libSSH 认证绕过漏洞(CVE-2018-10933)分析

作者：Hcamael@知道创宇404实验室
时间：2018年10月19日

最近出了一个libSSH认证绕过漏洞，刚开始时候看的感觉这洞可能挺厉害的，然后很快github上面就有PoC了，msf上很快也添加了exp，但是在使用的过程中发现无法getshell，对此，我进行了深入的分析研究。

前言

搞了0.7.5和0.7.6两个版本的源码：

360发了一篇分析文章，有getshell的图：

Python版本的PoC到Github上搜一下就有了：

环境

libSSH-0.7.5源码下载地址:

PS: 缺啥依赖自己装，没有当初的编译记录了，也懒得再来一遍

$ tar -xf libssh-0.7.5.tar.xz
$ cd libssh-0.7.5
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug ..
$ make

主要用两个，一个是SSH服务端Demo： examples/ssh_server_fork , 一个是SSH客户端Demo： ./examples/samplessh

服务端启动命令： sudo examples/ssh_server_fork -p 22221 127.0.0.1 -v

客户端使用命令： ./examples/samplessh -p 22221 myuser@127.0.0.1

PS: 用户那随便填，我使用myuser，只是为了对比正常认证请求和bypass请求有啥区别，正常情况下SSH服务端是使用账户密码认证，账户是: myuser, 密码是: mypassword

修改 ../src/auth.c 的 ssh_userauth_xxxx 函数，我修改的是 ssh_userauth_password :

根据360的分析文章和我自己的研究结果，修改了上图箭头所示的三处地方，这样 ./examples/samplessh 就会成为了验证该漏洞的PoC

PS: 修改完源码后记得再执行一次make

漏洞分析

根据服务端输出的调试信息，可以找到 ssh_packet_process 函数, 看到第1211行：

1121        r=cb->callbacks[type - cb->start](session,type,session->in_buffer,cb->user);

然后追踪到 callbacks 数组等于 default_packet_handlers

正常情况下，发送 SSH2_MSG_USERAUTH_REQUEST 请求，进入的是 ssh_packet_userauth_request 函数，而该漏洞的利用点就是，发送 SSH2_MSG_USERAUTH_SUCCESS 请求，从而进入 ssh_packet_userauth_success 函数

PS: 我们可以进入该数组中的任意函数，但是看了下其他函数，也没法getshell

正常情况下的执行路径是：

ssh_packet_userauth_request ->
ssh_message_queue -> 
ssh_execute_server_callbacks ->
ssh_execute_server_request ->
rc = session->server_callbacks->auth_password_function(session,
                        msg->auth_request.username, msg->auth_request.password,
                        session->server_callbacks->userdata);

找找这个函数，发现在服务端Demo中进行了设置:

// examples/ssh_server_fork.c
......
514    struct ssh_server_callbacks_struct server_cb = {
515        .userdata = &sdata,
516        .auth_password_function = auth_password,
517        .channel_open_request_session_function = channel_open,
518    };
519    ssh_callbacks_init(&server_cb);
520    ssh_callbacks_init(&channel_cb);
521    ssh_set_server_callbacks(session, &server_cb);
......

找到了 auth_password 函数，由服务端的编写者设置的：

// examples/ssh_server_fork.c

static int auth_password(ssh_session session, const char *user,
                         const char *pass, void *userdata) {
    struct session_data_struct *sdata = (struct session_data_struct *) userdata;
    (void) session;
    if (strcmp(user, USER) == 0 && strcmp(pass, PASS) == 0) {
        sdata->authenticated = 1;
        return SSH_AUTH_SUCCESS;
    }
    sdata->auth_attempts++;
    return SSH_AUTH_DENIED;
}

认证成功后的路径：

ssh_message_auth_reply_success ->
ssh_auth_reply_success:
994  session->session_state = SSH_SESSION_STATE_AUTHENTICATED;
995  session->flags |= SSH_SESSION_FLAG_AUTHENTICATED;

正常情况下，在SSH登录成功后，libSSH给session设置了认证成功的状态，SSH服务端编写的人给自己定义的标志位设置为1: sdata->authenticated = 1;

利用该漏洞绕过验证，服务端的流程：

ssh_packet_userauth_success:
  SSH_LOG(SSH_LOG_DEBUG, "Authentication successful");
  SSH_LOG(SSH_LOG_TRACE, "Received SSH_USERAUTH_SUCCESS");
  session->auth_state=SSH_AUTH_STATE_SUCCESS;
  session->session_state=SSH_SESSION_STATE_AUTHENTICATED;
  session->flags |= SSH_SESSION_FLAG_AUTHENTICATED;

可以成功的把libSSH的session设置为认证成功的状态，但是却不会进入 auth_password 函数，所以用户定义的标志位 sdata->authenticated 仍然等于0

