从 0 开始入门 Chrome Ext 安全（一） — 了解一个 Chrome Ext

2019-11-29

作者：LoRexxar'@知道创宇404实验室
时间：2019年11月21日

在2019年初，微软正式选择了Chromium作为默认浏览器，并放弃edge的发展。并在19年4月8日，Edge正式放出了基于Chromium开发的Edge Dev浏览器，并提供了兼容Chrome Ext的配套插件管理。再加上国内的大小国产浏览器大多都是基于Chromium开发的，Chrome的插件体系越来越影响着广大的人群。

在这种背景下，Chrome Ext的安全问题也应该受到应有的关注，《从0开始入门Chrome Ext安全》就会从最基础的插件开发开始，逐步研究插件本身的恶意安全问题，恶意网页如何利用插件漏洞攻击浏览器等各种视角下的安全问题。

第一部分我们就主要来聊聊关于Chrome Ext的一些基础。

获取一个插件的代码

Chrome Ext的存在模式类似于在浏览器层新加了一层解释器，在我们访问网页的时候，插件会加载相应的html、js、css，并解释执行。

所以Chrome Ext的代码也就是html、js、css这类，那我们如何获取插件的代码呢？

当我们访问扩展程序的页面可以获得相应的插件id

然后我们可以在https://chrome-extension-downloader.com/中下载相应的crx包。

把crx改名成zip之后解压缩就可以了

manifest.json

在插件的代码中，有一个重要的文件是manifest.json，在manifest.json中包含了整个插件的各种配置，在配置文件中，我们可以找到一个插件最重要的部分。

首先是比较重要的几个字段

browser_action
- 这个字段主要负责扩展图标点击后的弹出内容，一般为popup.html
content_scripts
- matches 代表scripts插入的时机，默认为document_idle，代表页面空闲时
- js 代表插入的scripts文件路径
- run_at 定义了哪些页面需要插入scripts
permissions
- 这个字段定义了插件的权限，其中包括从浏览器tab、历史纪录、cookie、页面数据等多个维度的权限定义
content_security_policy
- 这个字段定义了插件页面的CSP
- 但这个字段不影响content_scripts里的脚本
background
- 这个字段定义插件的后台页面，这个页面在默认设置下是在后台持续运行的，只随浏览器的开启和关闭
- persistent 定义了后台页面对应的路径
- page 定义了后台的html页面
- scripts 当值为false时，background的页面不会在后台一直运行

在开始Chrome插件的研究之前，除了manifest.json的配置以外，我们还需要了解一下围绕chrome建立的插件结构。

Chrome Ext的主要展现方式

browserAction - 浏览器右上角

浏览器的右上角点击触发的就是mainfest.json中的browser_action

 "browser_action": {
      "default_icon": "img/header.jpg",
      "default_title": "LoRexxar Tools",
      "default_popup": "popup.html"
    },

"browser_action": {

"default_icon": "img/header.jpg",

"default_title": "LoRexxar Tools",

"default_popup": "popup.html"

其中页面内容来自popup.html

pageAction

pageAction和browserAction类似，只不过其中的区别是，pageAction是在满足一定的条件下才会触发的插件，在不触发的情况下会始终保持灰色。

contextMenus 右键菜单

通过在chrome中调用chrome.contextMenus这个API，我们可以定义在浏览器中的右键菜单。

当然，要控制这个api首先你必须申请控制contextMenus的权限。

{"permissions": ["contextMenus"]}

1	{"permissions": ["contextMenus"]}

一般来说，这个api会在background中被定义，因为background会一直在后台加载。

chrome.contextMenus.create({
    title: "测试右键菜单",
    onclick: function(){alert('您点击了右键菜单！');}
});

chrome.contextMenus.create({

title: "测试右键菜单",

onclick: function(){alert('您点击了右键菜单！');}

});

https://developer.chrome.com/extensions/contextMenus

override - 覆盖页面

chrome提供了override用来覆盖chrome的一些特定页面。其中包括历史记录、新标签页、书签等...

