CVE-2021-3156

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Riepilogo della vulnerabilità

ID vulnerabilità: CVE-2021-3156

Punteggio vulnerabilità:

Prodotto vulnerabile: linux sudo

Versione interessata: 1.8.2-1.8.31sp12; 1.9.0-1.9.5sp1

Condizioni di sfruttamento: linux locale; sudo è suid e può essere eseguito

Effetto dello sfruttamento: escalation di privilegi locali

Ottenere il codice sorgente: https://www.sudo.ws/getting/source/

Configurazione dell'ambiente

Ambiente docker: chenaotian/cve-2021-3156

Il docker che ho costruito io stesso fornisce:

1. Un sudo compilato da me con possibilità di debug del codice sorgente
2. Glibc con simboli di debug
3. gdb e i plugin gdb pwngdb & pwndbg
4. exp.c e il relativo exp compilato con successo

Tutto si trova nella directory /root:

image-20220124223312224

• La directory exp contiene il codice dell'exploit e il binario già compilato, può essere eseguita direttamente nel docker
• glibc-2.27 è la directory del codice sorgente della versione libc in questo ambiente
• sudo-1.8.21 è la directory del codice sorgente di sudo in questo ambiente, ho usato questa per compilare.

Test dell'exploit:``` cd exp su test ./exp whoami

I contenuti relativi al debug sono riportati più avanti [alcuni comandi di debug](#一些调试命令)


## Principio della vulnerabilità

Payload di attivazione della vulnerabilità```shell
sudoedit -s '\' `python3 -c "print('A'*80)"`

Analisi del codice sorgente (sudo-1.8.21): Prima di tutto, la funzione main in sudo.c (sudo.c: 133):```c int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) { int nargc, ok, status = 0; char **nargv, **env_add; char **user_info, **command_info, **argv_out, **user_env_out; struct sudo_settings *settings; struct plugin_container *plugin, *next; sigset_t mask; debug_decl_vars(main, SUDO_DEBUG_MAIN)

··· ···
··· ···

/* Parse command line arguments. */
//在这里处理输入参数，设置sudo_mode
sudo_mode = parse_args(argc, argv, &nargc, &nargv, &settings, &env_add);

··· ···
··· ···
    
switch (sudo_mode & MODE_MASK) {
··· ···
··· ···
case MODE_EDIT:
case MODE_RUN:
    ok = policy_check(&policy_plugin, nargc, nargv, env_add,
	&command_info, &argv_out, &user_env_out);
    ··· ···
    ··· ···
}

··· ···
··· ···

}

- Prima viene chiamata la funzione parse_args per elaborare i parametri che abbiamo inserito. In realtà qui abbiamo inserito solo un `-s`, non c'è molto da impostare, e sudo_mode viene impostato su MODE_EDIT e MODE_SHELL.

- Poi, a seconda del sudo_mode, MODE_EDIT richiama policy_check

Successivamente, la funzione policy_check in sudo.c (sudo.c: 1136):```c
static int
policy_check(struct plugin_container *plugin, int argc, char * const argv[],
    char *env_add[], char **command_info[], char **argv_out[],
    char **user_env_out[])
{
    ··· ···
    ··· ···
    ret = plugin->u.policy->check_policy(argc, argv, env_add, command_info,
	argv_out, user_env_out);
    ···
}

È stata chiamata la funzione di callback plugin->u.policy->check_policy; è possibile eseguire il debug per vedere la funzione reale di questa funzione:

image-20220123113326096

Viene chiamata la funzione sudoers_policy_check in policy.c (policy.c: 760):```c static int sudoers_policy_check(int argc, char * const argv[], char *env_add[], char **command_infop[], char **argv_out[], char **user_env_out[]) { ··· ···

exec_args.argv = argv_out;
exec_args.envp = user_env_out;
exec_args.info = command_infop;

ret = sudoers_policy_main(argc, argv, 0, env_add, &exec_args);
··· ···
··· ···

}

Poi ha chiamato la funzione sudoers_policy_main in sudoers.c (sudoers.c: 224):```c
int
sudoers_policy_main(int argc, char * const argv[], int pwflag, char *env_add[],
    void *closure)
{
    ··· ···
    ··· ···

