mercul1ninna/mips-cve-2014-9222Vamos a divertirnos explorando el firmware de un router Zyxel y la arquitectura MIPS
Los tutoriales son solo con fines informativos y educativos. Creo que el hacking ético, la seguridad de la información y la ciberseguridad deberían ser temas familiares para cualquier persona que use información digital y computadoras. Creo que es imposible defenderse de los hackers sin saber cómo se hackea.
$ IDA Pro +7.0 (you can use Radar2 since IDA is quite expensive)
$ Router running Rompager 4.07 : there're immense number of them such as TP-Link TD-W8951*, ZyXEL P-660R, Billion BiPAC 51**/52**
$ UART to USB
La vulnerabilidad Misfortune Cookie existe desde hace tiempo, pero aún no hay un análisis público que ilustre los detalles técnicos de la vulnerabilidad. Según Check Point, el software afectado es el servidor web embebido RomPager de AllegroSoft. Los escaneos a nivel de Internet sugieren que RomPager es probablemente el software de servidor web más popular del mundo en cuanto al número de endpoints disponibles. RomPager suele estar integrado en el firmware que se distribuye con el dispositivo. Esta vulnerabilidad concreta se introdujo en la base de código en 2002. Además, los dispositivos expuestos son aquellos que utilizan servicios RomPager con versiones anteriores a la 4.34 (y específicamente la 4.07).
Para este tutorial usaré un ZXHN H108L que utiliza Rompager 4.07
HTTP/1.1 401 Unauthorized
WWW-Authenticate: Basic realm="ZXHN H108L"
Content-Type: text/html
Transfer-Encoding: chunked
Server: RomPager/4.07 UPnP/1.0
EXT:
Ahora usemos el puerto serie; primero debemos determinar la velocidad de baudios.
$ sudo stty -F /dev/ttyUSB0
Salida :
speed 115200 baud; line = 0;
-brkint -imaxbel
device
Yo uso minicom; puedes usar cualquier cosa, desde screen hasta HyperTerminal, pero prefiero este por su estabilidad ;)
$ sudo minicom -s
+-----------------------------------------------------------------------+
| A - Serial Device : /dev/modem |
| B - Lockfile Location : /var/lock |
| C - Callin Program : |
| D - Callout Program : |
| E - Bps/Par/Bits : 115200 8N1 |
| F - Hardware Flow Control : No |
| G - Software Flow Control : No |
| |
| Change which setting? |
+-----------------------------------------------------------------------+
| Screen and keyboard |
| Save setup as dfl |
| Save setup as.. |
| Exit |
| Exit from Minicom |
+--------------------------+
Ahora estamos listos:
$ sudo minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 115200
Bootbase Version: VTC_SPI1.26 | 2012/12/26 16:00:00
RAM: Size = 8192 Kbytes
Found SPI Flash 2MiB GD25Q16 at 0xbfc00000
SPI Flash Quad Enable
Turn off Quad Mode
RAS Version: ZXHN H108LV4.0.0a_ZRQ_MA
System ID: $2.12.162.0(G94.BY.2)3.20.19.0| 2014/03/21 20140321_v006 | 2014
Press any key to enter debug mode within 3 seconds.
..........
Para mostrar los comandos disponibles:
$ ATHE
======= Debug Command Listing =======
AT just answer OK
ATHE print help
ATBAx change baudrate. 1:38.4k, 2:19.2k, 3:9.6k 4:57.6k 5:115.2k
ATENx,(y) set BootExtension Debug Flag (y=password)
ATSE show the seed of password generator
ATTI(h,m,s) change system time to hour:min:sec or show current time
ATDA(y,m,d) change system date to year/month/day or show current date
ATDS dump RAS stack
ATDT dump Boot Module Common Area
ATDUx,y dump memory contents from address x for length y
ATRBx display the 8-bit value of address x
ATRWx display the 16-bit value of address x
ATRLx display the 32-bit value of address x
ATGO(x) run program at addr x or boot router
ATGR boot router
ATGT run Hardware Test Program
ATRTw,x,y(,z) RAM test level w, from address x to y (z iterations)
ATSH dump manufacturer related data in ROM
ATDOx,y download from address x for length y to PC via XMODEM
ATTD download router configuration to PC via XMODEM
ATUR upload router firmware to flash ROM
< press any key to continue >
Este firmware tiene un conjunto de comandos ocultos que son muy útiles para nuestro análisis dinámico; el problema es que no podemos ver los registros ni establecer puntos de interrupción, pero con suerte con estos comandos ocultos tendremos esas capacidades. Para verlos y usarlos necesitamos utilizar ATEN. Sin embargo, este comando requiere una contraseña, así que ¿qué podemos hacer ahora? Vamos a aplicar ingeniería inversa al firmware para encontrar el algoritmo del generador de contraseñas.
