
Détails de la vulnérabilité pour CVE-2022-41218
Cette vulnérabilité est une vulnérabilité de type course (race condition) qui se produit dans drivers/media/dvb-core/dmxdev.c. Par conséquent, une condition de course peut survenir dans le pilote de périphérique USB utilisant ce dmxdev.
Cette vulnérabilité pourrait être utilisée pour déclencher 3 UAFs.
Tout d'abord, l'ordre de l'exploit est le suivant(j'ai débogué en utilisant drivers/media/usb/ttusb-dec/ttusb_dec.c) :```
cpu0 cpu1 cpu 2
1. dvb_dvr_open()
2. ttusb_dec_disconnect()
ttusb_dec_exit_dvb()
dvb_dmxdev_release()
wait_event(dmxdev->dvr_dvbdev->wait_queue, …)
3. dvb_demux_open()
dvb_demux_ioctl()
dvb_usercopy()
copy_from_user() <- userfaultfd stuck
4. dvb_dvr_release()
5. vfree(dmxdev->filter)
6. copy_from_user() <- userfaultfd release
dvb_demux_do_ioctl()
struct dmxdev *dmxdev = dmxdevfilter->dev; <- UAF!!
Le flux d'exploitation détaillé est le suivant :
1. open() dvr0 parmi les nœuds de périphérique. Cela appelle dvb_dvr_open() pour provoquer l'exécution de `dvbdev->users++`.
Dans ce cas, lorsque ttusb_dec_disconnect() est exécutée en retirant le périphérique USB, la condition `wait_event(dmxdev->dvr_dvbdev->wait_queue, …)` est capturée.
2. Retirez physiquement le périphérique USB.
Dans ce cas, pendant que la fonction ttusb_dec_disconnect() est en cours d'exécution, elle attend au niveau de `wait_event(dmxdev->dvr_dvbdev->wait_queue, …)`.
3. open() le nœud demux0 pour que la fonction dvb_demux_open() soit appelée.
Cette fonction exécute également `dvbdev->users++` de la même manière que la fonction dvb_dvr_open() à l'étape 1.
Cependant, ce comptage de références incorrect se produit parce que la fonction dvb_dmxdev_release() qui est actuellement en attente a déjà passé la vérification de `dvbdev->users` :```
void dvb_dmxdev_release(struct dmxdev *dmxdev)
{
dmxdev->exit = 1;
if (dmxdev->dvbdev->users > 1) { // This check is bypassed. improper reference counting.
wait_event(dmxdev->dvbdev->wait_queue,
dmxdev->dvbdev->users == 1);
}
if (dmxdev->dvr_dvbdev->users > 1) {
wait_event(dmxdev->dvr_dvbdev->wait_queue, // Currently wait()ing here.
dmxdev->dvr_dvbdev->users == 1);
}
dvb_unregister_device(dmxdev->dvbdev);
dvb_unregister_device(dmxdev->dvr_dvbdev);
vfree(dmxdev->filter);
dmxdev->filter = NULL;
dmxdev->demux->close(dmxdev->demux);
}
Il appelle ensuite ioctl() sur demux0. Lors de l'appel, le 3ème argument soumet l'adresse en espace utilisateur définie par userfaultfd(or FUSE fs). Maintenant, pendant que ioctl est en cours d'exécution, il se bloquera sur copy_from_user() de dvb_usercopy():``` int dvb_usercopy(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg, int (*func)(struct file *file, unsigned int cmd, void *arg)) { char sbuf[128]; void *mbuf = NULL; void *parg = NULL; int err = -EINVAL;
/* Copy arguments into temp kernel buffer */
switch (_IOC_DIR(cmd)) {
case _IOC_NONE:
/*
* For this command, the pointer is actually an integer
* argument.
