redpwnctf-web-blueprint-javascript 原型链污染学习总结
前几天看了redpwn的一道web题，node.js的web，涉及知识点是javascript 原型链污染，以前没咋接触过node，因此记录一下学习过程
1.本机node.js环境安装
题目都给了源码，所以本地就可以直接安装package.json依赖并本地模拟调试
首先subline安装node环境：
https://www.cnblogs.com/bluesky4485/p/3928364.html
https://github.com/tanepiper/SublimeText-Nodejs
2.题目源码
const crypto = require('crypto')
const http = require('http')
const mustache = require('mustache')
const getRawBody = require('raw-body')
const _ = require('lodash')
const flag = require('./flag')
const indexTemplate = `
<!doctype html>
<style>
body {
background: #172159;
}
* {
color: #fff;
}
</style>
<h1>your public blueprints!</h1>
<i>(in compliance with military-grade security, we only show the public ones. you must have the unique URL to access private blueprints.)</i>
<br>
{{#blueprints}}
{{#public}}
<div><br><a href="/blueprints/{{id}}">blueprint</a>: {{content}}<br></div>
{{/public}}
{{/blueprints}}
<br><a href="/make">make your own blueprint!</a>
`
const blueprintTemplate = `
<!doctype html>
<style>
body {
background: #172159;
color: #fff;
}
</style>
<h1>blueprint!</h1>
{{content}}
`
const notFoundPage = `
<!doctype html>
<style>
body {
background: #172159;
color: #fff;
}
</style>
<h1>404</h1>
`
const makePage = `
<!doctype html>
<style>
body {
background: #172159;
color: #fff;
}
</style>
<div>content:</div>
<textarea id="content"></textarea>
<br>
<span>public:</span>
<input type="checkbox" id="public">
<br><br>
<button id="submit">create blueprint!</button>
<script>
submit.addEventListener('click', () => {
fetch('/make', {
method: 'POST',
headers: {
'content-type': 'application/json',
},
body: JSON.stringify({
content: content.value,
public: public.checked,
})
}).then(res => res.text()).then(id => location='/blueprints/' + id)
})
</script>
`
// very janky, but it works
const parseUserId = (cookies) => {
if (cookies === undefined) {
return null
}
const userIdCookie = cookies.split('; ').find(cookie => cookie.startsWith('user_id='))
if (userIdCookie === undefined) {
return null
}
return decodeURIComponent(userIdCookie.replace('user_id=', ''))
}
const makeId = () => crypto.randomBytes(16).toString('hex')
// list of users and blueprints
const users = new Map()
http.createServer((req, res) => {
let userId = parseUserId(req.headers.cookie)
let user = users.get(userId)
if (userId === null || user === undefined) {
// create user if one doesnt exist
userId = makeId()
user = {
blueprints: {
[makeId()]: {
content: flag,
},
},
}
users.set(userId, user)
}
// send back the user id
res.writeHead(200, {
'set-cookie': 'user_id=' + encodeURIComponent(userId) + '; Path=/',
})
if (req.url === '/' && req.method === 'GET') {
// list all public blueprints
res.end(mustache.render(indexTemplate, {
blueprints: Object.entries(user.blueprints).map(([k, v]) => ({
id: k,
content: v.content,
public: v.public,
})),
}))
} else if (req.url.startsWith('/blueprints/') && req.method === 'GET') {
// show an individual blueprint, including private ones
const blueprintId = req.url.replace('/blueprints/', '')
if (user.blueprints[blueprintId] === undefined) {
res.end(notFoundPage)
return
}
res.end(mustache.render(blueprintTemplate, {
content: user.blueprints[blueprintId].content,
}))
} else if (req.url === '/make' && req.method === 'GET') {
// show the static blueprint creation page
res.end(makePage)
} else if (req.url === '/make' && req.method === 'POST') {
