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漏洞背景

近日，Linux git中發(fā)布一個(gè)commit補(bǔ)丁，該補(bǔ)丁對應(yīng)的漏洞是一個(gè)本地提權(quán)漏洞CVE-2019-8912，漏洞影響范圍較廣。根據(jù)git中的commit信息可知，該漏洞出現(xiàn)在內(nèi)核'crypto/af_alg.c'中的af_alg_release函數(shù)中，可以通過sockfs_setattr函數(shù)觸發(fā)，漏洞類型是use after free，可以導(dǎo)致本地代碼執(zhí)行進(jìn)行權(quán)限提升。

漏洞影響版本

• Linux 2 .6 ~ Linux 4.20.11

• Red Hat Enterprise Linux 7，Package： kernel-alt

• Debian，Release：Jessie，Version：3.16.56-1+deb8u1

• Debian，Release：Jessie (security)，Version：3.16.56-1

• Debian，Release：stretch，Version：4.9.144-3

• Debian，Release：stretch (security)，Version：4.9.110-3+deb9u6

• Debian，Release：buster，Version：4.19.16-1

• Debian，Release：sid，Version：4.19.20-1

Linux Crypto模塊簡介

Linux內(nèi)核從版本2.5開始引入了加密機(jī)制，為內(nèi)核提供加密功能，應(yīng)用包括：硬件加密設(shè)備驅(qū)動、內(nèi)核代碼簽名、硬件隨機(jī)數(shù)生成器、文件系統(tǒng)加密等。從版本2.6.6之后，內(nèi)核源碼提供了豐富的密碼學(xué)算法支持，并可以通過配置編譯選項(xiàng)將加密算法作為模塊編入內(nèi)核。內(nèi)核編譯配置如下圖所示：

但是該加密功能提供的API接口只能在內(nèi)核層進(jìn)行使用，用戶層無法調(diào)用。2010年，有位維護(hù)者向Linux Crypto維護(hù)組提交了一份Crypato API 用戶接口，類似于netlink，基于socket進(jìn)行通信，便于用戶層訪問內(nèi)核加密子系統(tǒng)。功能實(shí)現(xiàn)代碼在文件crypto/af_alg.c中。

漏洞原理及溯源

漏洞存在于crypto 模塊中的af_alg_release()函數(shù)中。af_alg_release()函數(shù)在進(jìn)行對象釋放時(shí)，未將對象置空。對應(yīng)commit：9060cb719e61b685ec0102574e10337fa5f445ea補(bǔ)丁代碼如下，補(bǔ)丁添加了一行代碼：sock->sk = NULL; 。

在未添加補(bǔ)丁之前，如果該sock->sk引用計(jì)數(shù)是1，當(dāng)調(diào)用sock_put()進(jìn)行釋放后沒有置空，就直接返回，會產(chǎn)生一個(gè)sock->sk懸掛指針。

為了分析這個(gè)漏洞的前因后果，先分析下相關(guān)的socket代碼。對每個(gè)新創(chuàng)建的socket，Linux內(nèi)核都將在sockfs中創(chuàng)建一個(gè)新的inode。Sockfs_*系列函數(shù)就是用來操作sockfs文件系統(tǒng)的。Sockfs_setattr()函數(shù)就是設(shè)置socket文件屬性的。在net/socket.c文件中sockfs_setattr()函數(shù)將會使用sock->sk對象。

根據(jù)提交的commit：9060cb719e61b685ec0102574e10337fa5f445ea細(xì)節(jié)可知，在該漏洞披露之前，Linux已經(jīng)修復(fù)了sock_close()和sockfs_setattr()之間的條件競爭漏洞，對應(yīng)commit為6d8c50dcb029872b298eea68cc6209c866fd3e14，具體先看下sockfs_setattr()函數(shù)中的補(bǔ)丁。補(bǔ)丁代碼如下：

