Site Isolationの話 - Speaker Deck

Site Isolationの話

by Jun Kokatsu

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Site Isolationの話

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職務質問 Q: お名前は？ A: 小勝純です Q: SNS教えなさい A: @shhnjkです Q: お仕事は？ A: マイクロソフトでBrowser Vulnerability Researchチームに所属してます Q: ビザ見せなさい A: 日本人です

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Agenda 1. Site Isolationについて 2. Cross-Origin Read Blockingについて 3. Spectreについて 4. 見つけたバグの話 5. まとめ

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Chromeのプロセスモデルブラウザプロセス： Chromeのプロセスの中で一番権限が高いプロセス。サンドボックス外のプロセスで、各レンダラプロセスの管理やリソースの供給、権限の授与を担当

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Chromeのプロセスモデルブラウザプロセス： Chromeのプロセスの中で一番権限が高いプロセス。サンドボックス外のプロセスで、各レンダラプロセスの管理やリソースの供給、権限の授与を担当レンダラプロセス： Chromeのプロセスの中で一番権限が低い、サンドボックスされたプロセス。ウェブページをレンダリングしたり、JSを実行したりする

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Site Isolationの背景 ● オンライン上のデータの重要度が日に日に増している

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Site Isolationの背景 ● オンライン上のデータの重要度が日に日に増している ● ブラウザのサンドボックスをエスケープしなくてもレンダラプロセスを掌握出来ればUXSSなどが可能だった

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Site Isolationの背景 ● オンライン上のデータの重要度が日に日に増している ● ブラウザのサンドボックスをエスケープしなくてもレンダラプロセスを掌握出来ればUXSSなどが可能だった ● 今後の攻撃がサンドボックスをエスケープするものから他サイトへのアクセスを悪用するものに推移するのではないか

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Site Isolationとはサイトごとにレンダラプロセスを隔離する Chromeのセキュリティ機能 Siteとは： Scheme と eTLD+1 https://www.example.com:443 https://www.chromium.org/developers/design-documents/site-isolation

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Cross-Origin Read Blockingの背景クロスサイトなタブやフレームはSite Isolationでプロセスが隔離されるが、他のリソースはプロセスの隔離がされない例：

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Cross-Origin Read Blockingの背景クロスサイトなタブやフレームはSite Isolationでプロセスが隔離されるが、他のリソースはプロセスの隔離がされない例：

imgタグで指定されたリソースをパースする為に、そのリソースをレンダラプロセス内のメモリにロードする必要がある＝レンダラプロセスを掌握されると任意のサイトのレスポンスが読める

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Cross-Origin Read Blockingとは HTMLかXMLかJSONのContent-Typeを持つリソースがクロスオリジンなプロセスにロードされないようにするセキュリティ機能 X-Content-Type-Options: nosniffが指定されていない場合はコンテンツをスニフする Renderer: https://evil.tld

Browser process victim.tld Content-Type: text/html X-Content-Type-Options: nosniff

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Spectre ● サイドチャネル攻撃を使うことで別プロセスのデータを読み取れる CPUの脆弱性

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Spectre ● サイドチャネル攻撃を使うことで別プロセスのデータを読み取れる CPUの脆弱性 ● OSレベルのパッチにより、今まで通り OSプロセスの隔離は保証されるが、同一プロセス内に機密データと信頼出来ないコードが共存する場合は未だにサイドチャネル攻撃が可能

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Spectre ● サイドチャネル攻撃を使うことで別プロセスのデータを読み取れる CPUの脆弱性 ● OSレベルのパッチにより、今まで通り OSプロセスの隔離は保証されるが、同一プロセス内に機密データと信頼出来ないコードが共存する場合は未だにサイドチャネル攻撃が可能 ● 脆弱性無しでもJavascriptを使うと同一プロセス内の全てのデータを読めてしまう

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ChromeによるSpectreの緩和策 performance.now()の精度削減、SharedArrayBufferの無効化、投機的実行時のメモリマスクなど＞これらは総合的で効率的な緩和策ではない詳細：https://v8.dev/blog/spectre

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ChromeによるSpectreの緩和策 performance.now()の精度削減、SharedArrayBufferの無効化、投機的実行時のメモリマスクなど＞これらは総合的で効率的な緩和策ではない詳細：https://v8.dev/blog/spectre OSレベルでの隔離が保証されるSite Isolationが一番効果的なSpectre対策

