CVE-2024-58239 緩和策エクスプロイト

これは私にとって初めての1-dayエクスプロイトです。

パッチ： tls: stop recv() if initial process_rx_list gave us non-DATA

exp407 を kernelCTFスプレッドシートで見て、このエクスプロイトの再現を試みました。

kernelCTF環境でエクスプロイトを実行し、フラグを取得することに成功しました：

これに関する詳細なwrite-upは後日書きます。

エクスプロイトのログは、途中でカーネルWARNINGが発生したため、かなり長くなっています。ただし、warningはエラーではなく、私のエクスプロイトを止めるものでもありません ;)

フォルダ構成

このフォルダから多くの重いファイルを削除しました。

./rootfs_v3.img
./ramdisk_v1.img
./releases/mitigation-v4-6.6/bzImage
./releases/mitigation-v4-6.6/vmlinux

最初の3つのファイルは、元のlocal_runner.sh を実行することで入手できます。

4つ目のファイルとソースコードについては、kernelCTFサーバーに接続してダウンロードリンクを取得できます。

ただし、便宜上、mitigation-v4-6.6 インスタンスの情報を以下に示します：

Kernel image (bzImage): https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/releases/mitigation-v4-6.6/bzImage
Kernel image (vmlinux): https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/releases/mitigation-v4-6.6/vmlinux.gz
Kernel config: https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/releases/mitigation-v4-6.6/.config
  -> derived from COS config: https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/releases/mitigation-v4-6.6/lakitu_defconfig
Source code info: https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/releases/mitigation-v4-6.6/COMMIT_INFO

また、.img ファイルをダウンロードするコマンドは以下の通りです：

wget https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/files/rootfs_v3.img.gz
gzip -d rootfs_v3.img.gz
wget https://storage.googleapis.com/kernelctf-build/files/ramdisk_v1.img

エクスプロイトのビルド

cd ./exploit/mitigation-v4-6.6/
make

エクスプロイトの実行

このエクスプロイトは2つの部分に分かれています：

最初にVPS上で実行するサーバー。
後でターゲットマシン上で実行するクライアント。

サーバー：

./server --port <port>

クライアント：

./client --ip <server_ip> --port <port>

ローカルでのテスト

このエクスプロイトをローカルでテストするための2つのスクリプトを作成しました：

test.py

これはサーバーをバックグラウンドで起動し、その後qemu VM内でクライアントを実行します。

セットアップ

まず、exploit/mitigation-v4-6.6 に移動し、後でqemu VMにエクスプロイトをダウンロードするために、ポート3000でHTTPサーバーを起動します。

cd exploit/mitigation-v4-6.6
python3 -m http.server 3000

使用方法

その後、別のターミナルでスクリプトを起動します：

python3 test.py <your_ip> <port>

<your_ip> は、お使いのネットワークインターフェースカードのIPアドレスです。私の場合、全体をWSLで実行しており、ip a を実行して eth0 インターフェースのIPアドレス 172.30.248.93 を取得しています。

➜  CVE-2024-58239 git:(main) ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 10.255.255.254/32 brd 10.255.255.254 scope global lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:15:5d:22:a0:d1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.248.93/20 brd 172.30.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::215:5dff:fe22:a0d1/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

<port> はローカルマシン上の未使用ポートで、クライアントとサーバー間のTLS接続に使用します。

calc_AC_rate.py

これはエクスプロイトを複数回実行し、その成功率を測定します。

セットアップ

test.py の使用方法と同様に、exploit/mitigation-v4-6.6 に移動し、後でqemu VMにエクスプロイトをダウンロードするために、ポート3000でHTTPサーバーを起動します。

cd exploit/mitigation-v4-6.6
python3 -m http.server 3000

使用方法

python3 calc_AC_rate.py <your_ip> <port> <number_of_time_to_run>

例えば、私のWSLでは、python3 calc_AC_rate.py 172.30.248.93 1118 100 として実行しています。

成功率

成功率はまだ不安定なので、現在もその改善に取り組んでいます。

calc_AC_rate.py を実行してエクスプロイトを100回テストしたところ、結果は 50/100 でした。

失敗した試行は、途中で common_interrupt が発生し、カーネルのslabにある単純な二重解放（double free）検出がトリガーされたためです。これは、以下のバックトレースに示されています。

これを無効化する方法を見つけるつもりです。

[    4.050330]  ? die+0x32/0x80
[    4.050809]  ? do_trap+0xd6/0x100
[    4.051365]  ? __slab_free+0x16c/0x380
[    4.052198]  ? do_error_trap+0x6a/0x90
[    4.052767]  ? __slab_free+0x16c/0x380
[    4.053350]  ? exc_invalid_op+0x4c/0x60
[    4.053916]  ? __slab_free+0x16c/0x380
[    4.055031]  ? asm_exc_invalid_op+0x16/0x20
[    4.055675]  ? tcp_rcv_state_process+0x791/0xef0
[    4.056527]  ? __slab_free+0x16c/0x380
[    4.057097]  ? lock_timer_base+0x61/0x80
[    4.057795]  ? tcp_get_metrics+0x142/0x380
[    4.058560]  ? tcp_rcv_state_process+0x791/0xef0
[    4.059265]  kmem_cache_free+0x599/0x5e0
[    4.059915]  tcp_rcv_state_process+0x791/0xef0
[    4.060918]  ? security_sock_rcv_skb+0x31/0x50
[    4.061857]  ? sk_filter_trim_cap+0x11a/0x290
[    4.062558]  tcp_v4_do_rcv+0xcd/0x280
[    4.063281]  tcp_v4_rcv+0xf81/0x1010
[    4.063832]  ? raw_local_deliver+0xcd/0x250
[    4.064668]  ip_protocol_deliver_rcu+0x32/0x320
[    4.065355]  ip_local_deliver_finish+0x7a/0xa0
[    4.066455]  ip_sublist_rcv_finish+0x7e/0x90
[    4.067231]  ip_sublist_rcv+0x1e1/0x220
[    4.067919]  ? __netif_receive_skb_core.constprop.0+0xbf/0x1080
[    4.068822]  ip_list_rcv+0x139/0x170
[    4.069362]  __netif_receive_skb_list_core+0x29d/0x2c0
[    4.070173]  ? __pfx_csum_block_add_ext+0x10/0x10
[    4.071054]  netif_receive_skb_list_internal+0x1e1/0x310
[    4.072068]  napi_complete_done+0x6e/0x1a0
[    4.072752]  virtnet_poll+0x40d/0x5a0
[    4.073313]  __napi_poll+0x28/0x1c0
[    4.073854]  net_rx_action+0x14c/0x2d0
[    4.074622]  ? vp_vring_interrupt+0x73/0x90
[    4.075746]  __do_softirq+0xf6/0x30f
[    4.076379]  __irq_exit_rcu+0x79/0xc0
[    4.077356]  common_interrupt+0xb9/0xd0

cve-2024-58239

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