(Análisis estático) Veamos primero el archivo del firmware:
$ binwalk ras
binwalk1
$ dd if=ras of=rom1.lzma bs=1 skip=85043 count=66696
$ dd if=ras of=rom2.lzma bs=1 skip=350259 count=3350556
$ lzma -d <rom1.lzma> rom1
$ lzma -d <rom2.lzma> rom2
Veamos ahora la firma en los archivos extraídos:
$ binwalk -Y rom1
DECIMAL HEXADECIMAL DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
0 0x0 MIPS executable code, 32/64-bit, big endian, at least 1250 valid instructions
string es una gran herramienta para hacerte una idea de qué es un archivo binario o qué contiene; veamos si podemos encontrar el algoritmo de la contraseña:
$ strings rom1 | grep -i aten
$ strings rom2 | grep -i aten
Aparentemente no podemos verlo porque el firmware todavía está comprimido, lo que significa que debemos volcarlo desde el router usando el modo de depuración:
$ ATDO bfc00000, 1f0000
xmodem
Lo primero que viene a la mente es comenzar a buscar una tabla de despacho. ¿Por qué? Solo intuición; la única alternativa sería una serie de if-elif, pero sería un conjunto muy largo de ellas, para comprobar la validez de la contraseña proporcionada por el usuario. Y esto es lo que encontré:
ROM:800158A0 CmdTable: .word unk_80015C20 # DATA XREF: sub_8000E3D8+4Co
ROM:800158A0 # sub_8000E3D8+90o ...
ROM:800158A4 .word sub_8000E6D0
ROM:800158A8 .byte 0
ROM:800158A9 .byte 0
ROM:800158AA .byte 0
ROM:800158AB .byte 0
ROM:800158AC .word aJustAnswerOk # " just answer OK"
ROM:800158B0 .word aAthe # "ATHE"
ROM:800158B4 .word CMD_SHOW_HELP_ATHE
ROM:800158B8 .byte 0
ROM:800158B9 .byte 0
ROM:800158BA .byte 0
ROM:800158BB .byte 0
ROM:800158BC .word aPrintHelp # " print help"
ROM:800158C0 .word aAtba # "ATBA"
ROM:800158C4 .word CMD_ATBA
...
ROM:800158D0 .word aAten # "ATEN"
ROM:800158D4 .word CMD_ATEN
Ten en cuenta que una palabra MIPS tiene 4 bytes; ahora veamos CMD_ATEN:
ROM:8000FF84 lw $a0, 8($s0)
ROM:8000FF88 jal sub_80013654
ROM:8000FF8C li $a1, 0
ROM:8000FF90 jal passwd_generator
y ahora: passwd_generator
ROM:80010A2C passwd_generator: # CODE XREF: CMD_ATEN+50p
ROM:80010A2C lui $t9, 0xA11F
ROM:80010A30 lw $v1, ptrDO_GTABLE
ROM:80010A34 lw $t8, dword_80017050
ROM:80010A38 lw $v1, 0x18($v1) # take the seed part, generated by the ATSE command
ROM:80010A3C lbu $t8, 0x6D($t8) # take the last byte of the MAC Address
ROM:80010A40 sll $v1, 8 # $v1 = v1 << 8
ROM:80010A44 andi $t7, $t8, 7 # $t7 = t8 & 0x7
ROM:80010A48 li $t8, 0 # $t8 = 0
ROM:80010A4C srl $v1, 8 # $v1 = v1 >> 8
ROM:80010A50 li $t9, 0xA11F5AC6 # $t9 = MAGIC
ROM:80010A54 j loc_80010A68
ROM:80010A58 addu $t9, $v1, $t9 # $t9 = $v1 + $t9
ROM:80010A5C # ---------------------------------------------------------------------------
ROM:80010A5C
ROM:80010A5C loc_80010A5C: # CODE XREF: passwd_generator+40j
ROM:80010A5C sll $t9, 31 # $t9 = $t9 << 31
ROM:80010A60 or $t9, $t6, $t9 # $t9 = $t6 | $t9
ROM:80010A64 addiu $t8, 1 # $t8 = $t8 + 1
ROM:80010A68
ROM:80010A68 loc_80010A68: # CODE XREF: passwd_generator+28j
ROM:80010A68 sltu $t6, $t8, $t7 # $t6 = (t8 < t7? 1:0)
ROM:80010A6C bnez $t6, loc_80010A5C # take jump if $t6 != 0
ROM:80010A70 srl $t6, $t9, 1 # $t6 = $t9 >> 1
ROM:80010A74 jr $ra # all done, exit
ROM:80010A78 xor $v0, $t9, $v1 # $v0 = $t9 ^ $v1
