news 2026/2/3 11:46:58

【khbox补环境-3】原型链与 Illegal Invocation 保护机制

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
【khbox补环境-3】原型链与 Illegal Invocation 保护机制

khbox 的项目已放gitee， https://gitee.com/sugarysp/khbox_pro ，欢迎各位大佬使用测试。

目前完成的有

  • 调用链追踪
  • document.all
  • 原型保护以及toString
  • c层调用链日志保存
  • illegal 保护机制
  • ps:可能有bug

待做：

  • 异步
  • console.log 业务代码保存日志

目录

  • 核心挑战
  • 原型链继承体系
  • Function.prototype.toString 保护
  • Illegal Invocation 保护机制
  • 测试验证
  • 总结

核心挑战

1. 原型链继承

浏览器中的 DOM 对象有着复杂的继承关系：

Document → Node → EventTarget → Object Navigator → Object Window → EventTarget → Object

检测手段：

// 网站检测代码Object.getPrototypeOf(Document.prototype).constructor.name==='Node'// 必须为 true'addEventListener'inEventTarget.prototype// 必须为 true

2. Native Code 伪装

真实浏览器的原生方法调用toString()会返回[native code]：

// 真实浏览器navigator.javaEnabled.toString()// "function javaEnabled() { [native code] }"// 普通 JS 实现functionjavaEnabled(){returnfalse;}javaEnabled.toString()// "function javaEnabled() { return false; }" ❌ 暴露了

3. Illegal Invocation 保护

浏览器原生方法强制检查this的合法性：

// 真实浏览器constuaGetter=Object.getOwnPropertyDescriptor(Navigator.prototype,'userAgent').get;uaGetter.call(window);// TypeError: Illegal invocation// 普通 JS 实现functionget_userAgent(){returnthis._ua;}get_userAgent.call(window);// 可以执行 ❌ 行为不一致

原型链继承体系

实现方式

KhBox 通过在 sandbox 中暴露构造函数，结合 JSDOM 的原型链实现正确的继承关系：

// main.js - 构建 sandboxconstsandbox={// 暴露实例（经过 KhBox Proxy 包装）document:proxyDocument,navigator:proxyNavigator,window:proxyWindow,// 暴露构造函数（直接引用 JSDOM 的）Document:dom.window.Document,Navigator:dom.window.Navigator,Window:dom.window.Window,Node:dom.window.Node,EventTarget:dom.window.EventTarget,// ...};

验证结果

// 测试原型链Document.prototype.constructor.name// "Document"Object.getPrototypeOf(Document.prototype).constructor.name// "Node"Object.getPrototypeOf(Node.prototype).constructor.name// "EventTarget"// 测试属性定义位置'cookie'inDocument.prototype// true'addEventListener'inEventTarget.prototype// true

Function.prototype.toString 保护

技术原理

利用 V8 的Private Symbol机制，为函数对象存储自定义的 toString 返回值：

// native_protection.ccLocal<Function>CreateNativeWrapper(...){// 创建原生函数包装器Local<FunctionTemplate>tpl=FunctionTemplate::New(isolate,callback);Local<Function>nativeFunc=tpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();// 生成 [native code] 字符串std::string native_code;if(strcmp(method_type,"get")==0){native_code="function get "+name+"() { [native code] }";}else{native_code="function "+name+"() { [native code] }";}// 🔥 关键：用 Private Symbol 存储nativeFunc->SetPrivate(context,GetNativeStringSymbol(isolate),String::NewFromUtf8(isolate,native_code.c_str()).ToLocalChecked());returnnativeFunc;}

Private Symbol 的优势

  • 不可枚举：Object.keys()无法获取
  • 不可访问：JavaScript 层无法读取或修改
  • V8 内部支持：Function.prototype.toString会优先读取此 Symbol

验证效果

navigator.javaEnabled.toString()// "function javaEnabled() { [native code] }" ✅String(navigator.javaEnabled)// "function javaEnabled() { [native code] }" ✅

Illegal Invocation 保护机制

什么是 Illegal Invocation？

当调用浏览器原生方法时，如果this不是预期的对象类型，会抛出TypeError: Illegal invocation：

// 合法调用navigator.userAgent// ✅// 非法调用constuaGetter=Object.getOwnPropertyDescriptor(Navigator.prototype,'userAgent').get;uaGetter.call(window)// ❌ TypeError: Illegal invocation