*/
parg = (void *) arg;
break;
case _IOC_READ: /* some v4l ioctls are marked wrong ... */
case _IOC_WRITE:
case (_IOC_WRITE | _IOC_READ):
if (_IOC_SIZE(cmd) <= sizeof(sbuf)) {
parg = sbuf;
} else {
/* too big to allocate from stack */
mbuf = kmalloc(_IOC_SIZE(cmd), GFP_KERNEL);
if (NULL == mbuf)
return -ENOMEM;
parg = mbuf;
}
err = -EFAULT;
if (copy_from_user(parg, (void __user *)arg, _IOC_SIZE(cmd))) // here
goto out;
break;
}
4. close() the fd in the thread that open()ed the dvr0 node.
Ensuite, `dvb_dvr_release()` est appelée, et `dvbdev->users--` ainsi que `wake_up(&dvbdev->wait_queue)` sont exécutés pour réveiller la fonction `dvb_dmxdev_release()`, qui correspond au flux .disconnect.
5. Dans le flux .disconnect, la fonction `dvb_dmxdev_release()` exécute `vfree(dmxdev->filter)`.
6. Relâchez l’userfaultfd depuis le thread ioctl demux0 qui a configuré l’userfaultfd.
Cela provoquera une UAF en lisant l’adresse `dmxdev->filter` que vous venez de libérer depuis .disconnect.
L’UAF peut désormais être utilisée dans tous les cas de `dvb_demux_do_ioctl()`, et même une escalade de privilèges (LPE) est possible lorsqu’elle est associée à eBPF.
Le journal du noyau ressemble à ceci :```
[ 83.990720] BUG: unable to handle page fault for address: ffffc900013c5060
[ 83.990733] #PF: supervisor read access in kernel mode
[ 83.990739] #PF: error_code(0x0000) - not-present page
[ 83.990744] PGD 100000067 P4D 100000067 PUD 1001dd067 PMD 1078fc067 PTE 0
[ 83.990760] Oops: 0000 [#1] PREEMPT SMP NOPTI
[ 83.990768] CPU: 2 PID: 2580 Comm: exploit Not tainted 6.0.0-rc2+ #3
[ 83.990776] Hardware name: Gigabyte Technology Co., Ltd. B460MDS3H/B460M DS3H, BIOS F3 05/27/2020
[ 83.990781] RIP: 0010:dvb_demux_do_ioctl+0x22/0x5b0 [dvb_core]
[ 83.990809] Code: 00 00 00 00 0f 1f 40 00 0f 1f 44 00 00 55 48 89 e5 41 57 49 89 d7 41 56 41 55 41 54 53 89 f3 48 84
[ 83.990816] RSP: 0018:ffffc90001a3fd10 EFLAGS: 00010282
[ 83.990824] RAX: 0000000000000000 RBX: 00000000403c6f2b RCX: ffffffffc051c520
[ 83.990830] RDX: ffffc90001a3fd80 RSI: 00000000403c6f2b RDI: ffff88810c4adc00
[ 83.990835] RBP: ffffc90001a3fd58 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[ 83.990840] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000000 R12: 00000000fffffff2
[ 83.990845] R13: ffffc900013c5000 R14: ffff88810c4adc00 R15: ffffc90001a3fd80
[ 83.990850] FS: 00007f0c4fdd7640(0000) GS:ffff88844ea80000(0000) knlGS:0000000000000000
[ 83.990857] CS: 0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[ 83.990863] CR2: ffffc900013c5060 CR3: 000000010b31e001 CR4: 00000000007706e0
[ 83.990869] PKRU: 55555554
[ 83.990873] Call Trace:
[ 83.990877] <TASK>
[ 83.990886] dvb_usercopy+0x55/0x1a0 [dvb_core]
[ 83.990907] ? dvb_dmxdev_filter_start+0x3b0/0x3b0 [dvb_core]
[ 83.990932] dvb_demux_ioctl+0x15/0x20 [dvb_core]
[ 83.990951] __x64_sys_ioctl+0x92/0xd0
[ 83.990965] do_syscall_64+0x59/0x90
[ 83.990973] ? debug_smp_processor_id+0x17/0x20