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Spectre対策としてのSite Isolation 当時完成していなかったSite Isolationを効果的なSpectre対策とする為に、新たな脅威モデルによるSite IsolationがChrome 67から有効にされた 1. クロスサイトなタブやフレームには別プロセスを振り分ける 2. CORBを有効にするしかし、レンダラプロセス内のデータが改ざんされてブラウザプロセスを騙す様な当初のSite Isolationが想定していた脅威モデルには対応せず

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クロスサイトを突き詰める URLのHostがドメイン名ではない場合、SchemeとHostが完全一致した場合のみ同一サイトと判断される例：http://204.79.197.200/

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クロスサイトを突き詰める URLのHostがドメイン名ではない場合、SchemeとHostが完全一致した場合のみ同一サイトと判断される例：http://204.79.197.200/ Blob URLやFileSystem URLなどオリジンがURL内にあるものは、そのオリジンを元に同一サイトかを比較する例：blob:https://www.bing.com/ed14d1bc-2fdc-4408-82ed-37c06ba1eab5

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Blob URLのオリジン CSP/iframeサンドボックスもしくはData URLから作られたBlob URLは以下の様になる blob:null/06a61233-03ba-4ebe-a0ad-5b5c71e56bd0 SchemeとHostが完全に一致しているので常に同一サイトとみなされる

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Blob URLのオリジン CSP/iframeサンドボックスもしくはData URLから作られたBlob URLは以下の様になる blob:null/06a61233-03ba-4ebe-a0ad-5b5c71e56bd0 SchemeとHostが完全に一致しているので常に同一サイトとみなされる結果、クロスサイトなはずの２つの Blob URLが同一プロセス内にレンダリングされてしまう CVE-2018-16074: $3000

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Data URLの扱い Data URLがiframe内で表示された場合、ナビゲーションを開始したサイトと Data URLは同一サイトとみなされる https://example.tld 同一サイト https://example.tld https://evil.tld location.href=”data:,test”; クロスサイト

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ブラウザ復元時の挙動 https://victim.tld https://evil.tld location.href=”data:,test”; https://evil.tldからData URLがロードされた後にブラウザプロセスをクラッシュする例：https://crbug.com/935050

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ブラウザ復元時の挙動 https://victim.tld https://evil.tld location.href=”data:,test”; https://evil.tldからData URLがロードされた後にブラウザプロセスをクラッシュする例：https://crbug.com/935050 https://victim.tld data:,test ローカルキャッシュから復元される際にクロスサイトな Data URLが同一サイトとみなされてしまう CVE-2018-16073: $3000

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修正後ブラウザまたはタブ復元後のData URLはどのサイトに属しているかがわからない為、復元後はフラグメントを抜いた Data URL自体をサイトとして扱う様になった

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修正後ブラウザまたはタブ復元後のData URLはどのサイトに属しているかがわからない為、復元後はフラグメントを抜いた Data URL自体をサイトとして扱う様になったしかしChromeにはData URLのフラグメント以降もData URLのボディとして扱う挙動があった data:text/html,body#this is body too

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ブラウザ復元時の挙動を使ったバグ２ https://evil.tld data:text/html, alert(1); https://victim.tld data:text/html, secret

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ブラウザ復元時の挙動を使ったバグ２ https://evil.tld data:text/html, alert(1); https://victim.tld data:text/html, secret クラッシュ

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ブラウザ復元時の挙動を使ったバグ２ https://evil.tld data:text/html, alert(1); https://victim.tld data:text/html, secret https://evil.tld data:text/html, alert(1); https://victim.tld data:text/html, secret クラッシュ同一サイト $500 https://www.chromestatus.com/feature/5656 049583390720

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CORBをバイパスしてみる Application CacheはクロスオリジンのリソースをCORS無しで明示的にキャッシュすることが出来る CACHE MANIFEST CACHE: https://www.google.com

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CORBをバイパスしてみる Application CacheはクロスオリジンのリソースをCORS無しで明示的にキャッシュすることが出来る CACHE MANIFEST CACHE: https://www.google.com ブラウザがこのキャッシュを行う際 CORBのチェックを怠っていた為、明示的にキャッシュしたリソースを使うことによって CORBがバイパス出来た Chrome Securityチームが先に見つけていたので重複

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レンダラプロセスを信頼しないSite Isolationへ当初の目標であったレンダラプロセスを一切信頼しない脅威モデルの確立に向けて着々と実装が行われている ● Out-of-Renderer CORS ● 各IPCの再チェック ● 現状の実装で実際のサイトが守れるかの確認などなど

