Deserialization Vulnerabilities (反序列化漏洞) 在 JavaScript 环境中的潜在风险，尤其是在 Node.js 中使用不安全的反序列化库。

各位观众老爷，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊一个听起来玄乎，但其实就在你眼皮底下，可能随时给你整个大活儿的玩意儿——JavaScript 反序列化漏洞。

这玩意儿，说白了，就是把一段看似平平无奇的数据，还原成对象的时候，没把好关，被人钻了空子，搞事情了。尤其是在 Node.js 这种后端环境里，那可真是防不胜防，一不小心就得删库跑路。

一、啥是序列化和反序列化？

别着急，先打个基础。咱们先搞清楚啥是序列化和反序列化。

序列化 (Serialization): 想象一下，你家有一堆乐高积木，各种形状，各种颜色。你想把它们打包寄给远方的朋友。直接一股脑塞箱子里？那朋友收到的时候估计得崩溃。所以，你要先把这些积木按照某种规则（比如，按照颜色分类，然后按照大小排列），记录下来（比如，写个说明书），再装箱。这个过程就是序列化，把复杂的对象变成一段方便存储和传输的字符串或者二进制数据。
反序列化 (Deserialization): 你朋友收到箱子，打开一看，有说明书！他按照说明书一步一步把积木拼起来，还原成原来的样子。这个过程就是反序列化，把序列化的数据还原成对象。

在 JavaScript 里，常用的序列化方式就是 JSON.stringify()，把对象转换成 JSON 字符串。反序列化就是 JSON.parse()，把 JSON 字符串转换成对象。

举个栗子：

const myObject = {
  name: "张三",
  age: 30,
  city: "北京"
};

// 序列化
const serializedData = JSON.stringify(myObject);
console.log(serializedData); // 输出: {"name":"张三","age":30,"city":"北京"}

// 反序列化
const deserializedData = JSON.parse(serializedData);
console.log(deserializedData); // 输出: { name: '张三', age: 30, city: '北京' }

到这里，一切看起来都很美好，对吧？

二、反序列化漏洞：美丽背后的杀机

问题就出在“按照某种规则”这个地方。如果这个规则设计得不够严谨，或者你使用的反序列化库不够安全，攻击者就可以构造恶意的数据，让你在反序列化的时候执行一些意想不到的代码。

想象一下，你朋友收到的乐高积木说明书上，赫然写着：“拼好之后，用锤子砸一下！”，这不是纯纯的搞事情吗？

反序列化漏洞的本质：

数据可控： 攻击者可以控制序列化的数据。
执行代码： 通过精心构造的数据，攻击者可以控制程序执行任意代码。

三、Node.js 中常见的反序列化漏洞库

在 Node.js 中，除了原生的 JSON.parse() 之外，还有一些其他的反序列化库，它们的功能更强大，但也更容易出现漏洞。

库名称	描述	风险等级	备注
`serialize-javascript`	安全地将 JavaScript 对象序列化为 JavaScript 字符串。但配置不当仍可能存在风险。	中	默认情况下是安全的，但是如果配置允许执行函数字符串，则可能存在漏洞。
`js-yaml`	可以解析 YAML 文件。 YAML 是一种比 JSON 更灵活的数据格式，但也更容易出现漏洞。	高	允许执行任意代码。请始终使用 `safeLoad` 或 `safeLoadAll` 方法，并禁用 `!!js/function` 标签。
`node-serialize`	一个通用的序列化库。已经不维护，强烈不建议使用！	高	允许执行任意代码。已经被许多安全研究人员证明存在严重漏洞。
`vm2`	一个安全的虚拟机环境，可以在其中执行不受信任的代码。但如果使用不当，仍然可能被绕过。	中至高	需要仔细配置和使用，以确保安全性。

四、漏洞演示：js-yaml 的惊魂一瞥

js-yaml 是一个流行的 YAML 解析库。 YAML 是一种人类可读的数据序列化格式，通常用于配置文件。但是，js-yaml 默认情况下允许执行任意 JavaScript 代码，这使得它成为一个潜在的漏洞来源。

漏洞代码：

const yaml = require('js-yaml');
const fs = require('fs');

const maliciousYaml = `
!!js/function 'return process.mainModule.require("child_process").execSync("calc.exe");'
`;

try {
  const parsedData = yaml.load(maliciousYaml);
  console.log(parsedData); // 恶意代码被执行！
} catch (e) {
  console.log(e);
}

解释：

!!js/function 是 YAML 的一个标签，用于指定一个 JavaScript 函数。
'return process.mainModule.require("child_process").execSync("calc.exe");' 是一个 JavaScript 函数，它使用 child_process 模块执行 calc.exe 命令 (Windows 计算器)。

