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。
