micro_servers/docs/security/pymsg_SECURITY_AUDIT_20260801.md

pymsg 模块安全审计报告

审计日期: 2026-08-01
审计范围: pymsg/__init__.py、pymsg/rpc.py、pymsg/async_queue.py
代码版本: dev_qing 分支

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代码验证记录

验证日期: 2026-08-03
验证方式: 逐条对照审计报告与当前代码（__init__.py、rpc.py、async_queue.py）

验证结果汇总

等级	总数	已修复	部分修复	未修复	修复率
P0	3	2	0	1	67%
P1	5	0	0	5	0%
P2	4	0	0	4	0%
P3	4	0	0	4	0%
合计	16	2	0	14	12.5%

逐条验证

编号	状态	代码位置	验证说明
P0-1	✅ 已修复	__init__.py L103-120, L140-170	recv() 改为 deadline 模式：_recv_exact 接收 time.monotonic()+timeout 作为总截止时刻，每次 recv_into 前按剩余时间收紧 socket 超时；header 与 payload 共享同一总超时，逐字节发送无法刷新 deadline，半开连接被及时关闭（已实测：0.6s 超时 0.60s 即抛 TimeoutError）
P0-2	✅ 已修复	__init__.py L113-114, L462-463	双重防护：recv() 将 UnicodeDecodeError 包装为 ConnectionError；_handle_client 防御性捕获 UnicodeDecodeError
P0-3	❌ 未修复	rpc.py L80-171	无认证机制，仅依赖 127.0.0.1 网络层隔离
P1-1	❌ 未修复	__init__.py L359	listen(10) 仅限制 SYN 队列，不限制已建立连接数
P1-2	❌ 未修复	__init__.py L362-365	ThreadPoolExecutor 使用默认无界队列
P1-3	❌ 未修复	rpc.py L160, L178	_dispatch 将 str(e) 和 f"JSON 解析失败: {e}" 直接返回客户端
P1-4	❌ 未修复	全模块	明文 TCP，无 TLS 支持
P1-5	❌ 未修复	rpc.py L158	json.loads(text) 无深度限制
P2-1	❌ 未修复	__init__.py L106-111	length=0 空消息无特殊处理
P2-2	❌ 未修复	__init__.py L395-418	broadcast() 无频率/权限控制
P2-3	❌ 未修复	__init__.py L377-378	except (ValueError, OSError): break 仍捕获所有 OSError（含 EINTR）
P2-4	❌ 未修复	__init__.py L196-203	MsgClient.send() 短连接模式，高频调用导致 TIME_WAIT 堆积
P3-1	❌ 未修复	-	安全事件（超大消息、超时、JSON 解析失败）无日志
P3-2	❌ 未修复	__init__.py L182	name 参数未过滤控制字符
P3-3	❌ 未修复	__init__.py L359	listen(10) backlog 在高并发下偏小
P3-4	❌ 未修复	__init__.py L520-527	_shutdown 直接 close() 所有 socket，可能发送 RST

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问题严重等级

等级	说明	响应时间
P0 🔴	可导致服务崩溃、DoS 或远程接管	立即修复
P1 🟠	可导致资源耗尽、信息泄露	72小时内
P2 🟡	健壮性/配置问题	一周内
P3 🟢	优化建议	版本迭代

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修复进度

优先级	总数	已修复	待修复
P0	3	2	1
P1	5	0	5
P2	4	0	4
P3	4	0	4

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🔴 P0 — 严重问题

P0-1: recv 超时可被绕过（Slowloris 变种 DoS）✅ 已修复

• 位置: __init__.py:103-120（recv）、__init__.py:140-170（_recv_exact）
• 原问题: sock.settimeout() 设置的是单次系统调用超时，不是整个消息接收总超时。攻击者可每次在快超时时发送 1 字节：
  • 4 字节长度头最长可占用 4 * recv_timeout = 40秒
  • 载荷部分按字节发送可使连接存活任意长时间
• 影响: 少量攻击者即可耗尽连接/线程资源，造成所有依赖 pymsg 的服务拒绝服务
• 修复方案（deadline 模式）:
  • recv() 在开头计算 deadline = time.monotonic() + timeout，header 与 payload 共享同一总截止时刻
  • _recv_exact 每次 recv_into 前按 deadline - now 设置剩余 socket 超时，剩余时间耗尽即抛 TimeoutError
  • 逐字节发送会不断刷新单次 sock.settimeout()，但无法刷新总 deadline，半开连接会被及时关闭
  • 实测验证：超时 0.6s 时，逐字节攻击在 0.60s 即被 TimeoutError 终止（旧实现需等到完整消息 1.4s）

