Ответ 1

Обратите внимание, что приведенный ниже ответ относится к установке Python3.4 по умолчанию для 64-разрядной версии Windows 10. Также обратите внимание, что этот ответ касается только сканера py, а не сканера c.

Для исходных файлов см. https://hg.python.org/cpython/file/tip/Lib/json или найдите их в локальной установке python.

Исследование

_{См. ссылочную реализацию внизу этой публикации наряду с этим исследованием}

Функции разбора, называемые json.loads(s), определены в \Lib\json\scanner.py:

parse_object = context.parse_object
parse_array = context.parse_array
parse_string = context.parse_string
parse_float = context.parse_float
parse_int = context.parse_int
parse_constant = context.parse_constant

с context является экземпляром класса JSONDecoder, который определен в \Lib\json\decoder.py и использует следующие синтаксические анализаторы:

self.parse_float = parse_float or float
self.parse_int = parse_int or int
self.parse_constant = parse_constant or _CONSTANTS.__getitem__
self.parse_string = scanstring
self.parse_object = JSONObject
self.parse_array = JSONArray

Здесь мы можем посмотреть на каждый отдельный синтаксический анализатор, чтобы определить, подвержен ли он произвольному выполнению кода:

В этом случае используется функция float по умолчанию, и это безопасно.

В этом случае используется функция int по умолчанию, и это безопасно.

_CONSTANTS определяется в том же файле, что и:

_CONSTANTS = {
    '-Infinity': NegInf,
    'Infinity': PosInf,
    'NaN': NaN,
}

и поэтому выполняется простой поиск, и поэтому он безопасен.

Как можно видеть, просмотрев реализации в конце этого сообщения, единственным внешним кодом, который может быть выполнен, является:

Из JSONObject:

• object_pairs_hook
• object_hook

Из JSONArray:

• scan_once

По умолчанию object_pairs_hook и object_hook определяются как None из инициализатора декодера:

def __init__(self, object_hook=None, parse_float=None,
        parse_int=None, parse_constant=None, strict=True,
        object_pairs_hook=None)

scan_once определяется как:

self.scan_once = scanner.make_scanner(self)

Источник, для которого можно найти в \Lib\json\scanner.py, из которого видно, что он scan_once просто вызывает соответствующий парсер для каждой части объекта JSON.

Вывод

Из вышесказанного и эталонной реализации видно, что до тех пор, пока сканер, используемый декодером JSON, по умолчанию, произвольный код не будет выполнен, возможно, это возможно с помощью пользовательского декодера с использованием его __init__, чтобы вместо этого выполнить произвольный код, но сохранить, что я так не думаю.

Реализация

обратная косая черта

BACKSLASH = {
    '"': '"', '\\': '\\', '/': '/',
    'b': '\b', 'f': '\f', 'n': '\n', 'r': '\r', 't': '\t',
}

STRINGCHUNK

STRINGCHUNK = re.compile(r'(.*?)(["\\\x00-\x1f])', FLAGS)

scanstring

def py_scanstring(s, end, strict=True,
        _b=BACKSLASH, _m=STRINGCHUNK.match):
    """Scan the string s for a JSON string. End is the index of the
    character in s after the quote that started the JSON string.
    Unescapes all valid JSON string escape sequences and raises ValueError
    on attempt to decode an invalid string. If strict is False then literal
    control characters are allowed in the string.

    Returns a tuple of the decoded string and the index of the character in s
    after the end quote."""
    chunks = []
    _append = chunks.append
    begin = end - 1
    while 1:
        chunk = _m(s, end)
        if chunk is None:
            raise ValueError(
                errmsg("Unterminated string starting at", s, begin))
        end = chunk.end()
        content, terminator = chunk.groups()
        # Content is contains zero or more unescaped string characters
        if content:
            _append(content)
        # Terminator is the end of string, a literal control character,
        # or a backslash denoting that an escape sequence follows
        if terminator == '"':
            break
        elif terminator != '\\':
            if strict:
                #msg = "Invalid control character %r at" % (terminator,)
                msg = "Invalid control character {0!r} at".format(terminator)
                raise ValueError(errmsg(msg, s, end))
            else:
                _append(terminator)
                continue
        try:
            esc = s[end]
        except IndexError:
            raise ValueError(
                errmsg("Unterminated string starting at", s, begin))
        # If not a unicode escape sequence, must be in the lookup table
        if esc != 'u':
            try:
                char = _b[esc]
            except KeyError:
                msg = "Invalid \\escape: {0!r}".format(esc)
                raise ValueError(errmsg(msg, s, end))
            end += 1
        else:
            uni = _decode_uXXXX(s, end)
            end += 5
            if 0xd800 <= uni <= 0xdbff and s[end:end + 2] == '\\u':
                uni2 = _decode_uXXXX(s, end + 1)
                if 0xdc00 <= uni2 <= 0xdfff:
                    uni = 0x10000 + (((uni - 0xd800) << 10) | (uni2 - 0xdc00))
                    end += 6
            char = chr(uni)
        _append(char)
    return ''.join(chunks), end

scanstring = c_scanstring or py_scanstring

WHITESPACE

WHITESPACE = re.compile(r'[ \t\n\r]*', FLAGS)

WHITESPACE_STR

WHITESPACE_STR = ' \t\n\r'

