Python eval(compile(...), sandbox)，全局变量进入沙箱，除非在 def 中，为什么？

Question

考虑以下事项：

def test(s):
    globals()['a'] = s

sandbox = {'test': test}
py_str = 'test("Setting A")\nglobals()["b"] = "Setting B"'
eval(compile(py_str, '<string>', 'exec'), sandbox)

'a' in sandbox # returns False, !What I dont want!
'b' in sandbox # returns True, What I want
'a' in globals() # returns True, !What I dont want!
'b' in globals() # returns False, What I want

我什至不知道如何询问，但我希望函数的全局作用域是我打算运行它的环境，而不必在评估期间编译函数。这可能吗？

感谢您提供任何意见

解决方案

def test(s):
    globals()['a'] = s

sandbox = {}

# create a new version of test() that uses the sandbox for its globals
newtest = type(test)(test.func_code, sandbox, test.func_name, test.func_defaults,
                     test.func_closure)

# add the sandboxed version of test() to the sandbox
sandbox["test"] = newtest

py_str = 'test("Setting A")\nglobals()["b"] = "Setting B"'
eval(compile(py_str, '<string>', 'exec'), sandbox)

'a' in sandbox # returns True
'b' in sandbox # returns True
'a' in globals() # returns False
'b' in globals() # returns False

Answer 1

当您在 Python 中调用函数时，它看到的全局变量始终是定义它的模块的全局变量。（如果这不是真的，该函数可能无法工作 - 它实际上可能需要 一些全局值，而您不一定知道它们是哪些。）使用 exec 或 eval() 指定全局变量字典只会影响代码所在的全局变量exec'd 或 eval()'d 看到。

如果您希望函数查看其他全局变量，那么您确实必须在传递给 exec 或 eval() 的字符串中包含函数定义。当您这样做时，函数的“模块”是它编译的字符串，具有自己的全局变量（即您提供的全局变量）。

您可以通过创建一个新函数来解决此问题，该函数具有与您正在调用的函数相同的代码对象，但具有指向全局字典的不同 func_globals 属性，但这是相当高级的黑客技术，可能不是值得的。不过，您仍可以这样做：

# create a sandbox globals dict
sandbox = {}

# create a new version of test() that uses the sandbox for its globals
newtest = type(test)(test.func_code, sandbox, test.func_name, test.func_defaults,
                     test.func_closure)

# add the sandboxed version of test() to the sandbox
sandbox["test"] = newtest

Answer 2

通过提供替代全局变量/局部变量来对 exec 进行沙箱代码有很多注意事项：

• 替代全局变量/局部变量仅适用于沙箱中的代码。它们不会影响它之外的任何东西，它们不能影响它之外的任何东西，如果它们能影响它那就没有意义了。

  换句话说，所谓的“沙箱”将对象 test 传递给 exec 运行的代码。要更改 test 看到的全局变量，它还必须修改该对象，而不是按原样传递它。这实际上不可能以任何方式让它继续工作，更不用说让对象继续做一些有意义的事情了。

• 通过使用替代全局变量，沙箱中的任何内容仍然会看到内置函数。如果您想隐藏沙箱内代码中的部分或全部内置函数，您需要向字典添加一个 "__builtins__" 键，该键指向 None （禁用所有内置函数）或您的版本。这也限制了对象的某些属性，例如，将禁用访问函数的 func_globals 属性。

• 即使您删除内置函数，沙箱仍然不安全。沙盒中仅包含您首先信任的代码。

这是一个简单的概念证明：

import subprocess
code = """[x for x in ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() 
           if x.__name__ == 'Popen'][0](['ls', '-la']).wait()"""
# The following runs "ls"...
exec code in dict(__builtins__=None)
# ...even though the following raises
exec "(lambda:None).func_globals" in dict(__builtins__=None)

Answer 3

外部执行上下文是在 Python 中静态定义的（f.func_globals 是只读的），所以我想说你想要的东西是不可能的。原因是如果 Python 的定义上下文在运行时发生更改，该函数可能会变得无效。如果语言允许，这将是向库调用注入恶意代码的极其简单的途径。

def mycheck(s): 
    return True

exec priviledged_code in {'check_password':mycheck}