虚拟机逃逸漏洞(CVE-2017-4901)的研究以及复现

前言：

      这个项目是我在2017年和黎镓辉同学申请的南京邮电大学STITP(大学生创新训练计划)项目，指导老师是沙乐天老师。

      在将近一年的紧凑时间内，我和黎镓辉同学在老师以及学长的帮助下，从立项开始一点点地开始学习如何复现这个当时还十分火热的CVE。

      由于当时还没有系统学习网安专业知识，研究时间也是在课余时间里挤出来的，因此会有一些仓促，但好在有了老师的指导，我们最终成功进行了复现并提出了一些改进方法。

      由于大多数资料以及报告都保存在另一位同学那边，由于特殊原因已经难以找到当时的报告以及部分研究调试数据，为此我根据最终答辩时的PPT制作了这个核心思路总结概述。

      总结的过程有一些简陋，如果有所缺漏请指出，谢谢。

 

正文：

1、 后门（BACKDOOR）接口

　　使得在用户态就可以通过这个接口发送命令和host通信

　函数中含有一个”inl”指令会导致用户态程序产生权限错误

　该错误会被host的hypervisor捕捉从而实现通信，类似于一个错误中断

 

2、 RPCI（Remote Procedure Call Interface）

　　基于Backdoor机制实现，通过这个机制，guest可以向host发送请求完成某些操作

例如拖放（Drag n Drop）和复制黏贴（Copy Paste）

RPCI依据info-get guestinfo.ip获取guest的ip地址，这是通过套接字实现的

 

3、 漏洞

　　类似于过去在Version4中所出现的漏洞，在Version3中也同样存在

当guest发送DnD/CP数据包时，host会重组guest发送的DnD/CP消息

关键问题在于，函数只检查了包头的buffer长度，对后续的数据包检查无效，

因此可以在后续的包中指定更大的binarySize来满足检查，触发溢出

 

4、 漏洞利用执行方法

　　我们需要在堆上覆盖一个函数指针，或者破坏C++的虚表指针

（1）首先将DnD/CP协议设置为version 3，RPCI在检查到DnD/CP协议版本修改时会创建一个对应版本的C++对象，对于version3,两个C++对象会被创建，一个用于DnD,一个用于CP

（2）分配一个内存块，让它分配在C++对象前，利用堆溢出改写C++对象的vtable指针（虚表），让其指向可控内存，执行SHELL

 

5、 绕过ASLR

　　在实现上述过程首先要绕过保护机制ASLR(地址空间布局随机化)

关键在于找到能够破坏的，带有长度或数据指针的对象，并且可以被guest读取。

于是找到了“info-set”和”info-get”

我们可以通过溢出来覆盖结尾的null字节，让字符串连接上相邻的内存块。如果我们能够在发生溢出的内存块和DnD或CP对象之间分配一个字符串，那么我们就能泄露对象的vtable地址，从而我们就可以知道vmware-vmx的地址。

 

问题在于，这种覆盖可能导致关键函数被覆盖从而崩溃

 

具体实现策略：

1.首先分配一些填满“A”的字符串，

2.然后通过溢出写入一些“B”，

3.接下来读取所有分配的字符串，其中含有“B”的就是被溢出的字符串。

4.这样我们就找到了一个字符串可以被用来读取泄露的数据，然后以bucket的内存块大小0xA8的粒度继续溢出，每次溢出后都检查泄露的数据。

5.由于DnD和CP对象的vtable距离vmware-vmx基地址的偏移是固定的，每次溢出后只需要检查最低一些数据位，就能够判断溢出是否到达了目标对象。

 

                                                                                         执行流程图

 

6、 两种情形，两种方法

（1）DND

　　不能只覆盖vtable指针，需要伪造一个vtable来躲避访问

（2）CP

　　覆盖虚指针，让它指向我们可控的其他数据，这些数据可以用作对象虚表，只要我们找到一个指向可控数据的指针就可以解决

 

 

7、 如何解决LFH堆问题

　　LFH堆一旦开启便无法关闭，但是使用一些全局标志可以导致无法启用LFH(gflag调试)

 

8、 例图

 

由于我们之前执行获得的结果截图没有保存，因此这里使用的是原作者的例图。

我们使用的是WINXP虚拟系统实现的逃逸。

 

标签：DnD,vtable,guest,4901,虚拟机,C++,2017,CP,溢出
来源： https://www.cnblogs.com/sftsgly/p/15779909.html