环改线程化**:后台 reader 线程做阻塞 `readline` 入队列,主循环带超时轮询队列——跨平台解决 H2
3. `stdin=subprocess.DEVNULL`(H3)
4. M1 定界符唯一化 + M2 转发循环加总超时,顺手可修
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## 七、修复落地(Batch E,2026-08-17)
五项修复(H1/H2/H3/M1/M2)已全部实施并通过验证:
| # | 修复 | 位置 | 状态 |
|---|---|---|---|
| H1 | `CommandLineTool.execute_streaming` 改为纯委托 `executor.execute_streaming`,删除 150 行重复 Popen(-165 行) | `tools/command_tool.py` | ✅ |
| H2 | `_read_with_limit` 线程化:后台 reader 线程阻塞 `readline` 入队,主循环 0.1s 轮询 + 超时/1MB 检查;shell 已死但 reader 无 EOF 时 1s 宽限排空(Windows shell=True 孙进程持管道场景) | `subsystems/executors.py` | ✅ |
| H3 | 两处 Popen 均改 `stdin=subprocess.DEVNULL` | `subsystems/executors.py` | ✅ |
| M1 | heredoc 定界符唯一化:content 含独立行与 `AIBOX_EOF` 相同时递增 `_X` 后缀直到唯一 | `tools/basic_tools.py` | ✅ |
| M2 | registry 转发循环加 3600s 总超时兜底,超时后放弃等待并返回错误信息 | `tools/registry.py` | ✅ |
### PoC 回归验证(`aibox/tests/_poc_audit_regression.py`,5/5 PASS)
```
[PASS] PoC-1 无输出命令超时(H2): 3.0s 返回(修复前阻塞15s+),结果含超时: True
[PASS] PoC-2 stdin等待命令不挂起(H3): 0.2s 返回(修复前永久挂起)
[PASS] PoC-3 1MB输出截断: 0.2s,结果 1.00MB,含截断标记: True
[PASS] PoC-4 cancel中断: cancel 后 3.0s 结束(修复前杀不到进程需等满120s)
[PASS] PoC-5 工具层1MB贯通(H1): 0.2s,工具层结果 1.00MB(修复前无限累积)
```
PoC-2 说明:`stdin=DEVNULL` 下等待输入的命令立即收到 EOF 快速退出(0.2s),优于按超时返回;判定标准为"不永久挂起"。
### 单元测试
aibox 全量单测 **264 passed**(零回归)。
### 遗留项(本轮未处理)
- M3(web 工具 scheme/目标校验)、M4(Windows 下 shlex.quote 转义失效)、L1/L3(防御性加固)——低优先级,待后续批次
- 架构合规矩阵"工具输出 ≤1MB + 超时 + 中断"一项修复后为 ✅