CVE20191356：Edge浏览器LFD及EoP漏洞分析

0x00 前言

在本文中，我将与大家分享Edge（EdgeHTML）浏览器的几个bug，将这些bug结合起来后，可以实现两种不同的攻击效果：LDF（本地文件包含）及EoP（权限提升），后者可以用来修改about:flags中的任何具体设置。

0x01 从HTTP到FILE上下文

攻击场景的第一个步骤就是从受限的HTTP/Web上下文逃逸到其他上下文环境中（如本地文件）。在实际环境中，我们无法简单诱导用户直接打开已下载的HTML文件，这并不是常见的用户交互行为。

因此我们需要使用bug，不依赖异常的用户交互。在理想情况下，我们希望不涉及用户交互就能完成任务，这种情况下我使用了WebNotes中的一个bug，虽然此时还是有许多用户交互，但由于WebNotes是Edge浏览器的一个组件，经常被用户使用，因此这种交互至少看上去不是特别“异常”。

之前我反馈过WebNotes中的一个bug，现在该bug已经被修复。幸运的是，我又找到了另一个bug，可以用来在本地文件上下文中执行Javascript。

WebNotes的操作过程如下图所示：

如上图所示，WebNote可以捕捉页面截图，也可以在当前页面上绘制图像，得到的WebNote可以保存成本地HTML文件。

因此，当用户打开已保存的WebNote，实际上打开的是一个本地HTML文件。我们需要以某种方式将自己的代码注入已保存的WebNote文件中，以便后续利用。

在上图中，大家可能注意到当前标签页会转到特定的一个WebNote标签页。我们来看看是否能引用这类标签页，以此为利用点。

事实证明，我们的确保留着对WebNote标签页的引用，因此我们可以通过各种方式来影响该标签页。

与之前的研究一样，我们可以从blob: URI scheme开始。之前我一直在Edge中碰到一个bug，可以将顶部frame导航到某个blob: URL，这是Edge出于某些原因明确禁止的一种行为。因此这里我使用这个bug将WebNote标签页导航到某个blob URL，出乎我意料的是，WebNotes没有遵循正常的操作过程，而是会将已创建的blob HTML内容保存在我们已保存的某个WebNote中。

如下图所示，我使用如下代码诱骗Edge将顶部frame导航到某个blob URL：

打断WebNotes正常操作过程，注入Javascript的具体方法如下：

1、用户点击任意位置，打开新标签页，保存对该标签页的引用。

window.Onclick=e=>{
fer=open('/1.html','qab');
}


2、新标签页中包含一个页面，可以通过上图所示的代码将顶部frame导航至某个blob URI。

3、指导用户创建WebNote，我们可以通过onblur事件处理器（handler）来探测用户行为，handler会通过postMessage向原始页面发送消息，表示用户正在创建WebNote。

a=URL.createObjectURL(new Blob(['Create a WebNote and start drawing something.'],{type:'text/html'}));
history.replaceState('','',a.split('/')[3]);
location.protocol='blob:http:';


4、一旦用户创建完WebNote，主页面会（使用步骤1保存的引用）再次将标签页重定向到第三个页面。

function step(){
if(go){
setInterval(function(){
fer.close();
qmsg.innerHTML='Now open the saved WebNote.';
},2500);
}else{
setTimeout(function(){
fer=open('/2.html','qab');
},2500);
go=true;
}
}
window.addEventListener("message", step, false);


5、第三个页面会在WebNote标签页中加载，立刻将自身变成一个新的Blob URL，此时就包含我们注入的HTML。

a=URL.createObjectURL(new Blob([`Now save this WebNote`],{type:'text/html'}));
history.replaceState('','',a.split('/')[3]);
location.protocol='blob:http:';


6、随后指导用户保存WebNote，这里Edge不会执行正常操作，保存屏幕截图，而是会保存我们构造的Blob内容。

7、一旦用户打开新创建的WebNote，我们注入的代码就会在file: URI scheme中执行。

现在我们已实现上下文逃逸，那么在这个FILE:上下文中，我们能执行哪些操作？

0x02 绕过文件读取限制

当涉及到本地文件上下文时，磁盘上的WebNote HTML文件位置属于比较特殊的情况。大家可以看到，如果我们使用Edge打开本地HTML文件，那么该文件就可以访问原始文件目录之外的其他文件。然而，WebNote HTML文件位于Edge的AppData目录中，该目录中也包含一些临时数据（另外打印预览文档也位于该目录中）。

