CVE-2022-25636内核越界写入漏洞对容器的影响分析

0x 漏洞影响 

影响范围：Linux内核版本5.4-5.6.10

漏洞危害：漏洞允许低权限用户获得root权限

漏洞组件：Netfilter

补丁情况：各发行版均已发布补丁

Poc情况：已知公开Poc可在特定版本内核一定概率实现提权，尚无稳定利用。

容器影响：此漏洞本质是由越界写入引发的内核任意代码执行，所以容器环境中如果成功利用会直接导致逃逸事件发生。但是由于利用漏洞至少需要CAP_NET_ADMIN，一定程度上可以缓解容器中的利用。

1x 漏洞原理 

漏洞的成因是一个内存越界写入。

位于linux\net\netfilter\nf_dup_netdev.c的nft_fwd_dup_netdev_offload函数中，第67行，在给entry赋值的时候引用了来自外部的ctx->num_actions，并且进行了自增操作，但是在此之前没有对它进行边界检查。导致特定情况下entry指向flow结构以外，并且接下来对entry进行了写操作，这就构成了内核的内存越界写入。

通过查看调用来源，我们发现nft_fwd_dup_netdev_offload函数在linux\net\netfilter\nf_tables_offload.c的nft_flow_rule_create函数中被调用，我们检查一下调用的部分代码：

可以看到nft_flow_rule_create函数首先遍历了传入的rule，也就是用户传入的规则，然后对包含NFT_OFFLOAD_F_ACTION标记的规则进行了计数，保存在num_actions中。紧接着，根据num_actions的大小，为flow申请了空间。这时，flow的大小有可能无法容纳全部的规则（因为不包含NFT_OFFLOAD_F_ACTION标记的规则没有被统计）。而在不远处，代码里再一次对rule进行了遍历，并且没有判断NFT_OFFLOAD_F_ACTION标记，而在这段代码中，将flow作为参数传入nft_fwd_dup_netdev_offload函数。

回顾一下nft_fwd_dup_netdev_offload函数的代码，其中对ctx->num_actions进行了自增操作。

这意味着如果传入的rule中存在一部分不包含NFT_OFFLOAD_F_ACTION标记的规则，ctx->num_actions最终会大于flow的大小，造成越界访问，而紧接着的两行赋值代码，则会造成内核的越界写入。

2x 漏洞利用 

根据公开的Exp，漏洞利用很不稳定，作者称只有约40%成功率，经过笔者测试，实际稳定利用率比作者宣称的还要低。由于Exp中使用了大量硬编码地址，在不同版本内核，甚至相同版本但不同参数编译的内核中，公开的Exp可能会失效并导致内核崩溃。即使是成功的利用，由于利用过程中使用了内核堆喷射、UAF利用及ROP等技术，可能会覆盖内核堆中的一些重要数据，依然有不小的概率导致利用成功后内核崩溃。

3x Exp 

虽然成功利用的概率不高，并且公开的Exp并不通用，但是作为一个利用难度极高的漏洞，Exp的构造非常巧妙，值得一提。

在Exp的开头，使用fuse注册了一个用户态文件系统，这将用于替代userfaulted对特定地址进行覆盖。

紧接着是泄露net_device的地址，由于需要泄露两个不同的net_device地址，采用了双进程，一个在父进程泄露，一个在子进程泄露。

在leak_heap中，实际调用了do_heap_leak来实现功能。在do_heap_leak

中，使用了msg_msg技术来实现地址泄露。

先通过喷射特定大小的msg实现堆内存布局，然后释放掉其中一部分，紧接着vuln函数内部试图抢占刚刚释放的内存，并且实现越界写入，以覆盖紧邻的msg结构中的一部分。紧接着通过check_heap_leak函数接收全部msg，查看其中是否有越界写入的内容，而这个内容就是一个net_device指针。

紧接着又进行了一次msg喷射，这次的目的是释放掉net_device所占用的内存

这次在vuln函数中使用net_device地址覆盖了msg_msg->security，这导致在接下来的get_msg操作中将net_device释放。

释放掉net_device结构后，紧接着利用setxattr和fuse尝试申请刚刚被释放的内存，并且对net_device结构进行篡改（此时的net_device所占用的内存被释放并重写，但是内核其他部分代码中对它的引用依然有效），在这里将dev_addr 指针替换为为netdev_ops 指针。

完成操作后，通过ioctl读取SIOCGIFHWADDR就拿到了loopback_ops的地址。

接着通过loopback_ops地址计算出了KALSR的偏移，有了这个，就可以准备ROP代码了。准备完成后，通过一次同样的setxattr+fuse操作，不过这次是直接篡改net_device 的ethtool_ops为ROP代码地址，这样在执行ioctl(fd, SIOCETHTOOL, &ifr)的时候，就实现了劫持RIP。

整体Exp构思非常巧妙，实现了对一个内核越界写入的完美利用。但依然存在以下缺陷：

1. 成功率不够高。不过这也是这类漏洞的通病，通过堆喷射实现利用几乎不可能做到100%成功。

2. 无法通用。由于ROP代码使用了硬编码，加之Linux内核版本众多，无法实现通用化。

3. 利用失败后果严重。由于是内核越界写入，利用过程中很容易破坏内核内存，导致内核崩溃。

4x 容器化环境的影响 

此漏洞本质是由越界写入引发的内核任意代码执行，所以容器环境中如果成功利用会直接导致逃逸事件发生。但是由于利用漏洞至少需要CAP_NET_ADMIN，一定程度上可以缓解容器中的利用。同时由于Exp需要针对精确的内核版本硬编码ROP，所以在大多数环境中不太可能真的用于提权，但是通过写入无效RIP导致host拒绝服务是很容易实现的。

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