Linux内核蓝牙协议栈误差（BleedingTooth）使用剖析与复现

宣布时间 2021-04-16

误差概述


2020年10月，，，，，，，谷歌清静研究职员披露了三个Linux内核蓝牙协议栈误差，，，，，，，可导致远程代码执行，，，，，，，被称为BleedingTooth。 。。。。。这三个误差中，，，，，，，一个是堆溢出，，，，，，，编号为CVE-2020-24490； ；；；； ；另一个是类型混淆，，，，，，，编号为CVE-2020-12351，，，，，，，最后一个是信息泄露，，，，，，，编号为CVE-2020-12352。 。。。。。克日，，，，，，，谷歌清静研究职员又披露了BleedingTooth中CVE-2020-12351和CVE-2020-12352组合的误差使用及细节，，，，，，，并在蓝牙4.0下，，，，，，，实现了零点击远程代码执行。 。。。。。


误差剖析


CVE-2020-12351


该误差泛起在net/bluetooth/l2cap_core.c中。 。。。。。l2cap_recv_frame()是剖析和处置惩罚l2cap协议数据包的函数。 。。。。。代码实现如下所示：


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获取通道cid和l2cap数据包长度len。 。。。。。代码实现如下所示：


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凭证差别的通道cid，，，，，，，进入差别的子历程举行处置惩罚，，，，，，，进入l2cap_data_channel()函数。 。。。。。代码实现如下所示：


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首先，，，，，，，通过cid找到通道chan； ；；；； ；若是没有找到，，，，，，，判断cid是否为L2CAP_CID_A2MP； ；；；； ；若是是，，，，，，，挪用a2mp_channel_create()建设一个新的通道chan。 。。。。。a2mp_channel_create()函数实现如下所示：


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挪用amp_mgr_create()建设mgr，，，，，，，在amp_mgr_create()函数中，，，，，，，代码实现如下所示：


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挪用a2mp_chan_open()建设通道chan，，，，，，，该函数将初始化一部分数据，，，，，，，代码实现如下所示：


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如将chan->mode初始化为L2CAP_MODE_ERTM。 。。。。。chan->data赋值为mgr，，，，，，，类型为struct amp_mgr。 。。。。。乐成建设a2mp通道返回到l2cap_data_channel()中，，，，，，，代码实现如下所示：


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凭证chan->mode的差别，，，，，，，进入差别的data处置惩罚子历程，，，，，，，当mode为L2CAP_MODE_ERTM和L2CAP_MODE_STREAMING时，，，，，，，进入l2cap_data_rcv()函数中，，，，，，，代码实现如下所示：


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该if条件中，，，，，，，会挪用sk_filter()函数，，，，，，，此时chan->data为参数。 。。。。。而sk_filter()函数界说如下所示：


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第一个参数类型为struct sock，，，，，，，而chan->data类型为struct amp_mgr，，，，，，，爆发类型混淆。 。。。。。


CVE-2020-12352


该误差是泛起在a2mp协议中，，，，，，，误差代码位于net/bluetooth/a2mp.c，，，，，，，多个函数使用未初始化的结构体，，，，，，，将数据返回到用户层，，，，，，，导致信息泄露，，，，，，，可泄露内核栈上的内存数据。 。。。。。误差原理较为简朴，，，，，，，以a2mp_getinfo_req()函数为例，，，，，，，该函数是响应getinfo请求时挪用的，，，，，，，代码实现如下所示：


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行304，，，，，，，通过req->id获取hdev，，，，，，，若是不保存hdev或hdev->type不是HCI_AMP，，，，，，，进入if语句中，，，，，，，界说struct a2mp_info_rsp类型的 rsp，，，，，，，该结构体界说如下所示：


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其只使用了rsp.id和rsp.status，，，，，，，其他的数据域未使用也未初始化，，，，，，，可以泄露16字节数据，，，，，，，然后挪用a2mp_send()函数将响应包发送到用户层，，，，，，，泄露内存数据。 。。。。。


CVE-2020-24490


该误差只能在bluetooth 5.0下触发，，，，，，，在bluetooth 5.0之前，，，，，，，HCI举行广播的最大数据长度为0x1F，，，，，，，0x20-0xFF保存。 。。。。。如下所示：


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在bluetooth 5.0中，，，，，，，该length最大扩展到229字节。 。。。。。如下所示：


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该误差代码位于net/bluetooth/hci_event.c中，，，，，，，在处置惩罚HCI_LE_Extended_Advertising_Report事务中，，，，，，，未判断广播数据长度最大值，，，，，，，后续拷贝广播Data导致溢出。 。。。。。挪用历程如下所示：


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process_adv_report()函数处置惩罚广播数据，，，，，，，将广播数据拷贝到发明的装备中，，，，，，，代码实现如下所示：


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挪用store_pending_adv_report()函数，，，，，，，该函数实现广播数据拷贝，，，，，，，代码实现如下所示：


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其中，，，，，，，discovery_state结构体界说如下所示：


