Linux ASLR漏洞:攻击者可无限禁用ASLR

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近日,安全人员修复了一个Linux ASLR中比较古老的漏洞,拥有x86设备上的32位应用程序使用权限的任何用户,通过将RLIMIT_STACK资源设置为“无限制”可以禁用ASLR。

该漏洞CVE编号为CVE-2016-3672,CNNVD编号为CNNVD-201604-092

技术宅小科普:

aslr)是一种针对缓冲区溢出的安全保护技术,通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化,通过增加攻击者预测目的地址的难度,防止攻击者直接定位攻击代码位置,达到阻止溢出攻击的目的的一种技术。

检测

用户可以通过执行以下步骤检查其系统是否受到影响:

1、创建显示内存映射的空项目:

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    char cmd[256];
    sprintf(cmd, "cat /proc/%d/maps", getpid());
    system(cmd);
    return 0;
}

2、编译该程序:

$ gcc show_maps.c -o show_maps        # In a i386 machine
$ gcc show_maps.c -o show_maps -m32   # In a 64-bit machine

3、运行该程序检查ASLR是否工作:

$ for i in `seq 1 10`; do ./show_maps | grep "r-xp.*libc"; done
f75c4000-f7769000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f75db000-f7780000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f7557000-f76fc000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f7595000-f773a000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f7574000-f7719000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f75af000-f7754000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f7530000-f76d5000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f7529000-f76ce000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f75c2000-f7767000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so
f75fe000-f77a3000 r-xp 00000000 08:01 784726     /lib32/libc-2.19.so

如果ibc-2.19.so库文件映射到随机位置,说明ASLR正常工作。

那么将RLIMIT_STACK栈设置为“无限制”后运行相同的检测:

$ ulimit -a | grep stack
stack size              (kbytes, -s) 8192
$ ulimit -s unlimited
stack size              (kbytes, -s) unlimited
$ for i in `seq 1 10`; do ./show_maps | grep "r-xp.*libc"; done
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so
5559a000-5573f000 r-xp 00000000 08:01 784726      /lib32/libc-2.19.so

libc-2.19.so库文件映射到了相同的位置,说明ASLR被禁用。

这是禁用ASLR的一种老方法,但不幸的是,当前的Linux系统中仍然存在该问题。

漏洞简介

该漏洞由于当栈大小设置为“无限制”时,ASLR Linux随机化所有的mmap基址。也就是说,当在i386和X86_64上使用legacy模式模拟X86_32时,程序只随机化栈和可执行文件,忽略了其他的mmapped文件(库文件,vDSO等),甚至在有些Linux版本中,可执行文件都不是随机化的。

mmap_legacy_base()函数用来计算当栈大小设置为“无限制”时的库文件位置:

static unsigned long mmap_legacy_base(void)
{
    if (mmap_is_ia32())
        return TASK_UNMAPPED_BASE;
    else
        return TASK_UNMAPPED_BASE + mmap_rnd();
}

当系统运行在本地32位系统(i386)或32位模拟系统(x86_32)中时,该函数不会添加任何随机偏移。

漏洞利用

攻击者只需要将栈大小设置为“无限制”,然后运行一个32位应用程序,这种方法主要用于运行(攻击)提权应用,如setuid或setgid。
影响

拥有x86系统上32位应用运行权限的攻击者可以利用该漏洞禁用任意应用的ASLR,包括setuid和setgid程序。需要注意的是其实它本身并不算是一个漏洞,而是一种禁用ASLR的方式,攻击者可以将其与别的漏洞结合使用。由于i386(Intel 80386)的使用率比较高,受影响的系统和用户仍然十分广泛。

修复

该漏洞的补丁如下:

diff --git a/arch/x86/mm/mmap.c b/arch/x86/mm/mmap.c
index 96bd1e2..389939f 100644
--- a/arch/x86/mm/mmap.c
+++ b/arch/x86/mm/mmap.c
@@ -94,18 +94,6 @@ static unsigned long mmap_base(unsigned long rnd)
 }
 
 /*
- * Bottom-up (legacy) layout on X86_32 did not support randomization, X86_64
- * does, but not when emulating X86_32
- */
-static unsigned long mmap_legacy_base(unsigned long rnd)
-{
-   if (mmap_is_ia32())
-       return TASK_UNMAPPED_BASE;
-   else
-       return TASK_UNMAPPED_BASE + rnd;
-}
-
-/*
  * This function, called very early during the creation of a new
  * process VM image, sets up which VM layout function to use:
  */
@@ -116,7 +104,7 @@ void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm)
    if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
        random_factor = arch_mmap_rnd();
 
-   mm->mmap_legacy_base = mmap_legacy_base(random_factor);
+   mm->mmap_legacy_base = TASK_UNMAPPED_BASE + random_factor;
 
    if (mmap_is_legacy()) {
        mm->mmap_base = mm->mmap_legacy_base;

该补丁启用了legacy模式下的i386和X86_32上的库文件、vDSO和mmap请求的随机化,并将在下一个Linux版本中修复该问题。

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