Lo que podemos concluir:
Ahora hagamos un programa en C que haga lo mismo y compilémoslo:
U32 passwd_generator(U32 seed, U8 last_mac_octet)
{
U32 b = seed & 0x00FFFFFF;
U32 r = ROR(b + 0xA11F5AC6, last_mac_octet & 7);
return r^b;
}
Ahora ejecutemos ATSE para obtener la semilla y usarla (por ejemplo, yo obtuve 088521A78838):
$ ./gen_pass 088521A78838
Ejecutemos el comando mágico que acabamos de hackear :p
$ ATEN1, A12F5AC6
ATEN1, A12F5AC6
OK
ATHE
======= Debug Command Listing =======
AT just answer OK
ATHE print help
ATBAx change baudrate. 1:38.4k, 2:19.2k, 3:9.6k 4:57.6k 5:115.2k
ATENx,(y) set BootExtension Debug Flag (y=password)
ATSE show the seed of password generator
ATTI(h,m,s) change system time to hour:min:sec or show current time
ATDA(y,m,d) change system date to year/month/day or show current date
ATDS dump RAS stack
ATDT dump Boot Module Common Area
ATDUx,y dump memory contents from address x for length y
ATWBx,y write address x with 8-bit value y
ATWWx,y write address x with 16-bit value y
ATWLx,y write address x with 32-bit value y
ATRBx display the 8-bit value of address x
ATRWx display the 16-bit value of address x
ATRLx display the 32-bit value of address x
ATGO(x) run program at addr x or boot router
ATGR boot router
ATGT run Hardware Test Program
AT%Tx Enable Hardware Test Program at boot up
ATBTx block0 write enable (1=enable, other=disable)
< press any key to continue >
ATRTw,x,y(,z) RAM test level w, from address x to y (z iterations)
ATWEa(,b,c,d) write MAC addr, Country code, EngDbgFlag, FeatureBit to flash ROM
ATCUx write Country code to flash ROM
ATCB copy from FLASH ROM to working buffer
ATCL clear working buffer
ATSB save working buffer to FLASH ROM
ATBU dump manufacturer related data in working buffer
ATSH dump manufacturer related data in ROM
ATWMx set low 6 digits MAC address in working buffer
ATMHx set hight 6 digits MAC address in working buffer
ATBS show the bootbase seed of password generator
ATLBx xmodem upload bootbase,x is password
ATSMx set 6 digits MAC address in working buffer
ATCOx set country code in working buffer
ATFLx set EngDebugFlag in working buffer
ATSTx set ROMRAS address in working buffer
ATSYx set system type in working buffer
ATVDx set vendor name in working buffer
ATPNx set product name in working buffer
ATFEx,y,... set feature bits in working buffer
ATMP check & dump memMapTab
ATDOx,y download from address x for length y to PC via XMODEM
< press any key to continue >
ATTD download router configuration to PC via XMODEM
ATUPx,y upload to RAM address x for length y from PC via XMODEM
ATUR upload router firmware to flash ROM
ATDC hardware version check disable during uploading firmware
ATLC upload router configuration file to flash ROM
ATUXx(,y) xmodem upload from flash block x to y
ATERx,y erase flash rom from block x to y
ATWFx,y,z copy data from addr x to flash addr y, length z
ATXSx xmodem select: x=0: CRC mode(default); x=1: checksum mode
ATLD Upload Configuration File and Default ROM File to Flash
ATBR Reset to default Romfile
ATCD Convert Running ROM File to Default ROM File into Flash
OK
Finalmente, obtenemos un conjunto completamente nuevo de comandos que nos permite volcar la memoria.