"chrome_url_overrides":
{
    "newtab": "newtab.html",
    "history": "history.html",
    "bookmarks": "bookmarks.html"
}

"chrome_url_overrides":

{

"newtab": "newtab.html",

"history": "history.html",

"bookmarks": "bookmarks.html"

}

比如Toby for Chrome就是一个覆盖新标签页的插件

devtools - 开发者工具

chrome允许插件重构开发者工具，并且相应的操作。

插件中关于devtools的生命周期和F12打开的窗口时一致的，当F12关闭时，插件也会自动结束。

而在devtools页面中，插件有权访问一组特殊的API，这组API只有devtools页面中可以访问。

chrome.devtools.panels：面板相关；
chrome.devtools.inspectedWindow：获取被审查窗口的有关信息；
chrome.devtools.network：获取有关网络请求的信息；

chrome.devtools.panels：面板相关；

chrome.devtools.inspectedWindow：获取被审查窗口的有关信息；

chrome.devtools.network：获取有关网络请求的信息；

{
    // 只能指向一个HTML文件，不能是JS文件
    "devtools_page": "devtools.html"
}

{

// 只能指向一个HTML文件，不能是JS文件

"devtools_page": "devtools.html"

}

https://developer.chrome.com/extensions/devtools

option - 选项

option代表着插件的设置页面，当选中图标之后右键选项可以进入这个页面。

{
    "options_ui":
    {
        "page": "options.html",
        "chrome_style": true
    },
}

{

"options_ui":

{

"page": "options.html",

"chrome_style": true

}

omnibox - 搜索建议

在chrome中，如果你在地址栏输入非url时，会将内容自动传到google搜索上。

omnibox就是提供了对于这个功能的魔改，我们可以通过设置关键字触发插件，然后就可以在插件的帮助下完成搜索了。

{
    // 向地址栏注册一个关键字以提供搜索建议，只能设置一个关键字
    "omnibox": { "keyword" : "go" },
}

{

// 向地址栏注册一个关键字以提供搜索建议，只能设置一个关键字

"omnibox": { "keyword" : "go" },

}

这个功能通过chrome.omnibox这个api来定义。

notifications - 提醒

notifications代表右下角弹出的提示框

chrome.notifications.create(null, {
    type: 'basic',
    iconUrl: 'img/header.jpg',
    title: 'test',
    message: 'i found you!'
});

chrome.notifications.create(null, {

type: 'basic',

iconUrl: 'img/header.jpg',

title: 'test',

message: 'i found you!'

});

权限体系和api

在了解了各类型的插件的形式之后，还有一个比较重要的就是Chrome插件相关的权限体系和api。

Chrome发展到这个时代，其相关的权限体系划分已经算是非常细致了，具体的细节可以翻阅文档。

https://developer.chrome.com/extensions/declare_permissions

抛开Chrome插件的多种表现形式不谈，插件的功能主要集中在js的代码里，而js的部分主要可以划分为5种injected script、content-script、popup js、background js和devtools js.

injected script 是直接插入到页面中的js，和普通的js一致，不能访问任何扩展API.
content-script 只能访问extension、runtime等几个有限的API，也可以访问dom.
popup js 可以访问大部分API，除了devtools，支持跨域访问
background js 可以访问大部分API，除了devtools，支持跨域访问
devtools js 只能访问devtools、extension、runtime等部分API，可以访问dom

JS	是否能访问DOM	是否能访问JS	是否可以跨域
injected script	可以访问	可以访问	不可以
content script	可以访问	不可以	不可以
popup js	不可直接访问	不可以	可以
background js	不可直接访问	不可以	可以
devtools js	可以访问	可以访问	不可以

同样的，针对这多种js，我们也需要特殊的方式进行调试

injected script：直接F12就可以调试
content-script：在F12中console选择相应的域

popup js: 在插件右键的列表中有审查弹出内容
background js: 需要在插件管理页面点击背景页然后调试

通信方式

在前面介绍过各类js之后，我们提到一个重要的问题就是，在大部分的js中，都没有给与访问js的权限，包括其中比较关键的content script.

