WebUSB：一個網(wǎng)頁是如何從你的手機中盜竊數(shù)據(jù)的

作者：Covfefe

介紹

今年9月15日，Chrome61發(fā)布，它啟用了WebUSB作為其默認功能。而WebUSB是一個Javascript API，可以允許網(wǎng)頁訪問已連接的USB設(shè)備。這里的USB設(shè)備是指系統(tǒng)和工業(yè)的USB設(shè)備，所以不支持常見的USB設(shè)備（比如網(wǎng)絡(luò)攝像頭，HID或大容量儲存設(shè)備）。然而通過WebUSB API，很多其他的USB設(shè)備可以被訪問，且當用戶授權(quán)給網(wǎng)頁時，自己可能根本不了解網(wǎng)頁獲取的訪問權(quán)限級別。

這篇文章探尋WebUSB的功能，以深入了解其工作原理，攻擊方法及隱私問題。我們會解釋訪問設(shè)備所需的過程，以及瀏覽器是如何處理權(quán)限的，然后我們會討論一些安全隱患，并演示一個網(wǎng)站如何使用WebUSB來建立ADB連接來入侵安卓手機。

基礎(chǔ)

當USB設(shè)備插入主機時，瀏覽器會讀取設(shè)備發(fā)送的描述符，然后將其儲存在內(nèi)部USB設(shè)備儲存器中。此過程由Chrome的瀏覽器內(nèi)核Blink處理。日志可以在chrome://device-log（GET參數(shù)“refresh = 1”非常有用）中查看。

根據(jù)規(guī)范，設(shè)備可以在其二進制對象存儲中的平臺描述符中明確地聲明對WebUSB的支持。

瀏覽器將每個USB設(shè)備存儲在自己的設(shè)備存儲器中。WebUSB的可訪問性由本機驅(qū)動程序支持所決定。在Windows上，我們可以通過瀏覽器訪問由WinUSB驅(qū)動程序處理的每個USB設(shè)備。其他的諸如大容量存儲設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)攝像頭或HID等就無法通過網(wǎng)絡(luò)訪問了，因為它們具有處理這些設(shè)備的專用驅(qū)動程序。

根據(jù)規(guī)范（和本博客文章），一旦設(shè)備注冊，瀏覽器就會顯示一條通知。看起來像這樣：

但是，這種行為不容易重現(xiàn)。我們在以下系統(tǒng)上嘗試過：

Windows 7, Chrome 61Windows 10, Chrome 61Debian, Chromium 60 (啟用了chrome://flags/#enable-experimental-web-platform-features)Debian, Google Chrome 61Arch Linux, Chromium 61Arch Linux, Google Chrome 61

Platform Descriptor中有一個有趣的元素叫做“iLandingPage”。即使規(guī)范將協(xié)議“http://”和“https://”作為前綴，我們也可以選擇一個空協(xié)議，在這種情況下，我們應(yīng)該可以在提供的URL本身中指定協(xié)議。

但是，Chrome已移除或根本沒有實現(xiàn)注入任意URL前綴的功能。以下是源文件中名為“webusb_descriptors.cc”的代碼片段。它解析接收到的描述頭，包括“iLandingPage”。將URL前綴限制為“http://”和“https://”。

// Look up the URL prefix and append the rest of the data in the descriptor.?std::string url;?switch (bytes[2]) {? ?case 0:? ? ?url.append("http://");? ? ?break;? ?case 1:? ? ?url.append("https://");? ? ?break;? ?default:? ? ?return false;?}?url.append(reinterpret_cast<const char*>(bytes.data() + 3), length - 3);

請求訪問設(shè)備

網(wǎng)頁可以打開提示請求訪問設(shè)備，它必須指定過濾器來過濾可用的設(shè)備。如果過濾器為空，那么即允許用戶從所有可用設(shè)備中選擇設(shè)備。打開的提示如下所示：