运行结果：

运行这段代码，你会发现 Windows 的计算器程序被打开了！这说明攻击者可以通过构造恶意的 YAML 文件，在你的服务器上执行任意代码。

安全修复：

使用 safeLoad 或 safeLoadAll 方法，并禁用 !!js/function 标签。

const yaml = require('js-yaml');
const fs = require('fs');

const maliciousYaml = `
!!js/function 'return process.mainModule.require("child_process").execSync("calc.exe");'
`;

try {
  const parsedData = yaml.safeLoad(maliciousYaml, { schema: yaml.SAFE_SCHEMA });
  console.log(parsedData); //  会抛出异常，因为 SAFE_SCHEMA 不允许执行函数。
} catch (e) {
  console.log(e); // 输出错误信息
}

五、漏洞演示：node-serialize 的历史遗留问题

node-serialize 曾经是一个流行的序列化库，但现在已经不再维护，并且存在严重的漏洞。 千万不要再使用它了！

漏洞代码：

const serialize = require('node-serialize');

const payload = '{"rce":"_$$ND_FUNC$$_function (){ require('child_process').exec('calc.exe'); }()"}';

serialize.unserialize(payload);

解释：

_$$ND_FUNC$$_ 是 node-serialize 用来标识函数字符串的特殊标记。
攻击者可以通过构造包含这个标记的字符串，让 node-serialize 在反序列化的时候执行任意代码。

运行结果：

运行这段代码，同样会打开 Windows 的计算器程序！

修复方案：

彻底移除 node-serialize 依赖！ 使用更安全的序列化库，例如 JSON.stringify 和 JSON.parse (如果不需要执行代码)，或者使用安全的 YAML 解析器 (如 js-yaml 的 safeLoad 方法)。

六、防范反序列化漏洞的葵花宝典

说了这么多，最重要的还是如何防范反序列化漏洞。以下是一些建议：

永远不要信任来自客户端的数据！ 对所有输入数据进行严格的验证和过滤。
- 白名单验证： 只允许特定的数据类型和值。
- 数据消毒： 移除或转义潜在的恶意字符。
使用安全的序列化库和方法。
- 优先选择标准的 JSON.stringify 和 JSON.parse。 它们是最安全的，因为它们不允许执行任意代码。
- 如果需要使用更强大的序列化库，请仔细阅读文档，并了解其安全风险。 例如，在使用 js-yaml 时，始终使用 safeLoad 或 safeLoadAll 方法。
- 避免使用已经不再维护，或者已知存在漏洞的库，例如 node-serialize。
限制反序列化的权限。
- 最小权限原则： 只授予反序列化代码执行所需的最小权限。
- 沙箱环境： 在隔离的环境中执行反序列化代码，例如使用 vm2 模块。
监控和日志。
- 监控反序列化过程中的异常行为。 例如，如果反序列化过程中出现大量的错误，或者执行了不应该执行的代码，就应该发出警报。
- 记录反序列化的日志。 这些日志可以用于分析攻击事件，并改进安全策略。
代码审查和安全测试。
- 定期进行代码审查，以发现潜在的反序列化漏洞。
- 进行渗透测试，模拟攻击者的行为，以验证安全措施的有效性。

七、代码示例：安全的 JSON 反序列化

function safeJsonParse(data) {
  try {
    // 尝试解析 JSON 数据
    const parsedData = JSON.parse(data);

    // 验证数据类型和结构
    if (typeof parsedData !== 'object' || parsedData === null) {
      throw new Error('Invalid data type');
    }

    // 白名单验证示例：只允许 name 和 age 属性
    const allowedKeys = ['name', 'age'];
    for (const key in parsedData) {
      if (!allowedKeys.includes(key)) {
        throw new Error(`Invalid key: ${key}`);
      }
    }

    // 数据消毒示例：过滤 HTML 标签
    if (parsedData.name && typeof parsedData.name === 'string') {
      parsedData.name = parsedData.name.replace(/<[^>]*>/g, ''); // 移除 HTML 标签
    }

    return parsedData;
  } catch (error) {
    console.error('Error parsing JSON:', error.message);
    return null; // 或者抛出异常，取决于你的需求
  }
}

// 使用示例
const maliciousData = '{"name": "<script>alert('XSS')</script>", "age": 30, "evil": "hacker"}';
const safeData = safeJsonParse(maliciousData);

if (safeData) {
  console.log('Safe data:', safeData); // 输出: Safe data: { name: 'alert('XSS')', age: 30 }
} else {
  console.log('Failed to parse JSON');
}

八、总结

反序列化漏洞是一个非常危险的漏洞，它可以让攻击者在你的服务器上执行任意代码。防范反序列化漏洞需要你时刻保持警惕，并采取有效的安全措施。

记住，安全是一个持续的过程，而不是一个一次性的任务。只有不断学习和改进，才能保护你的应用程序免受攻击。

希望今天的分享对你有所帮助！咱们下期再见！

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