我们在网上看到别人PoC验证成功的图，就是由 ssh_packet_userauth_success 函数输出的 Authentication successful

研究不能getshell之谜

很多人复现该漏洞的时候肯定都发现了，服务端调试的信息都输出了认证成功，但是在getshell的时候却一直无法成功，根据上面的代码，发现session已经被设置成认证成功了，但是为啥还无法获取 shell 权限呢？对此，我又继续深入研究。

根据服务端的调试信息，我发现都能成功打开 channel ，但是在下一步 pty-req channel_request 我服务端显示的信息是被拒绝:

所以我继续跟踪代码执行的流程，跟踪到了 ssh_execute_server_request 函数：

166        case SSH_REQUEST_CHANNEL:
            channel = msg->channel_request.channel;
            if (msg->channel_request.type == SSH_CHANNEL_REQUEST_PTY &&
                ssh_callbacks_exists(channel->callbacks, channel_pty_request_function)) {
                rc = channel->callbacks->channel_pty_request_function(session, channel,
                        msg->channel_request.TERM,
                        msg->channel_request.width, msg->channel_request.height,
                        msg->channel_request.pxwidth, msg->channel_request.pxheight,
                        channel->callbacks->userdata);
                if (rc == 0) {
                    ssh_message_channel_request_reply_success(msg);
                } else {
                    ssh_message_reply_default(msg);
                }
                return SSH_OK;

接着发现 ssh_callbacks_exists(channel->callbacks, channel_pty_request_function) 检查失败，所以没有进入到该分支，导致请求被拒绝。

然后回溯 channel->callbacks ，回溯到了SSH服务端 ssh_server_fork.c ：

530    ssh_set_auth_methods(session, SSH_AUTH_METHOD_PASSWORD);
531    ssh_event_add_session(event, session);
532    n = 0;
533    while (sdata.authenticated == 0 || sdata.channel == NULL) {
534        /* If the user has used up all attempts, or if he hasn't been able to
535         * authenticate in 10 seconds (n * 100ms), disconnect. */
536        if (sdata.auth_attempts >= 3 || n >= 100) {
537            return;
538        }
539        if (ssh_event_dopoll(event, 100) == SSH_ERROR) {
540            fprintf(stderr, "%s\n", ssh_get_error(session));
541            return;
542        }
543        n++;
544    }
545    ssh_set_channel_callbacks(sdata.channel, &channel_cb);

在libSSH中没有任何设置channel的回调函数的代码，只要在服务端中，由开发者手动设置，比如上面的545行的代码

然后我们又看到了 sdata.authenticated ，该变量再之前说了，该漏洞绕过的认证，只能把session设置为认证状态，却无法修改SSH服务端开发者定义的 sdata.authenticated 变量，所以该循环将不会跳出，直到 n = 100 的情况下，reutrn结束该函数。这就导致了我们无法getshell。

如果想getshell，有两种修改方式：

1.删除 sdata.authenticated 变量

533    while (sdata.channel == NULL) {
......
544    }

2.把channel添加回调函数的代码移到循环之前

530    ssh_set_auth_methods(session, SSH_AUTH_METHOD_PASSWORD);
531    ssh_event_add_session(event, session);
532    ssh_set_channel_callbacks(sdata.channel, &channel_cb);
533    n = 0;
534    while (sdata.authenticated == 0 || sdata.channel == NULL) {
......

在修改了服务端代码后，我也能成功getshell:

总结

之后我看了审计了一下 ssh_execute_server_request 函数的其他分支，发现 SSH_REQUEST_CHANNEL 分支下所有的分支:

SSH_CHANNEL_REQUEST_PTY
SSH_CHANNEL_REQUEST_SHELL
SSH_CHANNEL_REQUEST_X11
SSH_CHANNEL_REQUEST_WINDOW_CHANGE
SSH_CHANNEL_REQUEST_EXEC
SSH_CHANNEL_REQUEST_ENV
SSH_CHANNEL_REQUEST_SUBSYSTEM

都是调用 channel 的回调函数，所以在回调函数未注册的情况下，是无法成功getshell。

最后得出结论，CVE-2018-10933并没有想象中的危害大，而且网上说的几千个使用libssh的ssh目标，根据banner，我觉得都是libssh官方Demo中的ssh服务端，存在漏洞的版本的确可以绕过认证，但是却无法getshell。

引用

1. https://0x48.pw/libssh/
2. https://www.anquanke.com/post/id/162225
3. https://github.com/search?utf8=%E2%9C%93&q=CVE-2018-10933&type=
4. https://www.libssh.org/files/0.7/libssh-0.7.5.tar.xz
5. https://0x48.pw/libssh/libssh_0.7.6/src/packet.c.html#ssh_packet_process
6. https://0x48.pw/libssh/libssh_0.7.5/src/packet.c.html#default_packet_handlers