// API used by the creation page
getRawBody(req, {
limit: '1mb',
}, (err, body) => {
if (err) {
throw err
}
let parsedBody
try {
// default values are easier to do than proper input validation
parsedBody = _.defaultsDeep({
publiс: false, // default private
cоntent: '', // default no content
}, JSON.parse(body))
} catch (e) {
res.end('bad json')
return
}
// make the blueprint
const blueprintId = makeId()
user.blueprints[blueprintId] = {
content: parsedBody.content,
public: parsedBody.public,
}
res.end(blueprintId)
})
} else {
res.end(notFoundPage)
}
}).listen(80, () => {
console.log('listening on port 80')
})
题目的逻辑也比较清楚，通过一个随机hash作为索引来存储每个人的content和public，这里flag存在的对应hash里不存在public，函数在后面遍历所有存储的content时就不会输出带有flag的content，因此目的也很明确，就是让flag对应的public也为ture，从而遍历输出所有content，函数里面还提供了一个根据单独的hash id来返回content，刚开始我以为randbytes可能可以碰撞，google了一下似乎这个是不太安全，但是重复的几率几乎可以不用考虑，所以这里就要涉及到原型链污染，因为是第一次接触原型链勿扰，我也去看了几篇文章，先补补基础
3.基础部分
这张图来自先知上一个师傅的文章。
推荐p牛的文章https://www.freebuf.com/articles/web/200406.html，
在js里面万物皆对象，而js提供了一些方法能够使类的对象来访问类中的属性，而原型prototype是类的一个属性，通过类名+prototype就能够访问类中所有的属性和方法，比如定义了类Foo，那么Foo.protype就是该类的原型，那么该原型有两个属性：构造器constructor和__proto__属性，constructor可以当成该类的构造函数，实际上就是它自身，而Foo类的原型的__proto__就是object类，即又向上找到了新的原型
我们可以通过Foo.prototype来访问Foo类的原型，但Foo实例化出来的对象，是不能通过prototype访问原型的。这时候，就该proto登场了。一个Foo类实例化出来的foo对象，可以通过foo.proto属性来访问Foo类的原型，也就是说：
即有以下两点：
1.prototype是一个类的属性，所有类对象在实例化的时候将会拥有prototype中的属性和方法
2.一个对象的proto属性，指向这个对象所在的类的prototype属性
而关于javascript继承要知道以下几点：
1.每个构造函数(constructor)都有一个原型对象(prototype)
2.对象的proto属性，指向类的原型对象prototype
3.JavaScript使用prototype链实现继承机制
4.Object.prototype的proto就是null
而关于原型链污染要知道以下几点：
我们已经知道类的对象的proto属性指向类的prototype，那么我们修改了proto属性的值，那么将对类中原有属性产生影响
这修改了foo.__proto__的bar属性实际上就是给foo的类添加了一个bar属性，那么修改了以后当第一次查找bar值时会首先在foo对象自身找这个值，如果没找到的话再在foo.__proto__中找，而从下图可以看出来__proto__的确存在bar属性
那么新建的对象也是{}，因此他们实际上的__proto__指向是相同的，和python的基类有点像，因此新建的对象将在__proto__中找到bar值。
应用场景：
我们只要能够控制数据或对象的键名即可，p牛提到了两种
1.对象merge
2.对象clone（其实内核就是将待操作的对象merge到一个空对象中）
我在国外的pdf中发现了更多容易受到攻击的库，其中就包括4月份爆的ldhash的漏洞，也就是题目中要考察的
3.简单例子分析
假如有以上merge()函数,那么其中我们要是能够控制target的key，使其为__proto__，那么就有可能导致原型链污染
这里执行merge以后理论上应该新建一个新的对象，其也存在b为2，但是如下
这是因为，我们用JavaScript创建o2的过程（let o2 = {a: 1, “proto“: {b: 2}}）中，proto已经代表o2的原型了，此时遍历o2的所有键名，拿到的是[a, b]，proto并不是一个key，自然也不会修改Object的原型。
所以这里必须配合上json.parse，也就是JSON解析的情况下，proto会被认为是一个真正的“键名”，而不代表“原型”，所以在遍历o2的时候会存在这个键。
此时就成功对原型链进行了污染
4.回到题目
题目中使用的package.json中ldhash的版本过低
题目中使用defaultDeep来进行拷贝赋值操作，这里使用json.parse来接续body中的json数据，并且json数据是可控的，没有过滤的
注意到这里题目flag对应的键名为content，并且包含content的是{}，所以这里应该通过defaultDeep来使原型指向到{}的原型，从而来对其属性进行注入。
这里如果只是注入单纯的content属性的话，相当于执行{}."content"={}."content"，这里这样不能操控我们前面所谓的键名，于是我们可以多传递一个"constructor"的构造器属性，来构成
{}."constructor"."protype"
这里要注意令a为{},那么a的构造器即为object类即 f Object，那么再调用prototype即可访问{}中所有的值，即对象中所有值，这里a.__proto__和a.constructor.prototype是等价的，我们可以把let a={}，可以看作类object的
对象，这样和前面说的Foo.prototype=foo.__proto__就是同样的道理了。
但是这里和题目又有点稍微的不一致，因为这里a是实例化的有名字的对象，而题目中是{}，可以在F12 console中看到它是没有__proto__属性的，因此不能够通过{}.__proto__来访问到object原型，但是{}是有唯一一个构造器属性的来返回object类，所以这里payload可以构造为
"constructor":{"prototype":{"public":true}}
这样就相当于给{content:flag}多添加了一条public属性，那么当访问flag对应的hash id去取puclic的值时，就会通过继承链到object中找，就能找到我们注入的public:true
这样就能拿到flag
5.总结
这篇文章只是介绍了利用原型污染来注入属性，那么利用该种攻击方式实际上还可以进行dos、命令执行攻击，但是原理都是相同的，我们可以通过控制键名来“向上爬”，根据继承链去找对象的原型，从而污染原型。
参考：
https://www.freebuf.com/articles/web/200406.html