行544，首先判斷sock->sk是否為空，如果不為空，行545再將用戶層傳進(jìn)來的iattr->ia_uid賦值為sock->sk->sk_uid。然后看sock_close ()函數(shù)中的補(bǔ)丁。補(bǔ)丁代碼如下：

行1186，替換成了新函數(shù)__sock_release()，該函數(shù)多了一個(gè)參數(shù)inode。__sock_release()函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

行601，對inode進(jìn)行判斷，如果不為空，然后調(diào)用inode_lock()函數(shù)對其進(jìn)行上鎖。其實(shí)該inode本身和要進(jìn)行釋放的socket對象是對應(yīng)的。行603，調(diào)用ops中release()函數(shù)進(jìn)行釋放操作。這個(gè)ops中release()函數(shù)只是一個(gè)函數(shù)指針，最終會根據(jù)用戶注冊哪種套接字類型決定。行604，再次判斷inode是否為空，如果不為空，再進(jìn)行解鎖。通過對inode加鎖，防止在對socket對象釋放時(shí)進(jìn)行其他操作。

從commit：6d8c50dcb029872b298eea68cc6209c866fd3e14提供的細(xì)節(jié)可知， sock_close()函數(shù)和sockfs_setattr()函數(shù)之間的條件競爭可以通過用戶層fchownat()函數(shù)引發(fā)。根據(jù)man手冊可知，該函數(shù)是用于設(shè)置文件屬性的，例如uid和gid，在內(nèi)核中對應(yīng)的sockfs_setattr()函數(shù)，如下圖所示：

細(xì)節(jié)中描述，該函數(shù)不會保持文件fd的引用計(jì)數(shù)，這也是導(dǎo)致存在條件競爭的原因。根據(jù)前文可知，sockfs_setattr()函數(shù)其實(shí)就是設(shè)置UID才操作sock->sk對象的。

如果再繼續(xù)向前追溯的話，從commit：86741ec25462e4c8cdce6df2f41ead05568c7d5e提供的細(xì)節(jié)可知UID的來龍去脈。該補(bǔ)丁提交于2016年。由于socket 協(xié)議中的結(jié)構(gòu)體struct sock在大多時(shí)候都是和用戶層的sockets一一映射的，sockets對應(yīng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)體為struct socket。考慮到方便操作，便通過向struct sock添加一個(gè)sk_uid字段來簡化對struct socket中的UID的匹配，也因此添加了一個(gè)關(guān)鍵函數(shù)。如下圖所示：

由此可知，本來存在于sock_close()和sockfs_setattr之間的條件競爭已經(jīng)被修復(fù)，由于crypto/af_alg.c中af_alg_release()函數(shù)沒有將釋放后的sock->sk及時(shí)置空，導(dǎo)致前面所做的安全補(bǔ)丁全部失效。

安全建議

該漏洞補(bǔ)丁已經(jīng)給出，請及時(shí)升級到最新版本。https://github.com/torvalds/linux/commit/9060cb719e61b685ec0102574e10337fa5f445ea

啟明星辰積極防御實(shí)驗(yàn)室(ADLab)

ADLab成立于1999年，是中國安全行業(yè)最早成立的攻防技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室之一，微軟MAPP計(jì)劃核心成員，“黑雀攻擊”概念首推者。截止目前，ADLab已通過CVE累計(jì)發(fā)布安全漏洞近1000個(gè)，通過 CNVD/CNNVD累計(jì)發(fā)布安全漏洞近500個(gè)，持續(xù)保持國際網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域一流水準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室研究方向涵蓋操作系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)安全研究、移動智能終端安全研究、物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備安全研究、Web安全研究、工控系統(tǒng)安全研究、云安全研究。研究成果應(yīng)用于產(chǎn)品核心技術(shù)研究、國家重點(diǎn)科技項(xiàng)目攻關(guān)、專業(yè)安全服務(wù)等。

總結(jié)

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