[ 83.990984] ? fpregs_assert_state_consistent+0x2a/0x50
[ 83.990995] ? exit_to_user_mode_prepare+0x49/0x1a0
[ 83.991007] ? syscall_exit_to_user_mode+0x26/0x50
[ 83.991016] ? __x64_sys_write+0x19/0x20
[ 83.991024] ? do_syscall_64+0x69/0x90
[ 83.991030] ? irqentry_exit_to_user_mode+0x9/0x20
[ 83.991039] ? irqentry_exit+0x3b/0x50
[ 83.991048] ? exc_page_fault+0x87/0x180
[ 83.991056] entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x63/0xcd
[ 83.991068] RIP: 0033:0x454b7f
[ 83.991075] Code: 00 48 89 44 24 18 31 c0 48 8d 44 24 60 c7 04 24 10 00 00 00 48 89 44 24 08 48 8d 44 24 20 48 89 40
[ 83.991081] RSP: 002b:00007f0c4fdd7150 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000010
[ 83.991090] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007f0c4fdd7640 RCX: 0000000000454b7f
[ 83.991095] RDX: 00007f0c50dda000 RSI: 00000000403c6f2b RDI: 0000000000000005
[ 83.991100] RBP: 00007f0c4fdd71d0 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[ 83.991104] R10: 000000000000000a R11: 0000000000000246 R12: 00007f0c4fdd7640
[ 83.991109] R13: 0000000000000000 R14: 000000000041ba00 R15: 00007f0c4f5d7000
[ 83.991118] </TASK>
[ 83.991121] Modules linked in: snd_usb_audio usbhid hid snd_usbmidi_lib ttusb_dec ttusbdecfe dvb_core mc snd_sof_pca
[ 83.991249] sysfillrect rapl sysimgblt snd intel_cstate mei_me soundcore ee1004 mei gigabyte_wmi wmi_bmof serial_mt
[ 83.991333] CR2: ffffc900013c5060
[ 83.991339] ---[ end trace 0000000000000000 ]---
[ 83.991344] RIP: 0010:dvb_demux_do_ioctl+0x22/0x5b0 [dvb_core]
[ 83.991366] Code: 00 00 00 00 0f 1f 40 00 0f 1f 44 00 00 55 48 89 e5 41 57 49 89 d7 41 56 41 55 41 54 53 89 f3 48 84
[ 83.991372] RSP: 0018:ffffc90001a3fd10 EFLAGS: 00010282
[ 83.991378] RAX: 0000000000000000 RBX: 00000000403c6f2b RCX: ffffffffc051c520
[ 83.991383] RDX: ffffc90001a3fd80 RSI: 00000000403c6f2b RDI: ffff88810c4adc00
[ 83.991387] RBP: ffffc90001a3fd58 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[ 83.991392] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000000 R12: 00000000fffffff2
[ 83.991396] R13: ffffc900013c5000 R14: ffff88810c4adc00 R15: ffffc90001a3fd80
[ 83.991401] FS: 00007f0c4fdd7640(0000) GS:ffff88844ea80000(0000) knlGS:0000000000000000
[ 83.991407] CS: 0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[ 83.991412] CR2: ffffc900013c5060 CR3: 000000010b31e001 CR4: 00000000007706e0
[ 83.991417] PKRU: 55555554
Premièrement, l'ordre de l'exploit est le suivant :``` cpu0 cpu1 cpu 2 1. dvb_dvr_open() 2. ttusb_dec_disconnect() ttusb_dec_exit_dvb() dvb_dmxdev_release() wait_event(dmxdev->dvr_dvbdev->wait_queue, ...) 3. dvb_demux_open() 4. dvb_dvr_release() 5. dvb_unregister_device(dmxdev->dvbdev) dvb_free_device() kfree (dvbdev->fops) 6. close(demux0) __x64_sys_close() close_fd() filp_close() filp->f_op->flush(filp, id); <- UAF!!
Le flux d'exploitation détaillé est le suivant :
1 ~ 4. L'ordre de 1 à 4 est le même que pour la première vulnérabilité.
