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[686] 2019-07-04_Synode：自动化预防Node.js的注入攻击

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2019-07-04_Synode：自动化预防Node.js的注入攻击 S y n o d e ： 自 动 化 预 防 N o d e . j s 的 注 入 攻 击 A r k T e a m   2 0 1 9 - 0 7 - 0 4 作 者 ： { Z e b o r k } @ A r k T e a m 原 文 作 者 ： S t a i c u   C   A ,   P r a d e l   M ,   L i v s h i t s   B . 原 文 标 题 ： S y n o d e :   U n d e r s t a n d i n g   a n d   A u t o m a t i c a l l y   P r e v e n t i n g   I n j e c t i o n   A t t a c k s   o n   N o d e . j s 原 文 会 议 ： N D S S   2 0 1 8 原 文 链 接 ： h t t p s : / / w w w . n d s s - s y m p o s i u m . o r g / w p - c o n t e n t / u p l o a d s / 2 0 1 8 / 0 3 / N D S S 2 0 1 8 _ 0 7 A - 2 _ S t a i c u _ S l i d e s . p d f N o d e . j s 生 态 系 统 已 经 创 造 了 许 多 的 现 代 应 用 程 序 ， 其 中 包 括 服 务 器 侧 的 W e b 应 用 程 序 和 桌 面 应 用 程 序 。 与 浏 览 器 中 的 J a v a S c r i p t 应 用 程 序 不 同 的 是 ， N o d e . j s 应 用 程 序 没 有 浏 览 器 沙 箱 的 保 护 ， 可 以 和 操 作 系 统 自 由 交 互 。 因 此 ， 针 对 N o d e . j s 的 注 入 攻 击 可 以 带 来 重 大 的 损 害 。 本 文 对 2 3 5 8 5 0 个   N o d e . j s 模 块 进 行 了 大 规 模 研 究 ， 发 现 数 千 个 模 块 可 能 遭 受 注 入 攻 击 ， 并 提 出 了 S y n o d e ， 一 种 自 动 化 的 注 入 缓 解 技 术 。 S y n o d e 结 合 了 静 态 分 析 和 动 态 的 运 行 时 安 全 策 略 ， 易 于 部 署 ， 不 需 要 对 N o d e . j s 平 台 进 行 任 何 修 改 ， 其 运 行 开 销 也 达 到 了 亚 毫 秒 级 ， 并 且 误 报 率 只 有 1 0 % 。 一 、 J a v a S c r i p t 的 应 用 场 景 革 新 和 问 题 J a v a S c r i p t 除 了 驱 动 了 绝 大 多 数 运 行 在 浏 览 器 中 的 W e b 应 用 程 序 ， 还 在 其 他 的 平 台 有 着 革 命 性 的 进 步 。 服 务 器 侧 W e b 应 用 程 序 和 桌 面 应 用 程 序 都 在 越 来 越 广 泛 地 采 用 N o d e . j s ； 移 动 应 用 程 序 也 在 越 来 越 多 地 采 用 J a v a S c r i p t ， 甚 至 操 作 系 统 ， 例 如 F i r e f o x   O S ， 也 开 始 采 用 J a v a S c r i p t 进 行 开 发 。 J a v a S c r i p t 应 用 场 景 的 革 新 ， 也 将 传 统 应 用 场 景 中 J a v a S c r i p t 的 问 题 传 播 到 了 其 他 的 场 景 。 值 得 注 意 的 是 这 种 问 题 是 J a v a S c r i p t 语 言 本 身 在 开 发 中 可 能 导 致 的 脆 弱 点 ， 而 不 是 简 单 的 将 W e b 应 用 程 序 的 问 题 传 播 到 其 他 场 景 。 