Electron攻击面分析

01 简介

在今年Blackhat的会议上,安全研究员Aaditya Purani和Max GarreG分享了议题《Pwning Popular Desktop apps while uncovering new attack surface on Electron》, 分享了几个Electron利用的新方法和他们挖到几个Electron应用的漏洞案例。


Electron是一个桌面应用程序的框架,极大的方便了跨平台应用的开发。Chromium和Node JS是Electron的重要组成部分。因为Electron拥有直接执行Nodejs代码的能力,并且内置了Chromium内核。一个XSS漏洞,很可能就会导致RCE。


本文以安全研究员Aaditya Purani和Max GarreG的思路为依据,简单聊一聊Electron结构,上下文进行和Electron框架XSS到RCE的攻击面。


02 Electron基本构架

Electron是使用JavaScript,HTML和CSS构建跨平台的桌面应用程序的框架,可构建出兼容Mac、Windows和Linux三个平台的应用程序。


Electron使用Chromium完成UI渲染, 通过内置Node.js提供原生系统的能力,如文件系统和网络的访问。

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Electron继承了来自Chromium的多进程架构,每个Electron应用都有一个单一的主进程,作为应用程序的入口点。主进程在、Node.js环境中运行,这意味着它具有require模块和使用所有Node.js API的能力。主进程的主要目标是使用BrowserWindow模块创建和管理应用程序窗口。 


每个Electron应用都会为每个打开的BrowserWindow( 与每个网页嵌入 ) 生成一个单独的渲染器进程。渲染器负责渲染网页内容。渲染器进程也有访问NodeJs共享库的能力,但是需要依赖系统配置。


渲染器进程和主进程直接存在隔离,通过进程IPC进行通信,一般我们通过XSS拿到的JS执行权限处于渲染进程之中。

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渲染进程的上下文也可以分为两种:

Preload.js和网页上下文,preload的上下文访问权限,一般高于网页上下文 。


这时有两种思路获取权限:

利用渲染进程本身进行RCE

  • 通过NodeJs共享库RCE

  • 通过chromium Nday RCE

通过IPC,影响主进程进行RCE

  • 需要主进程ipcmain,实现了危险方法

  • 需要当前执行上下文可以访问IPC


03 Electron核心选项

而我们可以使用哪种思路,还需取决于Electron选项,以下几个是值得我们关注的选项:


Sandbox

  • 来自Chromium的沙盒特性,如果开启了这个选项, 渲染进程将运行在沙箱中,限制了大多数系统资源的访问,包括文件读写,新进程启动等, preload.js和网页中的js都会受到这个选项的影响

  • 值得注意的是,这个选项会随着Node Integration的开启而关闭

  • Sandbox选项从Electron 20开始默认为开启状态

  • 如果开启,我们就不能通过chromium v8 Nday RCE也不能通过渲染进程Nodejs共享库直接执行命令


Node Integration

  • Node集成,是否开启网页Js Nodej共享库的访问,如果开启的话,网页js将拥有直接Nodejs的执行权限,包括进程启动,文件加载等

  • preload.js Node集成是一直开启的,不受这个选项影响

  • 即使这个选项开启,上下文隔离选项开启的话,网页Js仍然无法访问Nodejs共享库


Context Isolation

  • 上下文隔离是Electron的一个特性,使用了与Chromium相同的Content Scripts技术来实现。确保preload脚本和网页js在一个独立的上下文环境中

  • 一旦开启,渲染页面的js中无法将引入Electron和Node的各种模块

  • 如果想在其中使用这部分功能,需要配置preload.js,使用contextBridge来暴露全局接口到渲染页面的脚本中

  • Electron 12开始默认启用


04 Electron利用方法

我们对选项的不同组合情况进行讨论, 这里我们为了方便讨论,规定:

  • Node Integration为NI

  • Context Isolation为CISO

  • Sandbox为SBX


NI为true, CISO为 false,无沙箱

这种情况是最简单的情况,允许了页面之间访问nodejs共享库,并且没有开启沙箱。只要我们能获取目标应用的一个XSS漏洞,就能直接通过访问NodeJS共享库,升级为XSS漏洞


在man.js中webPreferences中配置了nodeIntegration为true, contextIsolation为false,默认情况下nodeIntegration为true,沙箱就会关闭

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script直接执行nodejs代码,即可获取shell

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NI为false, CISO为false,SBX为false

在这种情况下,相比于第一种情况,虽然关闭了Nodejs集成,导致我们不能在web页面上下文访问Nodejs共享库。但是因为上下文隔离没有开启,web页面和preload.js处于同一上下文中,导致我们可以通过污染原型链,获取preload,js的函数,进行ipcmain调用,命令执行等