5. Dans le flux .disconnect, `dvb_unregister_device(dmxdev->dvbdev) -> dvb_free_device() -> kfree (dvbdev->fops)` est exécuté.
Ici, le `dvbdev->fops` libéré par kfree() est la cible de la vulnérabilité UAF.
6. close() le fd demux0 dans le thread qui a open()é le nœud demux0.
En fait, lors de l'ouverture d'un nœud de périphérique dvb tel que demux0, `dvb_device_open()` est appelé en premier, et non dvb_XXX_open() :```
static int dvb_device_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
struct dvb_device *dvbdev;
mutex_lock(&dvbdev_mutex);
down_read(&minor_rwsem);
dvbdev = dvb_minors[iminor(inode)];
if (dvbdev && dvbdev->fops) {
int err = 0;
const struct file_operations *new_fops;
new_fops = fops_get(dvbdev->fops);
if (!new_fops)
goto fail;
file->private_data = dvbdev;
replace_fops(file, new_fops); // replace fops here.
if (file->f_op->open)
err = file->f_op->open(inode, file); // call dvb_XXX_open()
up_read(&minor_rwsem);
mutex_unlock(&dvbdev_mutex);
return err;
}
fail:
up_read(&minor_rwsem);
mutex_unlock(&dvbdev_mutex);
return -ENODEV;
}
Après que la fonction ci-dessus est appelée, replace_fops(file, new_fops); pour remplacer file->f_op par dvbdev->fops.
Ce dvbdev->fops est la cible de cette vulnérabilité UAF, comme expliqué à l'étape 5.
Pour revenir au flux, les appels système close() sont exécutés dans l'ordre de __x64_sys_close() -> close_fd() -> filp_close() car close(demux0) a été appelé :```
int filp_close(struct file *filp, fl_owner_t id)
{
int retval = 0;
if (!file_count(filp)) {
printk(KERN_ERR "VFS: Close: file count is 0\n");
return 0;
}
if (filp->f_op->flush)
retval = filp->f_op->flush(filp, id); // UAF!!
if (likely(!(filp->f_mode & FMODE_PATH))) {
dnotify_flush(filp, id);
locks_remove_posix(filp, id);
}
fput(filp);
return retval;
}
Dans la fonction ci-dessus, `filp->f_op->flush(filp, id);` est appelée, et une UAF se produit car ce `f_op` est le fops qui a été libéré par kfree() à l'étape 5.
Ceci, combiné à du heap spraying avec kmalloc, devient une vulnérabilité permettant d'exécuter n'importe quelle adresse souhaitée.
Voici le log KASAN:
[ 708.982899] ================================================================== [ 708.982921] BUG: KASAN: use-after-free in filp_close+0x119/0x140 [ 708.982929] Read of size 8 at addr ffff888114bd4078 by task exploit2/2918
[ 708.982933] CPU: 7 PID: 2918 Comm: exploit2 Not tainted 6.0.0-rc2+ #4 [ 708.982936] Hardware name: Gigabyte Technology Co., Ltd. B460MDS3H/B460M DS3H, BIOS F3 05/27/2020 [ 708.982938] Call Trace: [ 708.982954] [ 708.982956] dump_stack_lvl+0x49/0x63 [ 708.982960] print_report.cold+0x5e/0x5d9 [ 708.982963] ? filp_close+0x119/0x140 [ 708.982966] kasan_report+0xa0/0x120 [ 708.982969] ? filp_close+0x119/0x140 [ 708.982972] __asan_report_load8_noabort+0x14/0x20 [ 708.982975] filp_close+0x119/0x140 [ 708.982978] close_fd+0x75/0x90 [ 708.982981] __x64_sys_close+0x30/0x80 [ 708.982984] do_syscall_64+0x59/0x90 [ 708.982987] ? syscall_exit_to_user_mode+0x26/0x50 [ 708.982990] ? do_syscall_64+0x69/0x90 [ 708.982994] ? syscall_exit_to_user_mode+0x26/0x50 [ 708.983017] ? __do_sys_gettid+0x1b/0x30 [ 708.983022] ? do_syscall_64+0x69/0x90 [ 708.983027] ? exit_to_user_mode_prepare+0x49/0x1a0 [ 708.983035] ? irqentry_exit_to_user_mode+0x9/0x20 [ 708.983041] ? irqentry_exit+0x3b/0x50 [ 708.983045] ? exc_page_fault+0x72/0xf0 [ 708.983050] entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x63/0xcd [ 708.983072] RIP: 0033:0x45396b [ 708.983077] Code: 03 00 00 00 0f 05 48 3d 00 f0 ff ff 77 41 c3 48 83 ec 18 89 7c 24 0c e8 33 a9 02 00 8b 7c 24 0c 41 89 c0 b8 03 00 00 00 0f 05 <48> 3d 00 f0 ff ff 77 35 44 89 c7 89 44 24 0c e8 81 a9 02 00 8b 44 [ 708.983081] RSP: 002b:00007f55128b41a0 EFLAGS: 00000293 ORIG_RAX: 0000000000000003 [ 708.983087] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007f55128b4640 RCX: 000000000045396b [ 708.983091] RDX: 0000000000000000 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000000000000004 [ 708.983094] RBP: 00007f55128b41d0 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000 [ 708.983097] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000293 R12: 00007f55128b4640 [ 708.983100] R13: 0000000000000000 R14: 000000000041b3e0 R15: 00007f55120b4000 [ 708.983107]
[ 708.983130] Allocated by task 663: [ 708.983133] kasan_save_stack+0x26/0x50 [ 708.983137] __kasan_kmalloc+0xae/0xe0 [ 708.983140] __kmalloc_node+0x185/0x420 [ 708.983145] memcg_alloc_slab_cgroups+0x8a/0x130 [ 708.983149] allocate_slab+0x389/0x4a0 [ 708.983152] ___slab_alloc+0x6c5/0xa50 [ 708.983155] __slab_alloc.constprop.0+0x5a/0xb0 [ 708.983159] kmem_cache_alloc+0x2e3/0x320 [ 708.983162] seq_open+0x57/0x160 [ 708.983166] kernfs_fop_open+0x4f0/0xc10 [ 708.983171] do_dentry_open+0x404/0xf80 [ 708.983174] vfs_open+0x9f/0xd0 [ 708.983177] path_openat+0xd58/0x3f60 [ 708.983181] do_filp_open+0x1b1/0x3e0 [ 708.983184] do_sys_openat2+0x132/0x450 [ 708.983187] __x64_sys_openat+0x128/0x210 [ 708.983191] do_syscall_64+0x59/0x90 [ 708.983194] entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x63/0xcd
[ 708.983201] Freed by task 159: [ 708.983204] kasan_save_stack+0x26/0x50 [ 708.983207] kasan_set_track+0x25/0x40 [ 708.983211] kasan_set_free_info+0x24/0x40 [ 708.983215] ____kasan_slab_free+0x176/0x1e0 [ 708.983218] __kasan_slab_free+0x12/0x20 [ 708.983221] slab_free_freelist_hook+0xd0/0x1a0 [ 708.983224] kfree+0x1ae/0x3e0 [ 708.983227] dvb_free_device.part.0+0x33/0x70 [dvb_core] [ 708.983241] dvb_unregister_device+0x20/0x30 [dvb_core] [ 708.983248] dvb_dmxdev_release+0x3ba/0x4e3 [dvb_core] [ 708.983255] ttusb_dec_disconnect+0x3d8/0x499 [ttusb_dec] [ 708.983258] usb_unbind_interface+0x187/0x7c0 [ 708.983261] device_remove+0x117/0x170 [ 708.983264] device_release_driver_internal+0x418/0x660 [ 708.983266] device_release_driver+0x12/0x20 [ 708.983268] bus_remove_device+0x28f/0x540 [ 708.983270] device_del+0x501/0xc30 [ 708.983273] usb_disable_device+0x2a5/0x660 [ 708.983274] usb_disconnect.cold+0x1f9/0x620 [ 708.983277] hub_event+0x16d3/0x3d20 [ 708.983280] process_one_work+0x778/0x11c0 [ 708.983283] worker_thread+0x544/0x1180 [ 708.983285] kthread+0x280/0x320 [ 708.983286] ret_from_fork+0x1f/0x30
