User Profiles: The Achilles' Heel of Web Browsers

网络浏览器为我们在线体验提供了安全基础。虽然针对浏览器自身安全性的研究已经相当深入，但对浏览器与操作系统或文件系统的交互方式的研究却相对较少。在本研究中，我们首次系统性地分析了浏览器配置文件的安全性。浏览器配置文件是浏览器的磁盘持久化层，用于存储从用户的认证 Cookie 和浏览器扩展到证书信任决策和设备权限等各类数据。我们发现，除了 Tor 浏览器外，所有现代浏览器都将敏感数据存储在用户主目录中，并且几乎没有提供完整性和机密性保护。我们还展示了像密码和 Cookie 加密这样的安全措施可以轻易被绕过。此外，通过在用户的浏览器配置文件中部署恶意根证书，可以完全绕过 HTTPS。公钥基础设施（PKI）作为安全网络的支柱，HTTPS 也可以通过部署自定义的潜在恶意根证书而被完全规避。更令人担忧的是，我们展示了这些强大的攻击可以直接通过网页浏览器本身发起，借助 File System Access API（文件系统访问 API），这是 Chromium 浏览器最近添加的一项功能，允许网站通过 JavaScript 直接操作用户的文件系统。在一系列案例研究中，我们演示了攻击者如何安装恶意浏览器扩展、注入额外的根证书、劫持 HTTPS 流量，以及使网站能够访问硬件设备如摄像头和 GPS。基于我们的研究结果，我们认为研究人员和浏览器厂商需要开发并部署更安全的机制，以保护用户的浏览器数据免受文件系统攻击者的威胁。

该论文研究了浏览器配置文件（browser profiles）的安全性问题，特别是其在操作系统和文件系统中的交互。研究发现，现代浏览器在存储敏感数据时缺乏足够的完整性和保密性控制，这可能导致严重的安全风险，例如HTTPS被绕过或恶意扩展被安装。这是一个相对较少被研究的领域，因此具有一定的新颖性。

论文的关键思路是对浏览器配置文件进行系统的安全性分析，并揭示了多个潜在漏洞，例如密码和Cookie加密可被轻易绕过、通过部署恶意根证书绕过HTTPS等。此外，论文指出，这些攻击可以通过Chromium浏览器的File System Access API直接从网页中发起。相比现有研究，这篇论文首次系统化地研究了浏览器配置文件的安全性，并指出了文件系统级别的攻击向量。

论文通过一系列案例展示了攻击者如何利用这些漏洞实现恶意行为，如安装恶意扩展、注入根证书、劫持HTTPS流量以及访问硬件设备（如摄像头和GPS）。实验设计包括对主流浏览器的实际测试，并证明了Tor Browser是唯一一个在这方面表现良好的浏览器。论文未提及是否开源代码，但提出了未来的研究方向，例如开发更安全的机制来保护用户数据免受文件系统攻击者的侵害。

与本研究相关的其他工作包括：1) 浏览器本身的漏洞研究，例如针对沙箱逃逸或内存安全问题的研究；2) 文件系统权限管理的研究，例如Windows和Linux下的权限模型改进；3) 公钥基础设施（PKI）的安全性研究，例如如何防止恶意根证书的滥用。相关论文标题可能包括《A Systematic Analysis of Chrome Extensions Security》和《Understanding and Mitigating Privilege Escalation Vulnerabilities in Modern Browsers》。