比 如 注 入 漏 洞 ， 在 移 动 应 用 程 序 和 N o d e . j s 环 境 中 的 影 响 更 加 严 重 ， 而 浏 览 器 W e b 应 用 中 的 最 大 问 题 则 是 X S S 。 二 、 S y n o d e 整 体 框 架 S y n o d e 将 静 态 分 析 和 运 行 时 检 测 结 合 到 一 个 全 自 动 的 方 法 中 ， 以 缓 解 注 入 攻 击 ， 这 是 第 一 个 解 决 N o d e . j s 中 注 入 攻 击 的 方 法 。 S y n o d e 的 总 体 思 想 是 防 止 在 注 入 A P I 的 注 入 。 S y n o d e 首 先 会 分 析 可 能 流 入 注 入 A P I 的 值 ， 如 果 没 有 不 受 信 任 的 数 据 可 能 流 入 注 入 A P I ， 则 不 需 要 进 行 进 一 步 的 分 析 ； 反 之 ， 如 果 有 不 受 信 任 的 数 据 可 能 流 入 注 入 点 ， 则 需 要 进 行 动 态 的 运 行 时 检 测 。 对 于 运 行 时 检 测 ， S y n o d e 的 方 法 是 在 静 态 分 析 时 重 写 源 代 码 ， 将 检 查 代 码 插 入 到 注 入 点 之 前 ， 当 运 行 时 检 测 器 检 测 到 违 反 安 全 策 略 的 值 ， 程 序 将 会 终 止 ， 以 防 止 注 入 攻 击 。
图 1   总 体 框 架 图 三 、 静 态 分 析 S y n o d e 的 静 态 分 析 器 首 先 将 传 递 给 注 入 A P I 的 值 解 析 为 树 ； 然 后 对 树 进 行 分 析 得 到 一 组 模 板 ， 这 些 模 板 表 示 传 递 给 函 数 的 可 能 字 符 串 的 值 ， 包 括 已 知 和 未 知 部 分 ； 最 后 ， 基 于 生 成 的 模 板 ， 静 态 分 析 器 分 析 注 入 A P I 的 每 个 调 用 点 是 否 是 静 态 安 全 的 ， 从 而 进 一 步 决 定 是 否 要 插 入 运 行 时 检 测 代 码 。 图 2   模 板 树 的 几 个 例 子 图 3   由 模 板 树 得 到 的 模 板   四 、 动 态 运 行 时 检 测 对 于 无 法 确 定 传 递 给 注 入 A P I 的 值 的 调 用 点 ， 采 用 动 态 的 运 行 时 检 测 的 机 制 。 运 行 时 检 测 器 分 两 步 实 现 预 期 目 标 。 首 先 ， 检 测 器 将 静 态 提 取 的 调 用 点 模 板 集 ， 转 换 为 表 示 良 性 值 的 一 组 部 分 语 法 树 （ P A S T ） ， 而 模 板 的 未 知 部 分 ， 则 表 示 为 未 知 子 树 ； 在 执 行 时 ， 检 测 器 将 传 递 给 注 入 A P I 的 值 解 析 为 抽 象 语 法 树 （ A S T ） ， 扩 展 未 知 子 树 。 在 这 一 步 骤 中 ， 检 测 器 将 强 制 执 行 一 种 策 略 ， 使 这 个 A S T 必 须 能 够 从 至 少 一 个 部 分 语 法 树 中 导 出 ， 并 且 这 些 扩 展 要 在 所 有 可 能 A S T 节 点 的 允 许 子 集 范 围 内 。 五 、 性 能 作 者 使 用 了 搭 载 I n t e l   C o r e   I 7 ( 2 . 1 0 G H z ) ， 1 2 G B   内 存 ， 运 行 U b u n t u   1 4 . 0 4 的 联 想 T h i n k P a d   T 4 4 0 s 笔 记
本 进 行 测 试 。 对 于 静 态 分 析 ， S y n o d e 成 功 完 成 了 1 5 6 0 4 个 模 块 中 的 9 6 . 2 7 % ， 平 均 分 析 时 间 是 4 . 3 8 秒 ； 对 于 运 行 时 检 测 ， 每 一 次 检 测 的 成 本 为 0 . 7 4 毫 秒 ， 在 实 践 中 ， 这 一 开 销 通 常 可 以 忽 略 不 计 。 阅 读 原 文
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