[ 708.983291] The buggy address belongs to the object at ffff888114bd4000 which belongs to the cache kmalloc-512 of size 512 [ 708.983293] The buggy address is located 120 bytes inside of 512-byte region [ffff888114bd4000, ffff888114bd4200)
[ 708.983297] The buggy address belongs to the physical page: [ 708.983298] page:000000009b45bbf6 refcount:1 mapcount:0 mapping:0000000000000000 index:0x0 pfn:0x114bd0 [ 708.983301] head:000000009b45bbf6 order:3 compound_mapcount:0 compound_pincount:0 [ 708.983303] flags: 0x17ffffc0010200(slab|head|node=0|zone=2|lastcpupid=0x1fffff) [ 708.983307] raw: 0017ffffc0010200 dead000000000100 dead000000000122 ffff888100042c80 [ 708.983309] raw: 0000000000000000 0000000080200020 00000001ffffffff 0000000000000000 [ 708.983311] page dumped because: kasan: bad access detected
[ 708.983313] Memory state around the buggy address: [ 708.983314] ffff888114bd3f00: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc [ 708.983316] ffff888114bd3f80: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc [ 708.983318] >ffff888114bd4000: fa fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb [ 708.983320] ^ [ 708.983321] ffff888114bd4080: fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb [ 708.983323] ffff888114bd4100: fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb [ 708.983325] ================================================================== [ 708.983336] Disabling lock debugging due to kernel taint
## 3. slab UAF write
La troisième vulnérabilité slab UAF est presque identique à la seconde.
Elle ne se produit que dans des différences de temps de conditions de course minimes.
l'ordre de l'exploit est le suivant:```
cpu0 cpu1 cpu 2
1. dvb_dvr_open()
2. ttusb_dec_disconnect()
ttusb_dec_exit_dvb()
dvb_dmxdev_release()
wait_event(dmxdev->dvr_dvbdev->wait_queue, ...)
3. dvb_demux_open()
4. dvb_dvr_release()
5. dvb_unregister_device(dmxdev->dvbdev)
dvb_free_device()
kfree (dvbdev)
6. dvb_demux_release()
dmxdev->dvbdev->users--; <- UAF!!
Le déroulement détaillé de l'exploit est le suivant :
1 ~ 4. L'ordre de 1 à 4 est le même que pour la première vulnérabilité.
Cette fois, c'est dvbdev, et non dvbdev->fops, qui est la cible de la vulnérabilité UAF :```
void dvb_free_device(struct dvb_device *dvbdev)
{
if (!dvbdev)
return;
kfree (dvbdev->fops);
kfree (dvbdev); // target
} EXPORT_SYMBOL(dvb_free_device);
6. Lorsque close(demux0) est exécuté, la fonction dvb_demux_release() est appelée et une vulnérabilité d'écriture UAF se produit dans `dmxdev->dvbdev->users--`.```
static int dvb_demux_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
struct dmxdev_filter *dmxdevfilter = file->private_data;
struct dmxdev *dmxdev = dmxdevfilter->dev;
int ret;
ret = dvb_dmxdev_filter_free(dmxdev, dmxdevfilter);
mutex_lock(&dmxdev->mutex);
dmxdev->dvbdev->users--; // here
if (dmxdev->dvbdev->users == 1 && dmxdev->exit == 1) {
mutex_unlock(&dmxdev->mutex);
wake_up(&dmxdev->dvbdev->wait_queue);
} else
mutex_unlock(&dmxdev->mutex);
return ret;
}
Cette vulnérabilité d'écriture UAF peut être utilisée, par exemple, pour décrémenter le refcount d'une autre structure.
Le périmètre de cette vulnérabilité est :