转自P神博客:深入理解 JavaScript Prototype 污染攻击
prototype
和__proto__
分别是什么?
JavaScript中,我们如果要定义一个类,需要以定义“构造函数”的方式来定义:
1 | function Foo() { |
Foo
函数的内容,就是Foo
类的构造函数,而this.bar
就是Foo
类的一个属性。
为了简化编写JavaScript代码,ECMAScript 6后增加了class
语法,但class
其实只是一个语法糖。
一个类必然有一些方法,类似属性this.bar
,我们也可以将方法定义在构造函数内部:
1 | function Foo() { |
但这样写有一个问题,就是每当我们新建一个Foo
对象时,this.show = function...
就会执行一次,这个show
方法实际上是绑定在对象上的,而不是绑定在“类”中。
我希望在创建类的时候只创建一次show方法,这时候就则需要使用原型(prototype
)了:
1 | function Foo() { |
我们可以认为原型prototype
是类Foo
的一个属性,而所有用Foo
类实例化的对象,都将拥有这个属性中的所有内容,包括变量和方法。比如上图中的foo
对象,其天生就具有foo.show()
方法。
一个Foo
类实例化出来的foo
对象,可以通过foo.__proto__
属性来访问Foo
类的原型,也就是说:
1 | foo.__proto__ == Foo.prototype |
所以,总结一下:
prototype
是一个类的属性,所有类对象在实例化的时候将会拥有prototype
中的属性和方法- 一个对象的
__proto__
属性,指向这个对象所在的类的prototype
属性
JavaScript原型链继承
所有类对象在实例化的时候将会拥有prototype
中的属性和方法,这个特性被用来实现JavaScript中的继承机制。
例如:
1 | function Father() { |
Son
类继承了Father
类的last_name
属性,最后输出的是Name: Melania Trump
总结一下,对于对象son
,在调用son.last_name
的时候,实际上JavaScript引擎会进行如下操作:
- 在对象
son
中寻找last_name
- 如果找不到,则在
son.__proto__
中寻找last_name
- 如果仍然找不到,则继续在
son.__proto__.__proto__
中寻找last_name
- 依次寻找,直到找到
null
结束。比如,Object.prototype
的__proto__
就是null
JavaScript的这个查找的机制,被运用在面向对象的继承中,被称作prototype
继承链。
以上就是最基础的JavaScript面向对象编程,我们并不深入研究更细节的内容,只要牢记以下几点即可:
- 每个构造函数(
constructor
)都有一个原型对象(prototype
) - 对象的
__proto__
属性,指向类的原型对象prototype
- JavaScript使用
prototype
链实现继承机制
原型链污染
第一章中说到,foo.__proto__
指向的是Foo
类的prototype
。那么,如果我们修改了foo.__proto__
中的值,是不是就可以修改Foo
类呢?
做个简单的实验:
1 | // foo是一个简单的JavaScript对象 |
最后,虽然zoo
是一个空对象{}
,但zoo.bar
的结果居然是2
原因也显而易见:因为前面我们修改了foo
的原型foo.__proto__.bar = 2
,而foo
是一个Object
类的实例,所以实际上是修改了Object
这个类,给这个类增加了一个属性bar
,值为2。
后来,我们又用Object
类创建了一个zoo
对象let zoo = {
},zoo
对象自然也有一个bar
属性了。
那么,在一个应用中,如果攻击者控制并修改了一个对象的原型,那么将可以影响所有和这个对象来自同一个类、父祖类的对象。这种攻击方式就是原型链污染。
哪些情况下原型链会被污染?
在实际应用中,哪些情况下可能存在原型链能被攻击者修改的情况呢?
我们思考一下,哪些情况下我们可以设置__proto__
的值呢?其实找找能够控制数组(对象)的“键名”的操作即可:
- 对象merge
- 对象clone(其实内核就是将待操作的对象merge到一个空对象中)
以对象merge为例,我们想象一个简单的merge函数:
1 | function merge(target, source) { |
在合并的过程中,存在赋值的操作target[key] = source[key]
,那么,这个key
如果是__proto__
,是不是就可以原型链污染呢?
我们用如下代码实验一下:
1 | let o1 = {} |
结果是,合并虽然成功了,但原型链没有被污染。
这是因为,我们用JavaScript创建o2
的过程(let o2 = {a: 1, "__proto__": {b: 2}}
)中,__proto__
已经代表o2
的原型了,此时遍历o2
的所有键名,你拿到的是[a, b]
,__proto__
并不是一个key
,自然也不会修改Object
的原型。
那么,如何让__proto__
被认为是一个键名呢?
我们将代码改成如下:
1 | let o1 = {} |
可见,新建的o3
对象,也存在b
属性,说明Object
已经被污染。
这是因为,JSON解析的情况下,__proto__
会被认为是一个真正的“键名”,而不代表“原型”,所以在遍历o2
的时候会存在这个键。
merge操作是最常见可能控制键名的操作,也最能被原型链攻击,很多常见的库都存在这个问题。