Tiefgehende Analyse der Use-After-Free-Schwachstelle (CVE-2025-21082) im Xiaomi HyperOS AVCodec Media Framework, Rust-Simulation und interaktives Webpanel.
Universitätsabschlussarbeit — Cybersicherheitsforschungsprojekt
Dieses Repository enthält eine eingehende technische Analyse der kritischen Use-After-Free (UAF)-Schwachstelle CVE-2025-21082, die im Xiaomi HyperOS AVCodec Medienverarbeitungs-Framework entdeckt wurde, sowie eine Simulation des Angriffsmechanismus und Lösungsvorschläge.
Die Hauptursache der Schwachstelle liegt darin, dass der Codec-Kontext im asynchronen Callback-Mechanismus von AVCodec freigegeben wird, während die Worker-Threads noch aktiv sind. Dies führt zu einer klassischen Use-After-Free Race Condition und bietet theoretisch die Möglichkeit zur Remote Code Execution (RCE).
Das Projekt umfasst eine sichere UAF-Simulation in Rust, umfassende technische Dokumentation, GitHub Actions CI-Pipeline-Automatisierung sowie eine browserbasierte interaktive Visualisierung.
HyperOS-Directory-Traversal-Analysis/
│
├── 📁 .github/ # GitHub-Community- und CI/CD-Workflows
│ ├── 📁 ISSUE_TEMPLATE/ # Vorlagen für Fehler- und Funktionsanfragen
│ │ ├── 📄 config.yml # Issue-Vorlagenkonfiguration und Links
│ │ ├── 📄 hata-raporu.yml # Fehlerberichtsformular (YAML Forms)
│ │ └── 📄 ozellik-istegi.yml # Funktionsanfrageformular (YAML Forms)
│ ├── 📁 workflows/
│ │ ├── 📄 rust.yml # Rust CI — Build-, Test- und Lint-Pipeline
│ │ ├── 📄 pages.yml # Automatische Veröffentlichung auf GitHub Pages
│ │ ├── 📄 security.yml # Sicherheitsscan (cargo-audit, CodeQL)
│ │ └── 📄 docs.yml # Dokumentations-Lint und Link-Check
│ ├── 📄 dependabot.yml # Automatische Abhängigkeitsaktualisierung
│ ├── 📄 FUNDING.yml # GitHub Sponsors Konfiguration
│ ├── 📄 mlc_config.json # Markdown-Link-Checker-Einstellungen
│ ├── 📄 PULL_REQUEST_TEMPLATE.md
│ └── 📄 SECURITY.md # Sicherheitsrichtlinie
│
├── 📁 assets/ # Logo- und Bilddateien
│ └── 🖼️ isu-logo.png # Logo der İstinye Universität
│
│
├── 📁 docs/ # Technische Dokumentation
│ ├── 📄 zafiyet-analizi.md # Schwachstellenanalyse und CVSS-Bewertung
│ ├── 📄 mimari-analiz.md # HyperOS AVCodec Architekturdiagramm
│ ├── 📄 cozum-onerileri.md # Lösungsvorschläge und C++-Patches
│ └── 📄 README.md # Dokumentationsleitfaden-Index
│
├── 📁 research_results/ # Ergebnisse der Aufgabenforschung
│ ├── 📄 Cevaplarım.md # Antworten auf 10 fortgeschrittene Fragen
│ ├── 📄 SORULAR.md # Aufgabenfragen
│ ├── 📄 yorum.md # Persönliche Analyse und Kommentare
│ ├── 📄 simple.md # Einfache Erklärungen (50 Schritte)
│ ├── 🌐 infographic.html # Visueller Schwachstellenleitfaden
│ └── 📄 README.md # Index der Forschungsergebnisse
│
├── 📁 poc_python/ # Python-Analysetools (Referenz)
│ ├── 📄 exploit.py # CVE-2025-2844 Directory Traversal PoC
│ └── 📄 requirements.txt
│
├── 📁 poc_rust/ # Rust UAF-Simulation (Haupt-PoC)
│ ├── 📁 src/