Edge不允许位于AppData目录中的HTML文档访问其他路径。该目录与“Downloads”目录类似，在这些目录中打开的HTML文件无法访问工作目录之外的数据。举个例子：

C:\Users\Q\Downloads\malice.html无法访问C:\a\secret.txt，C:\Users\Q\AppData\Local\Packages\Microsoft.MicrosoftEdge_8wekyb3d8bbwe\AC\#!001\MicrosoftEdge\User\Default\WebNotes\malice.html无法访问C:\a\secret.txt，然而C:\Users\Q\projects\mywebsite\createdByMe.html可以访问C:\a\secret.txt。

根据我的猜测，如果HTML文件直接来自于互联网，那么与正常用户创建的文件相比，Edge会将该文件当成权限较低的内容。这种机制有点类似适用于Word/Excel文件的安全性。

现在不幸的是，我们注入的HTML位于受限文件上下文中。因此我们需要完成另一个逃逸任务，幸运的是这次任务比前面那一次要简单得多。首先我注意到浏览器并没有限制replaceState/pushState函数，单页面web应用通常会使用该函数来模拟网站导航行为。我在file: URI scheme内使用该函数，就可以修改HTML文档的路径。然而单单这样操作依然不够，Edge比较机智，不会被这种技巧糊弄，因此我需要稍加创新。

文档源已在其他地方设置，我在修改URL时并没有修改这个值。因此我只要找到办法欺骗Edge，使其认为打开的HTML文件位于其他位置，就能绕过各种限制。具体实现代码如下：

setTimeout(function(){
history.pushState('','','file:///C:/a/fictional-non-existent.html')
},500);
setTimeout(function(){
document.write("aaaaa")
history.pushState('','','file:///C:/a/q.html');
history.back();
},1500);


演示动图如下所示：

该过程工作原理如下：

1、首先使用pushState函数将URL修改为某个虚假的、不存在HTML文件，该文件与我们的目标文件位于同一个目录中。

2、pushState插入导航历史记录，而replaceState替换当前已查看的历史页面，这个操作非常重要。

3、然后这里我使用了document.write函数，我希望能导航回该页面，查看之前写入的HTML。据我所知，这种方法仅适用于这种特殊的HTML插入方式。

4、然后执行第二次pushState，这一次将当前URL修改为目标文件位置。

5、执行history.back()，以便返回之前创建的document.write值。这一次Edge会错误地认为这是真实存在的HTML文件（实际上该文件并不存在）。

6、最后尝试读取目标文件，大功告成。

0x03 进一步提升权限

前面介绍的导航技巧同样可以用来修改Edge浏览器about:flags页面中的任何设置，这是因为file:上下文可以导航至res: URL。我们可以使用前面的技巧，将这种导航技术插入res:上下文中。

我使用的代码如下所示：

var qpay=escape`history.replaceState("","","res://edgehtml.dll/flags.htm");
setTimeout(function(){document.write('');
history.pushState('','','res://apds.dll/REDIRECT.HTML?target=Javascript:123');history.back();},333);`;
location="res://apds.dll/REDIRECT.HTML?target=Javascript:${qpay}";


具体操作如下：

1、构造JS payload，然后导航至res://apds.dll/REDIRECT.HTML?target=Javascript:{payload}，这里我借鉴了Lokihardt之前研究的针对Edge的利用技术。

2、payload同样利用了我们前面讨论的导航bug来提升权限，并执行top.external.SetExperimentalFlag(/F12ContextMenuEntryPoints/.source, false)，修改about:flags中的某个设置值。

3、完成提权任务。

0x04 PoC及演示视频

现在将前面的bug结合起来使用。

首先是结合本地文件包含bug：

然后是用来修改设置的提权bug：

大家可以访问此处下载我们发送给微软的PoC源码。

0x05 参考资料

https://portal.msrc.microsoft.com/en-US/security-guidance/advisory/CVE-2019-1356