$ ATMP
ROMIO image start at bfc30000
code version:
code start: 80008000
code length: 1A5D4E
memMapTab: 18 entries, start = bfc44000, checksum = 9770
$RAM Section:
0: BootExt(RAMBOOT), start=80030000, len=18000
1: HTPCode(RAMCODE), start=80048000, len=E0000
2: RasCode(RAMCODE), start=80048000, len=420000
$ROM Section:
3: BootBas(ROMIMG), start=bfc28000, len=4000
4: DbgArea(ROMIMG), start=bfc2c000, len=2000
5: RomDir2(ROMDIR), start=bfc2e000, len=2000
6: BootExt(ROMIMG), start=bfc30030, len=13FD0
7: MemMapT(ROMMAP), start=bfc44000, len=C00
8: HTPCode(ROMBIN), start=bfc44c00, len=8000
(Compressed)
Version: HTP_TC V 0.05, start: bfc44c30
Length: 10488, Checksum: CB32
Compressed Length: 41CF, Checksum: D5A5
9: termcap(ROMIMG), start=bfc4cc00, len=400
10: RomDefa(ROMIMG), start=bfc4d000, len=2000
11: LedDefi(ROMIMG), start=bfc4f000, len=400
12: LogoImg(ROMIMG), start=bfc4f400, len=2000
13: LogoImg2(ROMIMG), start=bfc51400, len=2000
14: StrImag(ROMIMG), start=bfc53400, len=32000
15: StrImag2(ROMIMG), start=bfc85400, len=32000
16: Rt11nE2p(ROMIMG), start=bfcb7400, len=400
17: RasCode(ROMBIN), start=bfcb7800, len=246C00
(Compressed)
Version: ADSL ATU-R, start: bfcb7830
Length: 321D2C, Checksum: 582D
Compressed Length: 11E54B, Checksum: B30B
$USER Section:
Msecs 128
Heap0 16 300 16
Heap1 32 64 4
Heap2 64 64 4
Heap3 128 160 4
Heap4 192 256 4
Heap5 256 80 4
Heap6 320 20 4
Heap7 384 4 2
Heap8 448 20 2
Heap9 512 34 2
Heap10 1024 52 4
Heap11 2048 20 2
Heap12 3172 4 2
Heap13 4096 2 2
Heap14 0 0
...
Lo que acabamos de aprender nos ayudará a analizar los archivos ROM que extrajimos anteriormente.
code start: 80008000
code length: 1A5D4E
Ahora podemos establecer la dirección de inicio de ROM y la dirección de carga en 0x80008000 después de volcar un nuevo archivo ROM usando:
$ ATDO 80008000, 1A5D4E
Sabemos que ATGR arranca el router, así que lo que podríamos hacer es rastrearlo para encontrar las instrucciones que pasan la ejecución a la segunda parte del firmware.
atgr1
ROM:80011E8C loc_80011E8C: # CODE XREF: LoadAndRunImage+D8j
ROM:80011E8C jal sub_80009B24
ROM:80011E90 li $a0, 0x1F4
ROM:80011E94
ROM:80011E94 execute_image: # execute image
ROM:80011E94 jalr $s0 # jump and link to address in $s0
ROM:80011E98 nop
Ahora debemos preguntarnos: ¿cuál es la dirección almacenada en $s0? Obviamente, todavía no podemos establecer un punto de interrupción ni ver los registros, así que necesitamos filtrarla usando algún truco. Afortunadamente, podemos leer y escribir memoria; echa un vistazo al siguiente comando:
ATWL 80011E94, ae30001c
ATGR
Por lo que parece, este comando parchea la instrucción en 0x80011E94 con ae30001c (la representación en bytes de la instrucción MIPS sw $s0, 0x1C($s1)). Al sobrescribir el jalr $s0 original con sw $s0, 0x1C($s1), forzamos al programa a almacenar el contenido del registro $s0 en la dirección de memoria 0x8001FF1C. Así que ahora el firmware de la segunda etapa no se ejecutará; en su lugar se mostrará el mensaje "ERROR" y aún tendremos acceso a la consola de la primera etapa, ¡Hurra! Entonces, echemos un vistazo a lo que se almacenó en 0x8001FF1C.
ATRL 8001FF1C
8001FF1C: 80020000
¡Lo tengo! ... usando 0x80020000 podemos volcar y analizar correctamente la segunda parte del firmware.
Continuará ...