DiceCTF 2024资格赛中的计算器挑战吸引了众多信息安全爱好者的关注,作为一道涉及现代Web应用安全的高难度题目,冠军选手和解题团队通过对代码审计、沙箱机制探索及前端攻击链条的深入研究,实现了对系统核心功能的突破,成功窃取了管理员Cookie。本文将带您系统梳理整个挑战的技术细节及思路,从而深入理解该类漏洞及防护方案。 该计算器挑战基于Node.js和TypeScript构建,核心依赖了express框架和isolated-vm库。isolated-vm是一款为Node.js提供V8引擎隔离执行环境的开源工具,能够创建多个完全隔离的JavaScript环境,保证代码不会越权访问主进程资源或影响其他上下文。挑战利用isolated-vm创建多达16个独立运行的Isolate实例,每个实例拥有各自的执行上下文,通过队列机制分配计算任务以实现高并发安全的计算服务。 挑战整体架构中,用户通过输入参数q向服务器提交表达式请求,后台首先调用本地的runQuery函数验证请求长度与合法性,并调用jail模块中的run函数执行代码运行。
jail模块不仅负责代码的语法检查与编译,还搭载了基于eslint的静态代码分析与TypeScript转译机制,确保输入脚本仅为单个表达式,禁止存在变量声明、语句或分号,并且限制字符集仅为ASCII可打印字符。通过这样的多重约束,代码注入和传统脚本注入攻击被极大限制。 run函数依赖isolated-vm的isolate创建独立上下文执行最终代码,并对运行时间做1秒钟的限时控制。若计算超时,则返回错误。正常情况将返回计算结果作为数字值,作为最终响应。 输入同时经过服务器端HTML转义处理,替换尖括号和引号防止DOM元素被恶意构造,进一步压制潜在XSS风险。
管理员机器人会在访问页面时携带flag Cookie,目标是通过某种手段让管理员执行含有恶意脚本的请求,将Cookie泄露到攻击者服务器。 挑战的关键突破口在于JavaScript类型和原型链的灵活利用。用户发现isolated-vm的执行环境同样支持Object.defineProperty等ES5+API,且在表达式的返回值处限制只允许数字类型,造成常规的脚本注入受阻。 通过构造payload污染全局对象的属性返回值,攻击者成功将返回值类型从数字"劫持"为字符串,从而在服务器端对返回结果代码进行的HTML转义过程中植入了未被过滤的<script>标签,突破了便捷过滤机制,实现了持久的跨站脚本攻击。利用跨域脚本加载,攻击者将外部JS文件植入管理员访问页面,最终通过Image加载器向自己控制的服务器上报携带flag的Cookie。 完整payload中巧妙利用了eslint的注释禁用指令(/*eslint-disable*/),有效逃避了静态代码检测的限制,令攻击代码在编译时不被识别为违规。
由于请求长度限制为75字符内,攻击者通过精炼的代码组合和远程脚本加载有效压缩了侵入点代码长度,保证payload有效且隐蔽。 挑战的成功关键在于对isolated-vm沙箱机理的精确理解,以及Node.js运行时内置API的巧妙利用。结合前端的HTML实体转义缺陷和返回数据类型限制的绕过,构建了一个可控的XSS钓鱼攻击链串联后台与前端。 从防御角度看,挑战暴露了多层过滤机制设计的重要性,仅依赖输入长度限制和简单的字符替换无法杜绝复杂的JavaScript表达式注入。在执行环境中严格限制可调用对象范围、避免全局对象污染,以及最终输出环节采用安全编码及内容安全策略(CSP)框架,可有效防范类似攻击。 此外,静态分析工具(如ESLint)本身也应做好配置管理,避免被注释指令绕过,需要结合代码动态监控实现多维度安全保障。
此次挑战强调了全栈安全人员对现代JavaScript执行机制深入研究的必要性。 综上,DiceCTF 2024计算器挑战不仅是一道技术复杂、策略密集的考题,更是当代Web容器安全和代码沙箱隔离的实战经典案例。通过本次透彻的解读,安全研究者可瞥见未来结合多环境执行、类型混淆与脚本注入攻击的潜在威胁,强化应用设计中的防御思维,提升安全整体水平。 未来研究方向可进一步探索isolated-vm在执行流控制、内存隔离和API钩子动态拦截等层面的功能扩展,此外动态沙箱逃逸与原型链污染的双重攻击路径也值得业内持续关注。更深度结合机器学习辅助的代码行为分析工具,有助于提前预警异构脚本攻击,保障云原生环境中JavaScript服务的安全运行。 DiceCTF的计算器挑战是CTF界技术与创新的典范,其丰富的漏洞链条和精妙的攻击策略不仅为书面安全知识注入鲜活血液,也为现实系统的安全加固提供了宝贵借鉴。
对于所有参与者和学习者,深入剖析并吸取其中教训必将助力未来信息安全事业的稳步发展和技术进步。 。