那么插件怎么和浏览器前台以及相互之间进行通信呢？

-	injected-script	content-script	popup-js	background-js
injected-script	-	window.postMessage	-	-
content-script	window.postMessage	-	chrome.runtime.sendMessage chrome.runtime.connect	chrome.runtime.sendMessage chrome.runtime.connect
popup-js	-	chrome.tabs.sendMessage chrome.tabs.connect	-	chrome.extension. getBackgroundPage()
background-js	-	chrome.tabs.sendMessage chrome.tabs.connect	chrome.extension.getViews	-
devtools-js	chrome.devtools.inspectedWindow.eval	-	chrome.runtime.sendMessage	chrome.runtime.sendMessage

popup和background两个域互相直接可以调用js并且访问页面的dom。

popup可以直接用chrome.extension.getBackgroundPage()获取background页面的对象，而background可以直接用chrome.extension.getViews({type:'popup'})获取popup页面的对象。

// background.js
function test()
{
    alert('test');
}

// popup.js
var bg = chrome.extension.getBackgroundPage();
bg.test(); // 访问bg的函数
alert(bg.document.body.innerHTML); // 访问bg的DOM

// background.js

function test()

{

alert('test');

}

// popup.js

var bg = chrome.extension.getBackgroundPage();

bg.test(); // 访问bg的函数

alert(bg.document.body.innerHTML); // 访问bg的DOM

popup\background 和 content js

popup\background 和 content js之间沟通的方式主要依赖chrome.tabs.sendMessage和chrome.runtime.onMessage.addListener这种有关事件监听的交流方式。

发送方使用chrome.tabs.sendMessage,接收方使用chrome.runtime.onMessage.addListener监听事件。

chrome.runtime.sendMessage({greeting: '发送方！'}, function(response) {
    console.log('接受：' + response);
});

chrome.runtime.sendMessage({greeting: '发送方！'}, function(response) {

console.log('接受：' + response);

});

接收方

chrome.runtime.onMessage.addListener(function(request, sender, sendResponse)
{
    console.log(request, sender, sendResponse);
    sendResponse('回复：' + JSON.stringify(request));
});

chrome.runtime.onMessage.addListener(function(request, sender, sendResponse)

{

console.log(request, sender, sendResponse);

sendResponse('回复：' + JSON.stringify(request));

});

injected script 和 content-script

由于injected script就相当于页面内执行的js，所以它没权限访问chrome对象，所以他们直接的沟通方式主要是利用window.postMessage或者通过DOM事件来实现。

injected-script中：

window.postMessage({"test": 'test！'}, '*');

1	window.postMessage({"test": 'test！'}, '*');

content script中：

window.addEventListener("message", function(e)
{
    console.log(e.data);
}, false);

window.addEventListener("message", function(e)

{

console.log(e.data);

}, false);

popup\background 动态注入js

popup\background没办法直接访问页面DOM，但是可以通过chrome.tabs.executeScript来执行脚本，从而实现对页面DOM的操作。

要注意这种操作要求必须有页面权限

 "permissions": [
        "tabs", "http://*/*", "https://*/*"
    ],

"permissions": [

"tabs", "http://*/*", "https://*/*"

// 动态执行JS代码
chrome.tabs.executeScript(tabId, {code: 'document.body.style.backgroundColor="red"'});
// 动态执行JS文件
chrome.tabs.executeScript(tabId, {file: 'some-script.js'});

// 动态执行JS代码

chrome.tabs.executeScript(tabId, {code: 'document.body.style.backgroundColor="red"'});

// 动态执行JS文件

chrome.tabs.executeScript(tabId, {file: 'some-script.js'});

chrome.storage

chrome 插件还有专门的储存位置，其中包括chrome.storage和chrome.storage.sync两种，其中的区别是：

chrome.storage 针对插件全局，在插件各个位置保存的数据都会同步。
chrome.storage.sync 根据账户自动同步，不同的电脑登陆同一个账户都会同步。

插件想访问这个api需要提前声明storage权限。

总结

这篇文章主要描述了关于Chrome ext插件相关的许多入门知识，在谈及Chrome ext的安全问题之前，我们可能需要先了解一些关于Chrome ext开发的问题。

在下一篇文章中，我们将会围绕Chrome ext多个维度的安全问题进行探讨，在现代浏览器体系中，Chrome ext到底可能会带来什么样的安全问题。

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作者：吴烦恼 | Categories:安全研究、技术分享 | Tags: Chrome Ext

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