原型链污染获取__webpack_require__

通过如下代码进行原型链污染,可以获取到__webpack_require__函数,进而引入remote/IPC进行进一步利用

<script>
  const origEndWith = String.prototype.endsWith;
  String.prototype.endsWith = function(...args{
    if (args && args[0] === "/electron") {
      String.prototype.endsWith = origEndWith;
      return true;
    }
    return origEndWith.apply(this, args);
  }

  const origCallMethod = Function.prototype.call;
  Function.prototype.call = function(...args){
    if(args[3] && args[3].name === "__webpack_require__") {
      window.__webpack_require__ = args[3];
      Function.prototype.call = origCallMethod;
    }
    return origCallMethod.apply(this, args);
  }
  console.log(window.__webpack_require__);
</script>


版本限制

Electron<10

- 可以使用原型链污染获取remote/IPC模块

- Remote模块可以直接通过主进程执行node js绕过沙箱


Electron 10<version<14

- 可以使用原型链污染获取remote/IPC模块

- 需要Remote Module Explicitly Enabled,才可以使用remote模块RCE

- 主进程IPC存在错误配置,通过进程间通信IPC,进行RCE


Electron >14

- 只能通过原型链污染获取IPC模块

主进程IPC存在错误配置,通过进程间通信IPC,进行RCE


利用__webpack_require__进行RCE

无沙箱的情况下,获取openExternal直接执行系统命令

window.__webpack_require__('./lib/common/api/shell.ts').default.openExternal('file:///System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator')

window.__webpack_require__("module")._load("child_process").execFile("/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator")


有沙箱的情况下,获取ipc,通过主进程的错误配置RCE

ipc = __webpack_require__('./lib/renderer/ipc-renderer-internal.ts').ipcRendererInternal
a=__webpack_require__('./node modules/process/browser.is')._linkedBinding('electron_renderer_ipc')


以下为无沙箱直接使用openExternal RCE的例子

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NI为true/false, CISO为true,SBX为false

因为没有开启沙箱,通过Chrome渲染进程远程代码执行漏洞,就可以直接RCE。比如Chromium的CVE-2021-21220漏洞, 影响Chromium 83、86、87、88版本,如果electorn内置了Chromium就可以通过XSS,直接攻击,进行RCE。


NI:false,  CISO:true,  SBX为true

有沙箱, 我们只能通过IPC进行攻击,但是如果我们js处于iframe之中,可能没有ipc访问权限, 这里分享一些绕过思路。


iframe下无ipc接口绕过

默认情况下iframe是没有preload.js暴露的ipc接口的,如果我们获取了一个Iframe的上下文XSS,就不能通过IPC的错误配置RCE。


这里提供了一个绕过手法nodeIntegrationInSubFrames选项,代表是否开启iframe环境的预加载脚本执行,如果开启我们就能在Iframe上下文访问contextBridge暴露的接口。


这个选项是一个实验选项,默认是关闭状态

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但是我们可以通过v8 renderer exploit Nday获得的任意内存写的能力,覆盖它为开启

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从而获得在Iframe上下文访问contextBridge能力,进行RCE。


关闭CISO,直接使用IPC,绕过限制

如果在渲染进程的contextBridge存在一些限制,导致我们无法直接执行恶意脚本,比如如下渲染进程的contextBridge限制了openPath的协议只能为http等安全协议,导致无法利用

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我们可以通过v8 renderer exploit关闭CISO选项,然后通过原型链污染直接获取ipc,直接使用进程间通信访问main进程的ipcMain监听的方法,绕过contextBridge的限制

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关闭CISO,使用原型链污染获取remote模块进行RCE

在Electron低版本,一旦关闭了CISO, 我们也可以通过原型链污染泄露remore模块的方式,远程将js代码发送给main进程,通过main.js执行的方式进行RCE。


下图是示例的污染方式,获取require函数,引入remote.ts,引入remote模块,执行系统命令

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05 总结

Electron是一个桌面应用程序的框架,具有方便的跨平台特性,大量的桌面应用都使用Electron开发,如VSCode, Discord等。如果开发者不注重Electron的安全,开启了一些高危选项,很可能导致安全问题。本文讨论了影响Electron安全的3个比较重要的选项,Sandbox,Context Isolation,Node Integration。以及这些选项的状态组合之下,对Electron可能具有的攻击方法。希望能起到抛砖引玉的作用。


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绿盟科技天元实验室专注于新型实战化攻防对抗技术研究。

研究目标包括:漏洞利用技术、防御绕过技术、攻击隐匿技术、攻击持久化技术等蓝军技术,以及攻击技战术、攻击框架的研究。涵盖Web安全、终端安全、AD安全、云安全等多个技术领域的攻击技术研究,以及工业互联网、车联网等业务场景的攻击技术研究。通过研究攻击对抗技术,从攻击视角提供识别风险的方法和手段,为威胁对抗提供决策支撑。


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原文始发于微信公众号(M01N Team):Electron攻击面分析

版权声明:admin 发表于 2022年11月9日 下午6:01。
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