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P0-2: UnicodeDecodeError 可导致同步模式服务崩溃 ✅ 已修复

• 位置: __init__.py:113-114、__init__.py:462-463
• 原问题: payload.decode("utf-8") 抛出的 UnicodeDecodeError（ValueError 子类）不在 _handle_client 的异常捕获列表中，同步模式下收到无效 UTF-8 字节会直接导致整个服务进程崩溃
• 修复方案（双重防护）:
  1. recv() 函数将 UnicodeDecodeError 包装为 ConnectionError（第一层）
  2. _handle_client 异常捕获列表添加 UnicodeDecodeError（第二层，防御性兜底）
• 影响范围: 已消除，db/confs/smtp/captcha 等所有 pymsg 服务均受保护

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P0-3: 无认证/鉴权机制（已部分缓解：绑定 127.0.0.1）

• 位置: rpc.py:80-171 整个 RpcServer
• 问题: RPC 服务完全没有身份验证，任何能连接到端口的客户端都能调用所有路由
• 当前缓解: 所有服务均绑定 127.0.0.1，依赖网络层隔离
• 修复建议:
  1. 添加基于预共享 token 的认证（如 _auth 字段）
  2. 支持路由级权限控制
  3. 文档明确警告不要暴露到公网

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🟠 P1 — 高危问题

#	问题	位置
P1-1	无连接数限制，连接耗尽攻击	__init__.py:334 listen(10) 不限制已建立连接数
P1-2	线程池无队列限制，慢 handler 耗尽内存	__init__.py:337-340 ThreadPoolExecutor 默认无界队列
P1-3	异常信息直接返回客户端，泄露内部细节	rpc.py:144,162 直接将 str(e) 返回调用方
P1-4	无 TLS/加密传输，内网流量可被窃听	全模块明文 TCP
P1-5	JSON 解析无深度限制，深度嵌套导致栈溢出/CPU 100%	recv() 后 json.loads() 无限制

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🟡 P2 — 中危问题

#	问题
P2-1	length=0 空消息未特殊处理，可用于心跳攻击
P2-2	broadcast() 无频率/权限控制，可被用于放大攻击
P2-3	select 异常处理过于宽泛，EINTR 临时错误直接退出循环
P2-4	MsgClient 短连接模式导致 TIME_WAIT 堆积

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🟢 P3 — 低危/建议

#	建议
P3-1	安全事件（超大消息、超时、JSON解析失败）无日志
P3-2	name 参数未过滤控制字符，可导致日志注入
P3-3	listen backlog=10 在高并发下偏小
P3-4	无优雅关闭（直接 close() 可能发送 RST）

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✅ 已有安全机制

1. ✅ 64 MiB 消息大小上限（_MAX_MSG_SIZE），防止 OOM
2. ✅ send/recv 双端都检查消息大小
3. ✅ recv_timeout 防 Slowloris（基础实现，需修复 P0-1）
4. ✅ 线程池模式下同一连接串行处理，避免帧交错
5. ✅ 使用 sendmsg 散射-聚集 I/O 减少内存拷贝
6. ✅ 使用 recv_into 预分配 buffer
7. ✅ 线程安全的发送锁
8. ✅ 回调异常隔离（线程池模式）
9. ✅ 单元测试覆盖消息大小边界

新增安全机制（审计后添加，审计报告未覆盖）

机制	代码位置	说明
UnicodeDecodeError 双重防护	__init__.py L113-114, L462-463	recv() 包装为 ConnectionError + _handle_client 防御性捕获，防止无效 UTF-8 导致服务崩溃
AsyncRpcQueue 有界队列	async_queue.py L47, L130-132	max_queue_size 默认 10000，超限丢弃最旧数据，防止内存无限增长
AsyncRpcQueue 错误隔离	async_queue.py L49, L189-194	on_error 回调 + 异常捕获，后台线程失败不影响主业务
RpcClient 响应格式校验	rpc.py L89-90	校验响应必须是含 success 字段的 dict，非法响应抛出 RpcError
MsgClient.call 节制日志	__init__.py L209, L248-254	重试日志首次立即打印，后续每 5 秒一次，避免刷屏

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修复路线图

立即（24小时）

• 修复 P0-1: recv 总超时（deadline 模式）✅ 已完成
• 修复 P0-2: 捕获 UnicodeDecodeError/JSONDecodeError ✅ 已完成

短期（72小时）

• 添加最大连接数限制
• 线程池改用有界队列
• 异常信息脱敏
• JSON 解析深度限制

中期

• 统一认证机制
• TLS 支持选项
• 安全事件日志