CVE-2021-3156 – Baron Samedit

Heap-basierter Pufferüberlauf in sudo | Exploitations- und Mitigationsanalyse

Übersicht

CVE-2021-3156, bekannt als Baron Samedit, ist eine Heap-basierte Pufferüberlauf-Schwachstelle im sudo-Programm. Sie ermöglicht jedem unprivilegierten lokalen Benutzer, auf verwundbaren Systemen ohne Authentifizierung Root-Rechte zu erlangen.

Dieses Projekt dokumentiert die vollständige Exploitation und Mitigation dieser Schwachstelle im Rahmen des Kurses Software Vulnerabilities: Exploitation and Mitigation an der Universität Luxemburg.

Schwachstellendetails

Umgebung und Einrichtung

OS:           Ubuntu 20.04.1
sudo version: 1.8.31-1ubuntu1 (vulnerable)
libc version: 2.31
User:         Non-root account

Um den verwundbaren Zustand zu reproduzieren:

sudo apt install sudo=1.8.31-1ubuntu1

Funktionsweise der Schwachstelle

Die Schwachstelle wird ausgelöst, wenn sudo im sudoedit-Modus mit sorgfältig präparierten Befehlszeilenargumenten ausgeführt wird, die interne Heap-Puffer überlaufen lassen.

Der Exploit verwendet vier kritische Parameter, die durch Speicheranalyse optimiert wurden:

Exploit-Struktur

exploit_launcher.c — Haupt-Exploit

Löst die Schwachstelle in 5 Schritten aus:

1. Zielspezifikation — Hartcodierte Werte, berechnet für Ubuntu 20.04.1 mit sudo 1.8.31 und libc-2.31
2. Argumentkonstruktion — Erstellt präparierte Befehlszeilenargumente mit Backslashes, um den Überlauf auszulösen
3. Umgebungseinrichtung — Füllt die Umgebung mit Backslashes und einer speziellen Zeichenkette, um die bösartige Bibliothek zu laden
4. Locale-Variable — Präpariert LC_ALL, um das Heap-Speicherlayout zu steuern
5. Ausführung — Ruft sudoedit mit den bösartigen Argumenten und der Umgebung auf

exploit_payload.c — Bösartige Nutzlast

Wird automatisch ausgeführt, wenn der Exploit erfolgreich ist, über die _init-Funktion:

1. Setzt alle Benutzer-/Gruppen-IDs auf 0 (root)
2. Startet eine Root-Shell

Exploitationsergebnis

$ make
$ ./exploit_it

[!] CVE-2021-3156 Exploit
[+] Target: Ubuntu 20.04.1 (sudo 1.8.31, libc-2.31)
[+] Parameters: A=56, B=54, Nulls=63, LC_ALL=212
[+] Launching exploit...
[+] Exploit successful. Root privileges obtained.
# whoami
root

✅ Erfolgreich von einem unprivilegierten Benutzer zu root eskaliert.

Mitigation und Patch-Überprüfung

Upgrade sudo to the patched version:

sudo apt install sudo=1.8.31-1ubuntu1.5

Nach dem Upgrade konnte der gleiche Exploit nicht ausgeführt werden und Root-Rechte wurden nicht gewährt – was die Wirksamkeit des Patches bestätigt.

Wichtigste Erkenntnis: Das Aktualisieren von Systemprogrammen wie sudo ist entscheidend, um Privilege-Escalation-Angriffe zu verhindern.

Dateien

├── exploit_launcher.c    # Main exploit triggering the heap overflow
├── exploit_payload.c     # Malicious payload spawning root shell
├── libnss_X/             # Malicious library loaded during exploitation
└── Makefile              # Build configuration

Erstellen und Ausführen

# Build
make

# Run exploit
./exploit_it

Referenzen

• Qualys Security Advisory
• NVD – CVE-2021-3156