    /*
     * Make a local copy of argc/argv, with special handling
     * for pseudo-commands and the '-i' option.
     */
    if (argc == 0) {
	··· ···
    } else {
	/* Must leave an extra slot before NewArgv for bash's --login */
	NewArgc = argc;
	NewArgv = reallocarray(NULL, NewArgc + 2, sizeof(char *));
	··· ···
	}
	memcpy(++NewArgv, argv, argc * sizeof(char *));
	NewArgv[NewArgc] = NULL;
	··· ···
	}
    }
	··· ···
    cmnd_status = set_cmnd();
    ··· ···
    ··· ···
    ··· ···
}

这里设置了一些全局变量，NewArgc 和 NewArgv 如下，其实就是传入参数。

image-20220123113819116

之后进入sudoers.c 中 set_cmnd 函数(sudoers.c: 796)：```c static int set_cmnd(void) { ··· ··· ··· ···

/* set user_args */
if (NewArgc > 1) {
    char *to, *from, **av;
    size_t size, n;

    /* Alloc and build up user_args. */
    //根据参数总长度计算size， 后续malloc 申请，没有问题
    for (size = 0, av = NewArgv + 1; *av; av++)
	size += strlen(*av) + 1;
    if (size == 0 || (user_args = malloc(size)) == NULL) {
	sudo_warnx(U_("%s: %s"), __func__, U_("unable to allocate memory"));
	debug_return_int(-1);
    }
    if (ISSET(sudo_mode, MODE_SHELL|MODE_LOGIN_SHELL)) {
	/*
	 * When running a command via a shell, the sudo front-end
	 * escapes potential meta chars.  We unescape non-spaces
	 * for sudoers matching and logging purposes.
	 */
     //将所有参数拷贝到一起放到堆中，逻辑是遇到'\'加非空格类型字符则只拷贝非空格字符
     //但这里\x00 并不算空格类型字符
     //他没有考虑参数如果只有一个'\'或以'\'结尾并且下两个字符后就是另一个字符串情况
	for (to = user_args, av = NewArgv + 1; (from = *av); av++) {
	    while (*from) {
		if (from[0] == '\\' && !isspace((unsigned char)from[1]))
		    from++;
		*to++ = *from++;
	    }
	    *to++ = ' ';
	}
	*--to = '\0';
    } 
    ··· ···
}
}
··· ···
··· ···

}

L'overflow si verifica anche qui, come si può vedere dai commenti nel codice: l'overflow dell'heap avviene durante la copia nell'heap. L'intenzione originale di questo codice non è difficile da comprendere: copiare tutti i parametri da `NewArgv` nell'heap, separati da spazi, e quando si incontra `\ + carattere non spazio`, si copia solo quel carattere.

**Non è stato però considerato un caso: se un elemento di `NewArgv` termina con `\`, si ha la struttura `\+\x00`, dove `\x00` non è un carattere di spazio (assurdo). Ciò significa che, dopo aver copiato `\x00` nell'heap, la variabile `from` viene incrementata due volte in un ciclo, saltando l'opportunità di controllare il terminatore `\x00` nel ciclo `while`, e si continua a copiare oltre, pensando che il parametro non sia finito, fino a incontrare il successivo `\x00`.**

In questo scenario si vede che subito dopo `\+\x00` c'è il parametro successivo `A*80`, quindi si continua a copiare fino alla fine di `A*80`. Ma non dimentichiamo che in seguito si elaborerà effettivamente anche il parametro `A*80`, copiandolo di nuovo. Quindi `A*80` viene copiato due volte in totale, ma il chunk è stato allocato in base alla dimensione di una singola stringa `A*80`, ben al di sotto della lunghezza copiata.

image-20220123113907744

Poi si verifica l'overflow: prima della copia:

image-20220123114036691

Dopo la copia:

image-20220123114137794

Il percorso di attivazione della vulnerabilità è (durante il debug è sufficiente impostare breakpoint su queste funzioni):

- sudo.c : main
  - sudo.c : policy_check
    - policy.c : sudoerrs_policy_check
      - sudoers.c : sudoers_policy_main
        - sudoers.c : set_cmnd
          - sudoers.c : 859

## Principio dello sfruttamento della vulnerabilità