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レンダラプロセスを信頼しないSite Isolationへ当初の目標であったレンダラプロセスを一切信頼しない脅威モデルの確立に向けて着々と実装が行われている ● Out-of-Renderer CORS ● 各IPCの再チェック ● 現状の実装で実際のサイトが守れるかの確認などなどこちらも実際に見つかったバグを紹介します ※まだ実装が完璧ではない為、セキュリティのバグではなくセキュリティ機能の向上　として扱われる場合があります

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Blob URLを使ったUXSS キヌガワさんが見つけたバグ！ Blob URLを作る際、レンダラプロセス内のオリジンを偽装することでブラウザプロセスを騙して別オリジンの Blob URLを作ることが出来る Blob URLのコンテンツも自由に指定出来るので UXSS となる CVE-2018-18345: $8000 Browser Process Renderer Process https://evil.tld I need a Blob URL for Google.com! Sure!

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ナビゲーションコミット時のオリジン偽装 Chromeにはナビゲーションが開始された後にレスポンスをロードする為のレンダラプロセスからナビゲーションをコミットするという概念がある Life of a Navigation：https://youtu.be/mX7jQsGCF6E Navigate to https://evil.tld Commit navigation with https://victim.tld

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UXSSに昇格別オリジンにコミット出来ることは Chromeチームが知っていたので重複レンダラプロセス自体は攻撃者のサイト用のままのなので UXSSが出来ない

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UXSSに昇格別オリジンにコミット出来ることは Chromeチームが知っていたので重複レンダラプロセス自体は攻撃者のサイト用のままのなので UXSSが出来ないレンダラプロセスがアクセス出来るオリジンを確認されてしまう APIにはオリジンの偽装がバレるが、そうでない APIは上手く騙せていた Service Workerを使うサイトに対してはCache APIを使ってUXSSが出来た https://crbug.com/915396

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postMessageのオリジン偽装レンダラプロセス内のオリジンを偽装した後に postMessageするとメッセージを受け取った側に偽装されたオリジンが送られてしまう https://evil.tld https://victim.tld frames[0].postMessage(“hello”,”*”); alert(event.origin)// https://victim.tld $3000 https://crbug.com/915398

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気をつけて欲しいこと開発者へ ● 信頼出来ないData URLをiframeで表示することはXSSではないが危険

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気をつけて欲しいこと開発者へ ● 信頼出来ないData URLをiframeで表示することはXSSではないが危険 ● HTML、XML、JSON以外の機密ファイルでクロスサイトに読み込まれる必要がないものにはCORPヘッダーを設定しよう！

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気をつけて欲しいこと開発者へ ● 信頼出来ないData URLをiframeで表示することはXSSではないが危険 ● HTML、XML、JSON以外の機密ファイルでクロスサイトに読み込まれる必要がないものにはCORPヘッダーを設定しよう！ ● https://www.chromium.org/Home/chromium-security/corb-for-developers

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Site Isolationで変わってきたこと ● レンダラプロセスを掌握してもUXSSをする為には更にバグが必要になった

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Site Isolationで変わってきたこと ● レンダラプロセスを掌握してもUXSSをする為には更にバグが必要になった ● ブラウザプロセスのアタックサーフェイスが増加した

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Site Isolationで変わってきたこと ● レンダラプロセスを掌握してもUXSSをする為には更にバグが必要になった ● ブラウザプロセスのアタックサーフェイスが増加した ● ブラウザのバグがサイトの設定で防げるようになってきた

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Site Isolationで変わってきたこと ● レンダラプロセスを掌握してもUXSSをする為には更にバグが必要になった ● ブラウザプロセスのアタックサーフェイスが増加した ● ブラウザのバグがサイトの設定で防げるようになってきた ● SOPバイパスがSite Isolation関連で守られていない所に集中し始めた

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Site Isolationをテストしたい方へ Spoof.js https://github.com/shhnjk/spoof.js Chromeのレンダラプロセス内のオリジンと URLを偽装してくれる WinDbgの拡張スクリプトオリジンとURLを偽装した後に任意のAPIを呼ぶことでそのAPIが偽装したオリジンやURLに騙されないか試せる

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Questions? Acknowledgement: Thanks Chrome Site Isolation team! (nasko, lukasza, creis, and others)