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last_adv_data数据巨细为HCI_MAX_AD_LENGTH，，，，，，，共31字节，，，，，，，当执行memcpy时爆发溢出。 。。。。。


使用剖析与复现


控制代码执行流程


前文剖析到CVE-2020-12351类型混淆是在sk_filter()函数中爆发的，，，，，，，sk_filter()函数挪用sk_filter_trim_cap()函数，，，，，，，该函数代码实现如下：


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该函数第一个参数为sk，，，，，，，参数类型为sock结构体，，，，，，，这部分代码中对sk和skb的检查容易绕过。 。。。。。接下来要害代码如下所示：


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行113，，，，，，，对sk->sk_filter举行解引用，，，，，，，若是乐成获取filter指针，，，，，，，进入行115。 。。。。。行119，，，，，，，挪用bpf_prog_run_save_cb()函数，，，，，，，参数划分为filter->prog和skb，，，，，，，该函数代码实现如下所示：


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然后，，，，，，，行676，，，，，，，挪用__bpf_prog_run_save_cb()函数，，，，，，，该函数实现代码如下：


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接着，，，，，，，行662，，，，，，，挪用BPF_PROG_RUN(prog,skb)，，，，，，，该函数界说为一个宏，，，，，，，实现代码如下所示：


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一起挪用下来，，，，，，，最终会挪用到红框中的代码，，，，，，，简化一下挪用历程为：

sk->sk_filter->prog->bpf_func(skb, sk->sk_filter->prog->insnsi)。 。。。。。因此，，，，，，，只要控制sk->sk_filter就可以控制执行流程。 。。。。。


堆喷占位


函数sk_filter()的第一个参数类型为struct sock，，，，，，，而现实传入的参数类型为struct amp_mgr，，，，，，，可以接纳堆喷128巨细的内存块举行占位，，，，，，，伪造amp_mgr 工具。 。。。。。这里有个问题，，，，，，，sk->sk_filter在sock中的偏移为0x110，，，，，，，而amp_mgr结构体巨细为0x70，，，，，，，偏移已经凌驾了规模。 。。。。。要解决这个问题，，，，，，，这里可以接纳如下巧妙的堆喷结构：


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结构体amp_mgr在kmalloc-128类型的slub中被分派，，，，，，，从第三个块最先，，，，，，，amp_mgr结构体偏移0x10处，，，，，，，可以被伪造成sk_filter，，，，，，，便可以知足sk对sk_filter域的解引用，，，，，，，并且可控。 。。。。。


结构载荷


通过堆喷占位控制代码执行流程后，，，，，，，接下来就是结构攻击载荷。 。。。。。浚�？？梢越幽啥雅�1024巨细的内存块去伪造l2cap_chan工具，，，，，，，由于结构体巨细为792，，，，，，，正好落在kmalloc-1024 slub块中，，，，，，，并且a2mp通道也属于l2cap通道中，，，，，，，释放a2mp通道时，，，，，，，l2cap通道也将被释放，，，，，，，操控起来较为无邪，，，，，，，最终结构如下所示：


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泄露l2cap_chan工具地点


通过堆喷结构和建设释放l2cap_chan通道等一系列操作后，，，，，，，可能保存一个指向kmalloc-1024内存块地点的l2cap_chan工具，，，，，，，可以通过CVE-2020-12352误差泄露一个内核栈上面的内核地点，，，，，，，如下图中红框所示：


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通过该内地地点减去一个0x110偏移便可以找到一个l2cap_chan工具地点，，，，，，，可以通过amp_mgr结构体内存地点检查一下是否准确，，，，，，，由于amp_mgr结构体偏移0x18处为l2cap_chan指针，，，，，，，如下图中红框所示：


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乐成泄露l2cap_chan工具地点后，，，，，，，然后去填充amp_mgr结构体偏移0x10处的数据域。 。。。。。


复现测试


我们在ubuntu 5.4.0-26-generic系统下复现测试误差使用，，，，，，，执行历程如下：


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乐成反弹root级shell，，，，，，，如下所示：


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参考链接：

[1]https://google.github.io/security-research/pocs/linux/bleedingtooth/writeup

[2]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-ccx2-w2r4-x649

[3]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-7mh3-gq28-gfrq

[4]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-h637-c88j-47wq


鉴黑担保网起劲防御实验室（ADLab）


ADLab建设于1999年，，，，，，，是中国清静行业最早建设的攻防手艺研究实验室之一，，，，，，，微软MAPP妄想焦点成员，，，，，，，“黑雀攻击”看法首推者。 。。。。。阻止现在，，，，，，，ADLab已通过CVE累计宣布清静误差近1100个，，，，，，，通过 CNVD/CNNVD累计宣布清静误差1000余个，，，，，，，一连坚持国际网络清静领域一流水准。 。。。。。实验室研究偏向涵盖操作系统与应用系统清静研究、智能终端清静研究、物联网智能装备清静研究、Web清静研究、工控系统清静研究、云清静研究。 。。。。。研究效果应用于产品焦点手艺研究、国家重点科技项目攻关、专业清静效劳等。 。。。。。


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