Linux 内核 SCTP 协议漏洞分析与复现 （CVE-2019-8956）

作者：启明星辰ADLab

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一、 漏洞背景

Linux 内核 SCTP 协议实现中存在一个安全漏洞 CVE-2019-8956（CNVD-2019-06182、CNNVD-201902-823 ），可以导致拒绝服务。该漏洞存在于 net/sctp/socket.c 中的 sctp_sendmsg() 函数，该函数在处理 SENDALL 标志操作过程时存在 use-after-free 漏洞。

二、 SCTP协议简介

流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol，SCTP）是一种可靠的传输协议，它在两个端点之间提供稳定、有序的数据传递服务（非常类似于 TCP），并且可以保护数据消息边界（例如 UDP）。与 TCP 和 UDP 不同，SCTP 是通过多宿主（Multi-homing）和多流（Multi-streaming）功能提供这些收益的，这两种功能均可提高可用性。

多宿主（Multi-homing）为应用程序提供了比 TCP 更高的可用性。多宿主主机就是一台具有多个网络接口的主机，因此可以通过多个 IP 地址来访问这台主机。在 TCP 中，连接（connection） 是指两个端点之间的一个通道（在这种情况下，就是两台主机的网络接口之间的一个套接字）。SCTP 引入了“联合（association）”的概念，它也是存在于两台主机之间，但可以使用每台主机上的多个接口进行协作。

三、 漏洞原理

漏洞补丁代码如下，补丁代码将 list_for_each_entry 换成了 list_for_each_entry_safe 。

宏定义 list_for_each_entry 功能是遍历 ep->asocs 链表中的 asoc 节点。宏定义 list_for_each_entry 和 list_for_each_entry_safe 如下所示：

宏定义 list_for_each_entry_safe 中添加了一个 n，该 n 用来存放 pos 指向的节点的下一个节点位置。使用该宏可以对链表进行删除操作。

下面对 sctp_sendmsg 函数调用链进行分析。 sctp_sendmsg 是基于 SCTP 协议的 sendmsg 类型函数，用于发送 SCTP 数据包。关键实现如下：

行 2038，从 msg 中解析出 sinfo ；行 2043，获取到 sflags 。

行 2055，判断 sflags 是否为 SCTP_SENDALL 。如果存在，进入 list_for_each_entry 循环中，依次遍历 ep->asocs 链表。这里的 asocs 就是存放多个 association 连接的链表。 SCTP_SENDALL 标志代表向 asocs 链表中的所有 association 连接发送数据包。所以 asocs 链表中至少要存在一个 association 节点。进入 sctp_sendmsg_check_sflags 函数后，该函数实现如下：

首先，检查 asoc 是否处于 CLOSED 状态，检查 asoc 是否处于监听状态，检查 asoc 是否 shutdown。

接下来，检查 sflags 是否为 SCTP_ABORT ，根据 rfc 文档可知 ABORT 的用法以及 ABORT 指令的数据包格式。 SCTP_ABORT 标志代表中止一个 association 连接，这个也是导致漏洞的关键。

行 1863， sctp_make_abort_user 构造 ABORT 指令的 chunk；行 1868，调用 sctp_primitive_ABORT 发送中止一个 association 的 chunk。

通过调试可知调用 sctp_sf_do_9_1_prm_abort 函数进行 ABORT 操作，该函数将会进行如下操作：

添加一条删除 asoc 的 commands，然后返回 SCTP_DISPOSITION_ABORT 。正常返回，继续分析，返回到 sctp_do_sm 函数中。

行 1188 正常返回后，行 1191 调用 sctp_side_effects 函数根据状态机对应的状态进行操作。

行 1246，将 asoc 置空，ABORT 标志代表中止一个 association 操作结束。从 sctp_sendmsg_check_sflags 函数返回到 sctp_sendmsg 函数中，宏 list_for_each_entry 循环中遍历获取第一个 asoc 节点时，进入 sctp_sendmsg_check_sflags 函数将第一个 asoc 置空，然后再进行遍历后面节点时，就发生了零地址引用导致漏洞发生。

四、漏洞复现

将 sflags 设置成 SENDALL | ABORT，保证进入 list_for_each_entry 循环和 sctp_sendmsg_check_sflags() 函数即可。在 4.20 内核下验证如下。由于该漏洞是 NULL-PTR deref ，即是零地址解引用，无法进一步利用。

五、 漏洞修复建议

该漏洞影响 Linux Kernel 4.19.x 和 4.20.x，建议更新到 version 4.20.8 或4.19.21。

补丁链接如下： https://git.kernel.org/linus/ba59fb0273076637f0add4311faa990a5eec27c0

启明星辰积极防御实验室（ADLab）

ADLab成立于1999年，是中国安全行业最早成立的攻防技术研究实验室之一，微软MAPP计划核心成员，“黑雀攻击”概念首推者。截止目前，ADLab已通过CVE累计发布安全漏洞近1000个，通过 CNVD/CNNVD累计发布安全漏洞近500个，持续保持国际网络安全领域一流水准。实验室研究方向涵盖操作系统与应用系统安全研究、移动智能终端安全研究、物联网智能设备安全研究、Web安全研究、工控系统安全研究、云安全研究。研究成果应用于产品核心技术研究、国家重点科技项目攻关、专业安全服务等。