│ │ └── 📄 main.rs # Unsafe Rust UAF-Simulationslogik
│ └── 📄 Cargo.toml
│
├── 🌐 simulation.html # Interaktives Web-Simulationspanel (5 Szenen)
├── 📄 README.md # Diese Datei
├── 📄 CODE_OF_CONDUCT.md # Verhaltenskodex der Gemeinschaft
├── 📄 CONTRIBUTING.md # Beitragsleitfaden
├── 📄 TODO.md # Aufgabenliste
└── ⚖️ LICENSE # MIT-Lizenz
| Eigenschaft | Detail |
|---|---|
| CVE-Nummer | CVE-2025-21082 |
| Schwachstellentyp | Use-After-Free (CWE-416) |
| Betroffene Komponente | Xiaomi HyperOS AVCodec Framework |
| CVSS v3.1-Score | 8.1 (High) |
| Angriffsvektor | Netzwerk |
| Auswirkung | Potenzial für Remote Code Execution (RCE) |
| Entdeckungsdatum | 10. Februar 2025 |
| Patch-Datum | 20. Februar 2025 |
[Hauptthread] processFrameAsync() → Worker-Thread wird gestartet
↓
release() wird aufgerufen → Speicher wird FREIGEGEBEN ⚠️
↓
[Worker-Thread] Greift weiterhin auf freigegebenen Speicher zu → UAF 💥
Sie können unten eine Bildschirmaufnahme ansehen, die den Build-Prozess, die Ausführung und die Ausgabe der Use-After-Free-Simulation zeigt:
# Repository klonen
git clone https://github.com/kkaanozturk/HyperOS-Directory-Traversal-Analysis.git
cd HyperOS-Directory-Traversal-Analysis/poc_rust
# Im Release-Modus kompilieren
cargo build --release
# Windows
.\target\release\cve_2025_21082_uaf_poc.exe --mode vulnerable --verbose
# Linux / macOS
./target/release/cve_2025_21082_uaf_poc --mode vulnerable --verbose
Erwartete Ausgabe:
🔬 CVE-2025-21082: HyperOS AVCodec UAF PoC
Mode: vulnerable
⚠️ Running vulnerable scenario...
CodecContext allocated in Arc<Mutex<T>>
🧵 Starting worker thread...
🗑️ Main thread releasing codec context (UAF trigger)...
Memory corrupted to simulate UAF
🔄 Worker thread accessing codec context...
🚨 UAF detected! Magic number corrupted: 0xFEEDFACE
💥 UAF vulnerability triggered on frame 0!
🚨 Vulnerable scenario completed - UAF demonstrated!
⚠️ In a real exploit, this could lead to RCE
# Windows
.\target\release\cve_2025_21082_uaf_poc.exe --mode patched --verbose
# Linux / macOS
./target/release/cve_2025_21082_uaf_poc --mode patched --verbose
Erwartete Ausgabe:
🔬 CVE-2025-21082: HyperOS AVCodec UAF PoC
Mode: patched
✅ Running patched scenario...
CodecContext allocated safely in Arc<Mutex<T>>
🧵 Starting worker thread...
⏳ Waiting for worker thread to complete (patch applied)...
🔄 Worker thread processing frames safely...
✅ Frame 0 processed successfully
✅ Frame 1 processed successfully
✅ Frame 2 processed successfully
✅ Frame 3 processed successfully
✅ Frame 4 processed successfully
✅ Worker thread completed safely
🗑️ Safely releasing codec context...
✅ Patched scenario completed - No UAF occurred!
🛡️ Proper synchronization prevents the vulnerability
Wenn Sie keinen lokalen Server einrichten möchten, klicken Sie direkt auf den Link GitHub Pages Live Preview, um die Simulation in Ihrem Browser zu erleben.