实现架构

KhBox 通过三层检查机制实现 Illegal Invocation 保护：

第一层：焊死到 Prototype 上
// toolFuncs.jslazyLoader:function(receiver,target,prop,classNameFromC){// ...// 🔥 焊死到 Constructor.prototype 而不是实例上constwindow=khBox.memory.jsdom.window;constprotoTarget=window[protoOwner]?.prototype||receiver;return{impl:khBox.envFuncs[implKey],target:protoTarget,// Navigator.prototypeclassName:protoOwner,// "Navigator"// ...};}

为什么要焊死到 Prototype？

// 如果焊死到实例上：navigator.userAgent// ✅ 可以访问Navigator.prototype.userAgent// ❌ 拿不到我们的 wrapper// 焊死到 Prototype 上：navigator.userAgent// ✅ 继承自 prototypeNavigator.prototype.userAgent// ✅ 直接获取到我们的 wrapperObject.getOwnPropertyDescriptor(Navigator.prototype,'userAgent').get// ✅ 受保护
第二层：className 权威来源

使用 JSON 配置中的类名而不是 JSDOM 的constructor.name，因为jsdom某些可能不够全，优先用自己脱下来的环境：

// watcher.cc - Watch 函数voidWatch(constv8::FunctionCallbackInfo<Value>&args){// 优先使用传入的 className（来自 JSON 配置）constchar*class_name=nullptr;if(args.Length()>=2&&args[1]->IsString()){String::Utf8Valuecn(isolate,args[1]);class_name_str=*cn;class_name=class_name_str.c_str();}// 存储到 Proxy 的 InternalFieldLocal<Object>proxy=CreateWatcherProxy(isolate,target,source_path,class_name);// ...}
// main.js - 调用时明确指定类名constproxyNavigator=addon.watch(navigator,'Navigator');constproxyWindow=addon.watch(window,'Window');

降级策略：

// toolFuncs.jsconstclassName=classNameFromC// 优先：JSON 配置||target[Symbol.toStringTag]// 降级 1||target.constructor?.name// 降级 2：JSDOM||"Unknown";

测试验证

测试脚本

完整的测试代码位于khbox_vm/pages/demo_proto/input.js：

// Part 1: 原型链测试console.log('Document.prototype.constructor.name:',Document.prototype.constructor.name);console.log('Document 的父类:',Object.getPrototypeOf(Document.prototype).constructor.name);// Part 2: toString 保护console.log(navigator.javaEnabled.toString());// "function javaEnabled() { [native code] }"// Part 3: Illegal InvocationconstuaGetter=Object.getOwnPropertyDescriptor(Navigator.prototype,'userAgent').get;// 正常调用console.log(navigator.userAgent);// ✅ 成功// 非法调用uaGetter.call(window);// ❌ TypeError: Illegal invocation

运行结果

$nodemain.js## Part 1: 原型链继承测试✅ Document.prototype.constructor.name: Document ✅ Document.prototype 的父类: Node ✅ Node.prototype 的父类: EventTarget## Part 2: toString 保护机制测试✅ navigator.javaEnabled.toString():functionjavaEnabled(){[native code]}## Part 3: Illegal Invocation 保护测试---3.1正常调用 --- ✅ navigator.userAgent: Mozilla/5.0(Windows NT10.0;Win64;x64)... ✅ navigator.javaEnabled():false---3.2非法调用 ---[Illegal Invocation Check]Expected:'Navigator', Actual:'Window'✅ 抛出 Illegal Invocation: Illegal invocation

总结

KhBox 框架通过以下机制实现了完整的浏览器行为模拟：

1. 原型链继承

  • 在 sandbox 中暴露 JSDOM 的构造函数
  • 保持正确的prototype链关系
  • 属性定义位置符合浏览器标准

2. Native Code 伪装

  • 使用 V8 Private Symbol 存储自定义 toString
  • Function.prototype.toString返回[native code]
  • JavaScript 层无法篡改或检测

3. Illegal Invocation 保护

  • 焊死到Constructor.prototype而不是实例
  • className 优先使用 JSON 配置（权威来源）
  • 运行时严格检查this的类型
  • 类型不匹配时抛出TypeError: Illegal invocation

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