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CVE-2020-0796分析及利用

字数统计: 2k阅读时长: 7 min
2021/05/11

本文为永恒之黑 CVE-2020-0796 的分析及漏洞利用。

环境搭建

下载并安装w10 1909版本,iso如下:

https://news.mydrivers.com/1/658/658025.htm

安装好如下图所示,版本为1909

影响范围

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Windows 10 Version 1903 for 32-bit Systems  
Windows 10 Version 1903 for x64-based Systems
Windows 10 Version 1903 for ARM64-based Systems
Windows Server, Version 1903 (Server Core installation)
Windows 10 Version 1909 for 32-bit Systems
Windows 10 Version 1909 for x64-based Systems
Windows 10 Version 1909 for ARM64-based Systems
Windows Server, Version 1909 (Server Core installation)

只影响 SMB v3.1.1,1903和1909

漏洞检测

Ladon:

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Ladon 192.168.10.17 SMBGhost

奇安信exe:

http://dl.qianxin.com/skylar6/CVE-2020-0796-Scanner.zip

漏洞复现

本地提权poc:

使用exp:https://github.com/chompie1337/SMBGhost_RCE_PoC

本地普通用户Bypass执行提权exp后弹出cmd窗口,成功获取system权限。

蓝屏poc:

https://github.com/eerykitty/CVE-2020-0796-PoC

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python3 CVE-2020-0796.py 192.168.10.17

远程利用poc:

https://github.com/chompie1337/SMBGhost_RCE_PoC

使用msf生成payload

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msfvenom -p windows/x64/meterpreter/bind_tcp lport=1234 -f py -o evil.py

复制py里的payload

找到exp里面的payload进行替换

再把buf替换为USER_PAYLOAD

msf开启监听端口

运行py

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python exploit.py -ip 192.168.10.17

回车即可拿到shell

漏洞原理

CVE-2020-0796漏洞存在于受影响版本的Windows驱动srv2.sys中。Windows SMB v3.1.1 版本增加了对压缩数据的支持。图2所示为带压缩数据的SMB数据报文的构成。

根据微软MS-SMB2协议文档,SMB Compression Transform Header的结构如图3所示。

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-   ProtocolId :4字节,固定为0x424D53FC

- OriginalComressedSegmentSize :4字节,原始的未压缩数据大小

- CompressionAlgorithm :2字节,压缩算法

- Flags :2字节,详见协议文档

- Offset/Length :根据Flags的取值为Offset或者Length,Offset表示数据包中压缩数据相对于当前结构的偏移

srv2.sys中处理SMBv3压缩数据包的解压函数Srv2DecompressData``未严格校验数据包中OriginalCompressedSegmentSize和Offset/Length字段的合法性。而这两个字段影响了Srv2DecompressData中内存分配函数SrvNetAllocateBuffer的参数。如图4所示的Srv2DecompressData函数反编译代码,SrvNetAllocateBuffer实际的参数为OriginalCompressedSegmentSize+Offset。这两个参数都直接来源于数据包中SMB Compression Transform Header中的字段,而函数并未判断这两个字段是否合法,就直接将其相加后作为内存分配的参数(unsigned int类型)。

这里,OriginalCompressedSegmentSize+Offset可能小于实际需要分配的内存大小,从而在后续调用解压函数SmbCompressionDecompress过程中存在越界读取或者写入的风险。

提权利用过程

目前已公开的针对该漏洞的本地提权利用包含如下的主要过程:

  1. 验证程序首先创建到SMS server的会话连接(记为session)。

  2. 验证程序获取自身token数据结构中privilege成员在内核中的地址(记tokenAddr)。

  3. 验证程序通过session发送畸形压缩数据(记为evilData)给SMB
    server触发漏洞。其中,evilData包含tokenAddr、权限数据、溢出占位数据。

  4. SMS server收到evilData后触发漏洞,并修改tokenAddr地址处的权限数据,从而提升验证程序的权限。

  5. 验证程序获取权限后对winlogon进行控制,来创建system用户shell。

漏洞内存分配分析

首先,看一下已公开利用的evilData数据包的内容:

数据包的内容很简单,其中几个关键字段数据如下:

  1. OriginalSize :0xffffffff

  2. Offset :0x10

  3. Real compressed data :13字节的压缩数据,解压后应为1108字节’A’加8字节的token地址。

  4. SMB3 raw data :实际上是由2个8字节的0x1FF2FFFFBC(总长0x10)加上0x13字节的压缩数据组成

从上面的漏洞原理分析可知,漏洞成因是Srv2DecompressData函数对报文字段缺乏合法性判断造成内存分配不当。在该漏洞数据包中,OriginalSize是一个畸形值。OriginalSize + Offset = 0xffffffff + 0x10 = 0xf
是一个很小的值,其将会传递给SrvNetAllocateBuffer进行调用,下面具体分析内存分配情况。SrvNetAllocateBuffe的反编译代码如图6。

