mercul1ninna/mips-cve-2014-9222Divertiamoci scavando nel firmware di un router Zyxel e nell'architettura MIPS.
I tutorial sono solo a scopo informativo ed educativo. Credo che l'hacking etico, la sicurezza delle informazioni e la cyber security dovrebbero essere argomenti familiari a chiunque utilizzi informazioni digitali e computer. Credo che sia impossibile difendersi dagli hacker senza sapere come viene effettuato l'hacking.
$ 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 vulnerabilità Misfortune Cookie esiste da un po' di tempo, ma manca ancora un'analisi pubblica che illustri i dettagli tecnici della vulnerabilità. Secondo Check Point, il software interessato è il server web integrato RomPager di AllegroSoft. Scansioni su scala Internet suggeriscono che RomPager sia probabilmente il software server web più diffuso al mondo in termini di numero di endpoint disponibili. RomPager è tipicamente integrato nel firmware distribuito con il dispositivo. Questa specifica vulnerabilità è stata introdotta nella base di codice nel 2002. Inoltre, i dispositivi esposti sono quelli che utilizzano i servizi RomPager con versioni precedenti alla 4.34 (e in particolare la 4.07).
Per questo tutorial userò un ZXHN H108L che utilizza 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:
Ora usiamo la porta seriale; prima dobbiamo determinare il baud rate
$ sudo stty -F /dev/ttyUSB0
OUT :
speed 115200 baud; line = 0;
-brkint -imaxbel
device
Io uso minicom, puoi usare qualsiasi cosa, da screen a HyperTerminal, ma preferisco questo per la sua stabilità ;)
$ 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 |
+--------------------------+
Ora siamo pronti per partire:
$ 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.
..........
Per mostrare i possibili comandi:
$ 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 >
Questo firmware ha un insieme di comandi nascosti molto utili per la nostra analisi dinamica; il problema è che non possiamo vedere i registri né impostare breakpoint, ma fortunatamente con questi comandi nascosti avremo queste funzionalità. Per vederli e usarli dobbiamo usare ATEN. Tuttavia, questo comando richiede una password, quindi cosa possiamo fare ora? Facciamo reverse engineering del firmware per trovare l'algoritmo del generatore di password.
(Analisi statica) Vediamo prima il file 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
Vediamo ora la firma nei file estratti:
$ binwalk -Y rom1
DECIMAL HEXADECIMAL DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
0 0x0 MIPS executable code, 32/64-bit, big endian, at least 1250 valid instructions
string è un grande strumento per farsi un'idea di cosa sia un file binario o di cosa contenga; vediamo se riusciamo a trovare l'algoritmo della password:
$ strings rom1 | grep -i aten
$ strings rom2 | grep -i aten
A quanto pare, non possiamo vederlo perché il firmware è ancora compresso, il che significa che dobbiamo estrarlo dal router usando la modalità di debug:
$ ATDO bfc00000, 1f0000
xmodem
La prima cosa che viene in mente è iniziare a cercare una dispatch table. Perché? Solo intuizione; l'unica alternativa è una serie di if-elif, ma sarebbe molto lunga, per verificare la validità della password fornita dall'utente. Ed ecco cosa ho trovato:
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
Tieni presente che una parola MIPS è di 4 byte; ora vediamo CMD_ATEN:
ROM:8000FF84 lw $a0, 8($s0)
ROM:8000FF88 jal sub_80013654
ROM:8000FF8C li $a1, 0
ROM:8000FF90 jal passwd_generator
e ora: 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
Cosa possiamo concludere:
Ora scriviamo un programma in C che faccia la stessa cosa e compiliamolo:
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;
}
Ora eseguiamo ATSE per ottenere il seed e usiamolo (per esempio: ho ottenuto 088521A78838):
$ ./gen_pass 088521A78838
Eseguiamo il comando magico che abbiamo appena hackerato :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 otteniamo un intero nuovo set di comandi che ci consente di fare il dump della 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
...
Quello che abbiamo appena imparato ci aiuterà ad analizzare i file rom estratti in precedenza
code start: 80008000
code length: 1A5D4E
Ora possiamo impostare l'indirizzo di inizio ROM e l'indirizzo di caricamento a 0x80008000 dopo aver scaricato un nuovo file rom usando:
$ ATDO 80008000, 1A5D4E
Sappiamo che ATGR avvia il router, quindi quello che possiamo fare è tracciarlo per trovare le istruzioni che passano l'esecuzione alla seconda 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
Ora dobbiamo chiederci: qual è l'indirizzo memorizzato in $s0? Ovviamente non possiamo ancora impostare un breakpoint e non possiamo visualizzare i registri, quindi dobbiamo farlo uscire con qualche trucco. Fortunatamente possiamo leggere e scrivere la memoria; dai un'occhiata al seguente comando:
ATWL 80011E94, ae30001c
ATGR
Da come sembra, questo comando applica una patch all'istruzione a 0x80011E94 con ae30001c (la rappresentazione in byte dell'istruzione MIPS sw $s0, 0x1C($s1)). Sovrascrivendo l'originale jalr $s0 con sw $s0, 0x1C($s1), abbiamo costretto il programma a memorizzare il contenuto del registro $s0 all'indirizzo di memoria 0x8001FF1C. Quindi ora il firmware del secondo stadio non verrà eseguito; al suo posto verrà mostrato il messaggio "ERROR" e avremo ancora accesso alla console del primo stadio. Evviva! Quindi diamo un'occhiata a cosa è stato memorizzato a 0x8001FF1C.
ATRL 8001FF1C
8001FF1C: 80020000
Preso! ... usando 0x80020000 possiamo fare il dump e analizzare correttamente la seconda parte del firmware
Continua ...