JSONObject

def JSONObject(s_and_end, strict, scan_once, object_hook, object_pairs_hook,
               memo=None, _w=WHITESPACE.match, _ws=WHITESPACE_STR):
    s, end = s_and_end
    pairs = []
    pairs_append = pairs.append
    # Backwards compatibility
    if memo is None:
        memo = {}
    memo_get = memo.setdefault
    # Use a slice to prevent IndexError from being raised, the following
    # check will raise a more specific ValueError if the string is empty
    nextchar = s[end:end + 1]
    # Normally we expect nextchar == '"'
    if nextchar != '"':
        if nextchar in _ws:
            end = _w(s, end).end()
            nextchar = s[end:end + 1]
        # Trivial empty object
        if nextchar == '}':
            if object_pairs_hook is not None:
                result = object_pairs_hook(pairs)
                return result, end + 1
            pairs = {}
            if object_hook is not None:
                pairs = object_hook(pairs)
            return pairs, end + 1
        elif nextchar != '"':
            raise ValueError(errmsg(
                "Expecting property name enclosed in double quotes", s, end))
    end += 1
    while True:
        key, end = scanstring(s, end, strict)
        key = memo_get(key, key)
        # To skip some function call overhead we optimize the fast paths where
        # the JSON key separator is ": " or just ":".
        if s[end:end + 1] != ':':
            end = _w(s, end).end()
            if s[end:end + 1] != ':':
                raise ValueError(errmsg("Expecting ':' delimiter", s, end))
        end += 1

        try:
            if s[end] in _ws:
                end += 1
                if s[end] in _ws:
                    end = _w(s, end + 1).end()
        except IndexError:
            pass

        try:
            value, end = scan_once(s, end)
        except StopIteration as err:
            raise ValueError(errmsg("Expecting value", s, err.value)) from None
        pairs_append((key, value))
        try:
            nextchar = s[end]
            if nextchar in _ws:
                end = _w(s, end + 1).end()
                nextchar = s[end]
        except IndexError:
            nextchar = ''
        end += 1

        if nextchar == '}':
            break
        elif nextchar != ',':
            raise ValueError(errmsg("Expecting ',' delimiter", s, end - 1))
        end = _w(s, end).end()
        nextchar = s[end:end + 1]
        end += 1
        if nextchar != '"':
            raise ValueError(errmsg(
                "Expecting property name enclosed in double quotes", s, end - 1))
    if object_pairs_hook is not None:
        result = object_pairs_hook(pairs)
        return result, end
    pairs = dict(pairs)
    if object_hook is not None:
        pairs = object_hook(pairs)
    return pairs, end

JSONArray

def JSONArray(s_and_end, scan_once, _w=WHITESPACE.match, _ws=WHITESPACE_STR):
    s, end = s_and_end
    values = []
    nextchar = s[end:end + 1]
    if nextchar in _ws:
        end = _w(s, end + 1).end()
        nextchar = s[end:end + 1]
    # Look-ahead for trivial empty array
    if nextchar == ']':
        return values, end + 1
    _append = values.append
    while True:
        try:
            value, end = scan_once(s, end)
        except StopIteration as err:
            raise ValueError(errmsg("Expecting value", s, err.value)) from None
        _append(value)
        nextchar = s[end:end + 1]
        if nextchar in _ws:
            end = _w(s, end + 1).end()
            nextchar = s[end:end + 1]
        end += 1
        if nextchar == ']':
            break
        elif nextchar != ',':
            raise ValueError(errmsg("Expecting ',' delimiter", s, end - 1))
        try:
            if s[end] in _ws:
                end += 1
                if s[end] in _ws:
                    end = _w(s, end + 1).end()
        except IndexError:
            pass

    return values, end

scanner.make_scanner

def py_make_scanner(context):
    parse_object = context.parse_object
    parse_array = context.parse_array
    parse_string = context.parse_string
    match_number = NUMBER_RE.match
    strict = context.strict
    parse_float = context.parse_float
    parse_int = context.parse_int
    parse_constant = context.parse_constant
    object_hook = context.object_hook
    object_pairs_hook = context.object_pairs_hook
    memo = context.memo

    def _scan_once(string, idx):
        try:
            nextchar = string[idx]
        except IndexError:
            raise StopIteration(idx)

        if nextchar == '"':
            return parse_string(string, idx + 1, strict)
        elif nextchar == '{':
            return parse_object((string, idx + 1), strict,
                _scan_once, object_hook, object_pairs_hook, memo)
        elif nextchar == '[':
            return parse_array((string, idx + 1), _scan_once)
        elif nextchar == 'n' and string[idx:idx + 4] == 'null':
            return None, idx + 4
        elif nextchar == 't' and string[idx:idx + 4] == 'true':
            return True, idx + 4
        elif nextchar == 'f' and string[idx:idx + 5] == 'false':
            return False, idx + 5

        m = match_number(string, idx)
        if m is not None:
            integer, frac, exp = m.groups()
            if frac or exp:
                res = parse_float(integer + (frac or '') + (exp or ''))
            else:
                res = parse_int(integer)
            return res, m.end()
        elif nextchar == 'N' and string[idx:idx + 3] == 'NaN':
            return parse_constant('NaN'), idx + 3
        elif nextchar == 'I' and string[idx:idx + 8] == 'Infinity':
            return parse_constant('Infinity'), idx + 8
        elif nextchar == '-' and string[idx:idx + 9] == '-Infinity':
            return parse_constant('-Infinity'), idx + 9
        else:
            raise StopIteration(idx)

    def scan_once(string, idx):
        try:
            return _scan_once(string, idx)
        finally:
            memo.clear()

    return _scan_once

make_scanner = c_make_scanner or py_make_scanner