由于传给SrvNetAllocateBuffer的参数为0xf,根据SrvNetAllocateBuffer的处理流程可知,该请求内存将从SrvNetBufferLookasides表中分配。这里需要注意的是,变量SrvDisableNetBufferLookAsideList跟注册表项相关,系统默认状态下SrvDisableNetBufferLookAsideList为0。

SrvNetBufferLookasides表通过函数SrvNetCreateBuffer初始化,实际SrvNetCreateBuffer循环调用了SrvNetBufferLookasideAllocate分配内存,调用SrvNetBufferLookasideAllocate的参数分别为[‘0x1100’, ‘0x2100’, ‘0x4100’, ‘0x8100’, ‘0x10100’, ‘0x20100’, ‘0x40100’, ‘0x80100’, ‘0x100100’]。在这里,内存分配参数为0xf,对应的lookaside表为0x1100大小的表项。

SrvNetBufferLookasideAllocate函数实际是调用SrvNetAllocateBufferFromPool来分配内存,如图9所示。

在函数SrvNetAllocateBufferFromPool中,对于用户请求的内存分配大小,内部通过ExAllocatePoolWithTag函数分配的内存实际要大于请求值(多出部分用于存储部分内存相关数据结构)。以请求分配0x1100大小为例,经过一系列判断后,最后分配的内存大小allocate_size = 0x1100 + E8 + 2*(MmSizeOfMdl + 8)。

内存分配完毕之后,SrvNetAllocateBufferFromPool函数还对分配的内存进行了一系列初始化操作,最后返回了一个内存信息结构体指针作为函数的返回值。

这里需要注意如下的数据关系:SrvNetAllocateBufferFromPool函数返回值return_buffer指向一个内存数据结构,该内存数据结构起始地址同实际分配内存(函数ExAllocatePoolWithTag分配的内存)起始地址的的偏移为0x1150;return_buffer+0x18位置指向了实际分配内存起始地址偏移0x50位置处,而最终return_buffer会作为函数SrvNetAllocateBuffer的返回值。

漏洞内存破坏分析

回到漏洞解压函数Srv2DecompressData,在进行内存分配之后,Srv2DecompressData调用函数SmbCompressionDecompress开始解压被压缩的数据。

实际上,该函数调用了Windows库函数RtlDecompressBufferEx2来实现解压,根据RtlDecompressBufferEx2``的函数原型来对应分析SmbCompressionDecompress函数的各个参数。

  1. SmbCompressionDecompress(CompressAlgo,//压缩算法

  2. Compressed_buf,//指向数据包中的压缩数据

  3. Compressed_size,//数据包中压缩数据大小,计算得到

  4. UnCompressedBuf,//解压后的数据存储地址,(alloc_buffer+0x18)+0x10

  5. UnCompressedSize,//压缩数据原始大小,源于数据包OriginalCompressedSegmentSize

  6. FinalUnCompressedSize)//最终解压后数据大小

从反编译代码可以看出,函数SmbCompressionDecompress中保存解压后数据的地址为(alloc_buffer+0x18)+0x10的位置,根据内存分配过程分析,alloc_buffer + 0x18指向了实际内存分配起始位置偏移0x50处,所以拷贝目的地址为实际内存分配起始地址偏移0x60位置处。

在解压过程中,压缩数据解压后将存储到这个地址指向的内存中。根据evilData数据的构造过程,解压后的数据为占坑数据和tokenAddr。拷贝到该处地址后,tokenAddr将覆盖原内存数据结构中alloc_buffer+0x18处的数据。也就是解压缩函数SmbCompressionDecompress返回后,alloc_buffer+0x18将指向验证程序的tokenAddr内核地址。

继续看Srv2DecompressData的后续处理流程,解压成功后,函数判断offset的结果不为0。不为0则进行内存移动,内存拷贝的参数如下:

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memmove((alloc_buffer+0x18),SMB_payload,offset)

此时alloc_buffer+0x18已经指向验证程序的tokenAddr内核地址,而SMB_payload此时指向evilData中的权限数据,offset则为0x10。因此,这个内存移动完成后,权限数据将写入tokenAddr处。这意味着,SMS Server成功修改了验证程序的权限,从而实现了验证程序的提权!

还有一个细节需要注意,在解压时,Srv2DecompressData函数会判断实际的解压后数据大小FinalUnCompressedSize是否和数据包中原始数据大小OriginalCompressedSegmentSize一致。

按理来说实际解压后的数据大小为0x1100,不等于数据包中的原始压缩数据大小0xffffffff,这里应该进入到后面内存释放的流程。然而,实际上在函数SmbCompressionDecompress中,调用RtlDecompressBufferEx2成功后会直接将OriginalCompressedSegmentSize赋值给FinalUnCompressedSize。这也是该漏洞关于任意地址写入成功的关键之一。

CATALOG
  1. 1. 环境搭建
  2. 2. 影响范围
  3. 3. 漏洞检测
  4. 4. 漏洞复现
  5. 5. 漏洞原理
    1. 5.1. 漏洞内存破坏分析