Wenn Sie sie lokal ausführen möchten:
# Im Projektstammverzeichnis
py -m http.server 8000
# Öffnen Sie in Ihrem Browser: http://localhost:8000/simulation.html
Die Simulation umfasst 5 Szenen:
Hinweis: Dieses Verzeichnis wurde beibehalten, um die technische Historie und eine hybride Forschungsreferenz aus der ursprünglichen Version CVE-2025-2844 (Directory Traversal) des Projekts zu bewahren. Verwenden Sie für die aktuelle Hauptarbeit, die Analyse von CVE-2025-21082 (UAF), den obigen Rust-PoC.
cd poc_python
py -m pip install -r requirements.txt
py exploit.py -u http://ziel:5000 -f etc/shadow
| Dokument | Inhalt |
|---|---|
| 📊 Schwachstellenanalyse | Technische Analyse von CVE-2025-21082, CVSS-Bewertung, Angriffsszenarien, Vergleich HyperOS vs. AOSP |
| 🏗️ Architekturdiagramm | AVCodec-Async-Pipeline, Komponentendiagramme, Race-Condition-Ablaufdiagramm |
| 🛡️ Lösungsvorschläge | Verwundbare/gepatchte C++-Codebeispiele, RAII-Pattern, MTE, CFI, ASan-Integration |
| 📋 Forschungsergebnisse | Aufgabenfragen, Antworten auf 10 fortgeschrittene Fragen, persönliche Analyse und visueller Leitfaden |
class AVCodecContext {
void processFrameAsync() {
worker_thread_ = std::thread([this]() {
buffer_->processFrame(); // Worker-Thread läuft
});
// ❌ Kein join() — Race Condition!
}
void release() {
delete buffer_; // ❌ Speicher wird freigegeben, während der Worker noch läuft
buffer_ = nullptr;
}
};
class AVCodecContext {
void release() {
shutdown_requested_ = true;
worker_cv_.notify_all();
if (worker_thread_.joinable()) {
worker_thread_.join(); // ✅ Warten, bis der Thread abgeschlossen ist
}
delete buffer_; // ✅ Sichere Bereinigung
}
};
unsafe fn process_frame(&mut self) -> bool {
// Wenn die Magic Number beschädigt ist, ist UAF eingetreten
if self.magic != 0xDEADBEEF {
println!("🚨 UAF erkannt! Magic: 0x{:08X}", self.magic);
return false;
}
self.frame_counter += 1;
true
}
| Methode | Beschreibung | Wirksamkeit |
|---|---|---|
| Thread-Synchronisierung | Warten mit join(), bis der Thread abgeschlossen ist | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| Referenzzählung | Automatische Lebensdauerverwaltung mit shared_ptr | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| RAII-Pattern | Automatische Ressourcenbereinigung mit Destruktor | ⭐⭐⭐⭐ |
| AddressSanitizer | UAF-Erkennung zur Kompilierzeit | ⭐⭐⭐⭐ |
| MTE (ARM64) | Hardware-Level-Speichertagging | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| CFI | Schutz der Kontrollflussintegrität | ⭐⭐⭐ |
Dieses Projekt wurde ausschließlich zu Bildungs- und akademischen Forschungszwecken entwickelt.
Die Rust-Simulation dient der Demonstration des Schwachstellenmechanismus und ist kein echter Exploit. Die Verwendung der hier bereitgestellten Informationen und Werkzeuge auf unbefugten Systemen kann rechtliche Konsequenzen haben. Der Entwickler übernimmt keinerlei Haftung.
Dieses Projekt ist unter der MIT-Lizenz lizenziert. Weitere Details finden Sie in der Datei LICENSE.
Für Bildungszwecke erstellt
| 👤 Name | Mevlit Kaan Öztürk |
| 🔢 Matrikelnummer | 2520191003 |
| 🏛️ Fachbereich | Informationssicherheitstechnologie |
| 🎓 Institution | İstinye Universität |
| 📚 Kurs / Umfang | BGT006 — Penetrationstest-Abschlussarbeit |