Prototype pollution is a vulnerability in JavaScript and other prototype-based languages that allows malicious actors to inject a property into an object’s prototype. The injected property can subsequently trigger gadgets - source code sections that use the properties in sensitive locations. Gadgets can lead to various exploits, including denial-of-service, data exfiltration, and arbitrary code execution (ACE). Current research focuses primarily on the detection of pollution, while only a few discuss gadget detection. Those that do either propose detection solutions for browser-side applications or selected frameworks. This thesis aims to answer how prototype pollution affects modern server-side applications built on the Node.js framework. We propose a system that can automatically detect potential prototype pollution gadgets in Node.js applications. We utilize dynamic taint tracking to find flows from polluted prototypes to exploitable functions. Our system consists of multiple distinct runs. A first run analyzes a program without changing the control-flow to avoid premature termination through exceptions and program crashes. In subsequent runs, the system selectively changes conditionals to increase coverage. Based on our methodology, we implement Dasty, a performant dynamic taint analysis for prototype pollution gadgets built on NodeProf and the Truffle Instrumentation Framework. Dasty can automatically analyze third-party packages by utilizing their test suites. We use our implementation to analyze the 5000 most depended upon npm packages and verify the resulting flows systematically, focusing on ACE and similar high-profile vulnerabilities. Through the analysis, we identify 16 new gadgets in packages used by thousands of applications. Our results suggest that prototype pollution can lead to serious security issues in many modern applications. / Prototype pollution är en sårbarhet i JavaScript och andra prototypbaserade språk som tillåter skadliga aktörer att injicera en egenskap i ett objekts prototype. Den prototype som blivit komprometterad kan därefter utlösa gadgets - delar av kod som använder egenskaperna på känsliga positioner. Gadgets kan leda till olika exploiteringar, inklusive denial-of-service, dataexfiltrering och arbitrary code execution (ACE). Aktuell forskning fokuserar främst på detektion av prototype pollution, medan endast ett fåtal diskuterar detektion av gadgets. De som gör det föreslår antingen detekteringslösningar för applikationer på webbläsarnivå eller enskilda ramverk. Detta examensarbete syftar till att svara på hur prototype pollution påverkar moderna applikationer på serversidan byggda med ramverket Node.js. Vi föreslår ett system som automatiskt kan upptäcka potentiella prototype pollution gadgets i Node.js-applikationer. Vi använder dynamic taint tracking för att hitta flöden från injicerade prototyper till exploateringsbara funktioner. Vårt system består av flera distinkta körningar. En första körning analyserar ett program utan att ändra kontrollflödet för att undvika för tidig terminering p.g.a. exceptions och programkrascher. I efterföljande körningar ändrar systemet selektivt villkoren för att öka täckningen. Baserat på vår metodik implementerar vi Dasty, en snabb dynamic taint analysis för prototype pollution gadgets byggda på NodeProf och Truffle Instrumentation Framework. Dasty kan automatiskt analysera tredjepartspaket genom att använda deras testramverk. Vi använder vår implementering för att analysera de 5000 mest npm-beroende paketen och verifiera de resulterande flödena systematiskt, med fokus på ACE och liknande högprofilerade sårbarheter. Genom analysen identifierar vi 16 nya gadgets i paket som används av tusentals applikationer. Våra resultat tyder på att prototype pollution kan leda till allvarliga säkerhetsproblem i många moderna applikationer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-337039 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Moosbrugger, Paul |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Stockholm : KTH Royal Institute of Technology |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:624 |
Page generated in 0.0017 seconds