用戶可以看到所有（過濾的）可用設(shè)備。設(shè)備名稱引用于自身所發(fā)送的產(chǎn)品名稱。如果沒有指定產(chǎn)品名稱，Chrome會嘗試通過有關(guān)設(shè)備的已知信息來猜測一個表達性的名稱。然后，它會將設(shè)備命名為“來自<vendor_name>”的未知設(shè)備。用戶選擇設(shè)備并點擊“連接”后，即可授予訪問設(shè)備的權(quán)限。

權(quán)限處理

權(quán)限由Chrome的permission API處理。一旦向網(wǎng)頁授予權(quán)限訪問設(shè)備，權(quán)限會一直持續(xù)，直到用戶手動撤銷。處理權(quán)限的API根據(jù)其根源區(qū)分“網(wǎng)頁”，即當具有匹配的協(xié)議，主機和端口時，瀏覽器就會認為這個網(wǎng)頁與另一網(wǎng)頁相同。瀏覽器識別唯一設(shè)備的行為不是很明顯，用于識別的候選目標由設(shè)備在其描述頭中發(fā)送。候選目標如下：

GUIDVendor IDProduct ID

雖然GUID是唯一的ID，但它不能用于識別設(shè)備。以下是多次插入和拔出測試設(shè)備的日志的截圖，可見每次設(shè)備都有不一樣的GUID，即便如此，每次插入后設(shè)備都被許可且可以訪問，不需要進一步的許可請求。

這表明Chrome使用Vendor ID和Product ID的組合來標識設(shè)備。

訪問設(shè)備

一旦網(wǎng)頁被授予訪問設(shè)備的權(quán)限，那么就可以訪問它了。首先其必須打開設(shè)備，打開設(shè)備的過程中就開始了與設(shè)備的會話，然后設(shè)備會被鎖定，這樣同一瀏覽器會話中的其他選項卡就無法訪問了。但是另一個瀏覽器的另一個網(wǎng)頁仍然可以打開相同設(shè)備。

為了與設(shè)備進行通信，瀏覽器必須聲明要與之通信的接口。在聲明接口之后，主機上的任何其他應(yīng)用程序都是無法聲明的。使用聲明的接口，頁面可以與指定接口的端點通信。

接下來，頁面啟動控制傳輸來設(shè)置設(shè)備，這基本上指定了它希望與設(shè)備通信的方式以及所要求的確切功能。一旦設(shè)備設(shè)置好，它就可以傳輸數(shù)據(jù)，并且完成USB設(shè)備接口的所有功能。

檢查WebUSB的支持

我們構(gòu)建了一個小型概念性證明（PoC）工具，可以輕松確定WebUSB是否支持設(shè)備。該工具測試是否能至少聲明一個已連接的USB設(shè)備的接口，如果存在，那么就意味著它可以與設(shè)備通信，因此該設(shè)備是被支持的。

不過該工具無法測試USB設(shè)備是否完全不受支持，因為無法聲明接口的原因有所不同。該接口可以被另一個程序聲明，或瀏覽器可能沒有系統(tǒng)（Linux）的訪問權(quán)限。

該工具是一個簡單的靜態(tài)網(wǎng)站。你可以點擊這里下載。這是它的外觀：

要測試設(shè)備是否支持，請單擊“選擇設(shè)備”按鈕打開權(quán)限提示。此提示將列出所有可用的USB設(shè)備。通過選擇所需的設(shè)備并單擊“連接”，工具將打開設(shè)備，并遍歷每個可用的界面，并嘗試聲明。結(jié)果記錄在頁面底部的表格中。被聲明的interfaces列顯示可以聲明的接口編號。

如果要在其他地方使用受支持的設(shè)備，則需要刷新站點或關(guān)閉該選項卡。

安全性考慮

總體來說WebUSB是安全的，但是像所有新添加的代碼一樣，它擴大了代碼庫，因此也擴大了瀏覽器的受攻擊面。這是一種新技術(shù)，所以問題是不可避免的，在這方面的一些安全狀況已經(jīng)有了初步意見。

