某设备CoAP协议漏洞挖掘实战

本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID：风亦映寒

发现看雪等国内安全论坛好像CoAP协议相关内容很少，以及CVE中基本也是CoAP协议库存在的漏洞，所以将最近对某设备CoAP漏洞挖掘的相关分析整理记录一下。

CoAP原理简要介绍（具体可以看rfc文档）

CoAP可以简单的当做基于UDP协议的轻量化HTTP协议。

协议栈：

Constrained RESTful Environments (CoRE)

• 基于REST

• 应用于受限节点和网络

• 帮助client对server进行Resource Discovery

CoAP Resource Discovery 机制

• 基于CoRE

• 使用/.well-known/core 作为 Well-Known URI， 详见 rfc8615

• 例: CoAP server 提供了2个资源

REQ: GET coap://server:port/.well-known/core

RES:
  2.05 Content
  </sensors/temp>;if="sensor",
  </sensors/light>;if="sensor"

安全机制

CoAP 有四种安全机制：NoSec， PreSharedKey ，RawPublicKey，Certificate, 但是只有NoSec和RawPublicKey是强制实现的。

• NoSec：no protocol-level security （DTLS is disabled）

• PreSharedKey: DTLS is enabled. 基于pre-shared keys进行认证。

• Certificate: DTLS is enabled. 基于具有X.509证书的非对称密钥进行认证。

• RawPublicKey：DTLS is enabled. 基于 raw public key进行认证。

CoAP 本身没有实现认证和授权机制，而是通过 communication security（IPsec，DTLS）和object security 来完成。

安全考虑

• 协议解析和URI的处理

传入数据包的处理逻辑可能存在漏洞

• 代理和缓存

代理会破坏IPsec或DTLS的保护

• 反射攻击

由于UDP协议无法验证源地址导致的反射攻击

关于这个有一些相关的报告

https://www.netscout.com/blog/asert/coap-attacks-wild

https://anquan.baidu.com/article/807

• IP地址欺骗攻击
  

发送伪造的ACK等消息

• Cross-Protocol Attacks

通过伪造源地址，导致绕过防火墙规则达成的攻击

实战

CoAP协议默认端口为5683或5684，端口为5683时的安全机制为NoSec， 5684则是开启了DTLS。看了下设备端口开启的5683。

udp        0      0 0.0.0.0:5683            0.0.0.0:*

如下，设备实现了基于CoRE 的 Well-Known URI。

if ( *((_BYTE *)v21->hdr + 1) == 1 && !memcmp(key, &unk_A0DC, 4u) )
{
  coap_log_impl(7, "create default response for %s\n", ".well-known/core");
  v22 = wellknown_response(context, node->pdu);
}

所以可以直接进行 Resourse Discovery 过程：

import asyncio
from aiocoap import *

async def main():
    protocol = await Context.create_client_context()
    msg = Message(code=GET, uri="coap://192.168.1.1:5683/.well-known/core")
    response = await protocol.request(msg).response
    print(response.payload)

asyncio.run(main())

可以看到，CoAPserver 提供了以下资源：

b'</>;title="General Info";ct=0,
...
</device/inform/boot>;title=device/inform/boot,</device/inform/syncreq>;title=device/inform/syncreq,</device/inform/off>;title=device/inform/off,</device/inform/hb>;title=device/inform/hb,</device/inform/data>;title=device/inform/data,
</device/cmd/file>;title=device/cmd/file
</async>;ct=0'

逆向对应二进制看到的代码实现，对应的函数名和URI也 可以推测下对应功能。

void *__fastcall start_coap_server_thread(void *a1)
{
 pthread_t v1; // $v0
 v1 = pthread_self();
 pthread_detach(v1);
 ...
 registerCoapMethod("device/inform/boot", coapboot_handler)
 registerCoapMethod("device/inform/syncreq", coapsync_handler)
 registerCoapMethod("device/inform/off", coapoff_handler)
 registerCoapMethod("device/inform/hb", coaphb_handler )
 registerCoapMethod("device/inform/data", coapdata_handler)
 registerCoadMethod("device/cmd/url", coapdata_url_handler)
 ...
 startCoapService("0.0.0.0", 5683);
 return 0;
}

剩下的就是对这些函数进行进一步漏洞挖掘了。

挖掘成果：

1、coapsync_handler函数会将设备SSID，Pwd等参数返回给client，导致了信息泄露，比较鸡肋的一个洞。

...
cJSON_AddItemToObject(v73, "SSID", v13);
v14 = cJSON_CreateString(&v83[136]);
cJSON_AddItemToObject(v73, "SecurityMode", v14);
v15 = cJSON_CreateString(&v83[72]);
cJSON_AddItemToObject(v73, "Pwd", v15);
...

2、Url字段数据导致的命令注入。

recv_cmdfile_handler会调用到cmdupgrade_parse。

cmdupgrade_parse会从post的cjson数据中解析出Url的值

v17 = cJSON_GetObjectItem(v9, "Url");
    v18 = v17;
    if ( v17 )
    {
      v19 = *(const char **)(v17 + 16);
      v20 = 0;
      if ( v19 )
      {
        v21 = strlen(v19);
        v20 = malloc(v21 + 1);
        v22 = strlen(*(const char **)(v18 + 16));
        memset(v20, 0, v22 + 1);
        strcpy((char *)v20, *(const char **)(v18 + 16));
      }

最终会调用函数do_upgrade, 而Url字段数据会拼接到system执行的命令中，达成未授权RCE。

do_upgrade

int __fastcall do_upgrade(const char *Url){
...
  if ( !strcmp((const char *)v35, "XXXX-XXXXXX") )
    snprintf(cmd, 0x180u, "curl %s -o %s%s -k", Url, "/var/tmp/", uri);
  else
    snprintf(cmd, 0x180u, "wget -q -P %s %s", "/var/tmp/", Url);
  system(cmd);
}

一些相关工具

• cotopaxi

  https://github.com/Samsung/cotopaxi

• libcoap，aiocoap等 coap 协议实现库

攻击路径

判断是否可以进行resource discovry 操作获取CoAP server 的资源；

判断安全机制是哪种；

判断是否实现了认证机制；

对请求解析函数进行逆向分析。

引用

https://tools.ietf.org/html/rfc8615

https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6690

https://en.wikipedia.org/wiki/Constrained_Application_Protocol

https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7252

https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5785

看雪ID：风亦映寒

https://bbs.pediy.com/user-home-647447.htm

*本文由看雪论坛 风亦映寒 原创，转载请注明来自看雪社区

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