最新：Lodash 严重安全漏洞背后你不得不知道的 JavaScript 知识

可能有信息敏感的同学已经了解到：Lodash 库爆出严重安全漏洞，波及 400万+ 项目。这个漏洞使得 lodash “连夜”发版以解决潜在问题，并强烈建议开发者升级版本。

我们在忙着“看热闹”或者“”升级版本”的同时，静下心来想：真的有理解这个漏洞产生的原因，明白漏洞修复背后的原理了吗？

这篇短文将从原理层面分析这一事件，相信“小白”读者会有所收获。

漏洞原因

其实漏洞很简单，举一个例子：lodash 中 defaultsDeep 方法

_.defaultsDeep({ 'a': { 'b': 2 } }, { 'a': { 'b': 1, 'c': 3 } })

输出：

{ 'a': { 'b': 2, 'c': 3 } }

如上例，该方法：

分配来源对象（该方法的第二个参数）的可枚举属性到目标对象（该方法的第一个参数）所有解析为 undefined 的属性上

这样的操作存在的隐患：

const payload = '{"constructor": {"prototype": {"toString": true}}}'

_.defaultsDeep({}, JSON.parse(payload))

如此一来，就触发了原型污染。原型污染是指：

攻击者通过某种手段修改 JavaScript 对象的原型（prototype）

对应上例，Object.prototype.toString 就会非常不安全了。

详解原型污染

理解原型污染，需要读者理解 JavaScript 当中的原型、原型链原型链的知识。我们先来看一个例子：

// person 是一个简单的 JavaScript 对象
let person = {name: 'lucas'}

// 输出 lucas
console.log(person.name)

// 修改 person 的原型
person.__proto__.name = 'messi'

// 由于原型链顺序查找的原因，person.name 仍然是 lucas
console.log(person.name)

// 再创建一个空的 person2 对象
let person2 = {}

// 查看 person2.name，输出 messi
console.log(person2.name)

把危害扩大化：

let person = {name: 'lucas'}

console.log(person.name)

person.__proto__.toString = () => {alert('evil')}

console.log(person.name)

let person2 = {}

console.log(person2.toString())

这段代码执行将会 alert 出 evil 文字。同时 Object.prototype.toString 这个方法会在隐式转换隐式转换隐式转换以及类型判断中经常被用到：

Object.prototype.toString 方法返回一个表示该对象的字符串

每个对象都有一个 toString() 方法，当该对象被表示为一个文本值时，或者一个对象以预期的字符串方式引用时自动调用。默认情况下，toString() 方法被每个 Object 对象继承。如果此方法在自定义对象中未被覆盖，toString() 返回 [object type]，其中 type 是对象的类型。

如果 Object 原型上的 toString 被污染，后果可想而知。以此为例，可见 lodash 这次漏洞算是比较严重了。

再谈原型污染（NodeJS 漏洞案例）

由上分析，我们知道原型污染并不是什么新鲜的漏洞，它“随时可见”，“随处可见”。在 Nullcon HackIM 比赛中就有一个类似的 hack 题目：

'use strict';
 
const express = require('express');
const bodyParser = require('body-parser')
const cookieParser = require('cookie-parser');
const path = require('path');
 
const isObject = obj => obj && obj.constructor && obj.constructor === Object;
 
function merge(a, b) {
    for (var attr in b) {
        if (isObject(a[attr]) && isObject(b[attr])) {
            merge(a[attr], b[attr]);
        } else {
            a[attr] = b[attr];
        }
    }
    return a
}
 
function clone(a) {
    return merge({}, a);
}
 
// Constants
const PORT = 8080;
const HOST = '0.0.0.0';
const admin = {};
 
// App
const app = express();
app.use(bodyParser.json())
app.use(cookieParser());
 
app.use('/', express.static(path.join(__dirname, 'views')));
app.post('/signup', (req, res) => {
    var body = JSON.parse(JSON.stringify(req.body));
    var copybody = clone(body)
    if (copybody.name) {
        res.cookie('name', copybody.name).json({
            "done": "cookie set"
        });
    } else {
        res.json({
            "error": "cookie not set"
        })
    }
});
app.get('/getFlag', (req, res) => {
    var аdmin = JSON.parse(JSON.stringify(req.cookies))
    if (admin.аdmin == 1) {
        res.send("hackim19{}");
    } else {
        res.send("You are not authorized");
    }
});
app.listen(PORT, HOST);
console.log(`Running on http://${HOST}:${PORT}`);

这段代码的漏洞就在于 merge 函数上，我们可以这样攻击：

curl -vv --header 'Content-type: application/json' -d '{"__proto__": {"admin": 1}}' 'http://0.0.0.0:4000/signup'; 

curl -vv 'http://0.0.0.0:4000/getFlag'

首先请求 /signup 接口，在 NodeJS 服务中，我们调用了有漏洞的 merge 方法，并通过 __proto__ 为 Object.prototype（因为 {}.__proto__ === Object.prototype）添加上一个新的属性 admin，且值为 1。

再次请求 getFlag 接口，条件语句 admin.аdmin == 1 为 true，服务被攻击。

防范原型污染

了解了漏洞潜在问题以及攻击手段，那么如何防范呢？

在 lodash “连夜”发版的修复中：

我们可以清晰的看到，在遍历 merge 时，当遇见 constructor 以及 __proto__ 敏感属性，则退出程序。

那么作为业务开发者，我们需要注意些什么，防止攻击出现呢？总结一下有：

冻结 Object.prototype，使原型不能扩充属性

我们可以采用 Object.freeze 达到目的：

Object.freeze() 方法可以冻结一个对象。一个被冻结的对象再也不能被修改；冻结了一个对象则不能向这个对象添加新的属性，不能删除已有属性，不能修改该对象已有属性的可枚举性、可配置性、可写性，以及不能修改已有属性的值。此外，冻结一个对象后该对象的原型也不能被修改。freeze() 返回和传入的参数相同的对象。

看代码：

Object.freeze(Object.prototype);

Object.prototype.toString = 'evil'

consoel.log(Object.prototype.toString)
ƒ toString() { [native code] }

对比：

Object.prototype.toString = 'evil'

console.log(Object.prototype.toString)
"evil"

建立 JSON schema 在解析用户输入内容是，通过 JSON schema 过滤敏感键名。
规避不安全的递归性合并这一点类似 lodash 修复手段，完善了合并操作的安全性，对敏感键名跳过处理
使用无原型对象在创建对象时，不采用字面量方式，而是使用 Object.create(null)：

Object.create()方法创建一个新对象，使用现有的对象来提供新创建的对象的__proto__

Object.create(null) 的返回值不会链接到 Object.prototype：

let foo = Object.create(null)
console.log(foo.__proto__)
// undefined

这样一来，无论如何扩充对象，都不会干扰到原型了。

采用新的 Map 数据类型，代替 Object 类型

Map 对象保存键/值对，是键/值对的集合。任何值（对象或者原始值）都可以作为一个键或一个值。使用 Map 数据结构，不会存在 Object 原型污染状况。

这里总结一下 Map 和 Object 不同点：：

Object 的键只支持 String 或者 Symbols 两种类型，Map 的键可以是任意值，包括函数、对象、基本类型
Map 中的键值是有序的，而 Object 中的键则不是
具体 API 上的差异：比如，通过 size 属性直接获取一个 Map 的键值对个数，而 Object 的键值无法获取；再比如迭代一个 Map 和 Object 差异也比较明显
Map 在频繁增删键值对的场景下会有些性能优势