WebUSB在Chrome的瀏覽器內(nèi)核Blink中運行。因此，發(fā)現(xiàn)WebUSB中的內(nèi)存崩潰可能并不比Blink中其他地方的內(nèi)存崩潰更影響更大。

實現(xiàn)WebUSB的網(wǎng)站應(yīng)確保節(jié)制使用XSS是一個優(yōu)先事項。利用XSS漏洞的攻擊者可能具有與網(wǎng)站相同的對已連接設(shè)備的訪問權(quán)，期間用戶并不會注意到。

處理WebUSB的權(quán)限對于用戶可能不是很明顯。當頁面請求訪問USB設(shè)備時，向用戶發(fā)出的通知不包含任何警告，而該站點從這時起將具有對該設(shè)備的完整的，靜默的USB訪問權(quán)限。

我們構(gòu)建了一個概念性證明（PoC）來證明這個問題。在這種情況下，基于WebUSB的ADB主機實現(xiàn)被用于訪問連接的Android手機。一旦用戶接受請求，該頁面使用WebUSB可以從相機文件夾中檢索所有圖片?！军c擊這里下載PoC】

通過這種訪問級別，網(wǎng)站不僅可以從文件系統(tǒng)中竊取每個可讀取的文件，還可以安裝APK，訪問攝像頭和麥克風(fēng)來監(jiān)視用戶，并可能將權(quán)限升級到root。

該示例受到用戶交互的高度限制，因此風(fēng)險大大降低 – 用戶必須向其手機授予網(wǎng)頁權(quán)限，在其手機上激活USB調(diào)試，并最終允許來自主機的ADB連接。到目前為止，這只適用于Linux，因為在Windows中的實現(xiàn)相當不穩(wěn)定。然而，它既可以作為在WebUSB上運行復(fù)雜協(xié)議的示例，也可以顯示W(wǎng)ebUSB請求的一次點擊如何導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。

您可以在下面的視頻中看到PoC的操作。有兩個虛擬機，左邊的一個作為惡意的Web服務(wù)器，右邊的一個作為受害者。網(wǎng)站連接到手機后，ADB連接在手機上確認。然后檢索所有拍攝的照相機圖像并將其顯示出來?！军c擊這里下載源碼】

視頻地址：https://labs.mwrinfosecurity.com/assets/Uploads/WebADB-Demo.mp4

進一步的研究

進一步的研究可能集中在發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)WebUSB的缺陷，并可能會披露內(nèi)存崩潰bug。然而，代碼庫相對較小，并且新的修復(fù)也在持續(xù)寫入。

另一個有趣的調(diào)查對象是用惡意的USB設(shè)備攻擊Chrome。前者可能會發(fā)送錯誤的USB描述符，并可能在瀏覽器中觸發(fā)未預(yù)期的行為。 Chrome可以為WebUSB（chrome://usb-internals/）添加虛擬測試設(shè)備，這很有幫助。這樣的攻擊向量需要物理訪問設(shè)備，所以顯得有點不太現(xiàn)實。

另外，在研究WebUSB或任何其他新的網(wǎng)絡(luò)標準時，如Web藍牙或Web NFC，請記住，這些功能日新月異，甚至一個月前的信息可??能已經(jīng)過時了。

總結(jié)

一般來說，由于在有限的審查期間管理和限制，WebUSB被確定具有良好的安全標準。支持的設(shè)備非常有限，WebUSB無法訪問網(wǎng)絡(luò)攝像頭，HID和大容量存儲設(shè)備。然而進一步研究后，我們發(fā)現(xiàn)這是一個有趣的技術(shù)，特別是在引入重大變化或附加功能時。

建議用戶永遠不要讓不受信任的網(wǎng)站訪問包含任何敏感數(shù)據(jù)的USB設(shè)備。這可能導(dǎo)致設(shè)備被入侵。

生成海報

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