浅谈Android开放网络端口的安全风险

◆0 简介

Android应用通常使用PF_UNIX、PF_INET、PF_NETLINK等不同domain的socket来进行本地IPC或者远程网络通信，这些暴露的socket代表了潜在的本地或远程攻击面，历史上也出现过不少利用socket进行拒绝服务、root提权或者远程命令执行的案例。特别是PF_INET类型的网络socket，可以通过网络与Android应用通信，其原本用于linux环境下开放网络服务，由于缺乏对网络调用者身份或者本地调用者pid、permission等细粒度的安全检查机制，在实现不当的情况下，可以突破Android的沙箱限制，以被攻击应用的权限执行命令，通常出现比较严重的漏洞。作为Android安全研究的新手，笔者带着传统服务器渗透寻找开放socket端口的思路，竟然也刷了不少漏洞，下面就对这种漏洞的发现、案例及影响进行归纳。
◆1 Android开放端口应用定位

简单地利用命令netstat就可以发现Android开放了许多socket端口，如图。但这些开放端口本后的应用却不得而知。

图片：2015070902353156806.png

此时可以通过三步定位法进行寻找（感谢@瘦蛟舞的帖子），支持非root手机。
第一步，利用netstat寻找感兴趣的开放socket端口，如图中的15555。
第二步，将端口转换为十六进制值，查看位于/proc/net/目录下对应的socket套接字状态文件，在其中找到使用该socket的应用的uid。如15555的十六进制表示为1cc3，协议类型为tcp6，那么查看/proc/net/tcp6文件。

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注意上面的10115，就是使用该socket的应用的uid。通过这个uid可以得知应用的用户名为u0_a115。
第三步，根据用户名就可以找到应用了

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至此，我们就知道开放15555端口的应用为com.qiyi.video，尽管我们还不能分辨出开放该端口的准确进程，但仍然为进一步的漏洞挖掘打下基础。
写一个简单的脚本来自动化的完成此项工作.
#!pythonimport subprocess,redef toHexPort(port): hexport = str(hex(int(port))) return hexport.strip('0x').upper()def finduid(protocol, entry): if (protocol=='tcp' or protocol=='tcp6'): uid = entry.split()[-10] else: # udp or udp6 uid = entry.split()[-6] uid = int(uid) if (uid > 10000): # just for non-system app return 'u0_a'+str(uid-10000) else: return -1def main(): netstat_cmd = "adb shell netstat | grep -Ei 'listen|udp*'" #netstat_cmd = "adb shell netstat " grep_cmd = "adb shell grep" proc_net = "/proc/net/"# step 1, find interesting port orig_output = subprocess.check_output(netstat_cmd, shell=True) list_line = orig_output.split('rn') apps = [] strip_listline = [] pattern = re.compile("^Proto") # omit the first line for line in list_line: if (line != '') and (pattern.match(line)==None):# step 2, find uid in /proc/net/[protocol] based on port socket_entry = line.split() protocol = socket_entry[0] port = socket_entry[3].split(':')[-1] grep_appid = grep_cmd+' '+ toHexPort(port)+' '+proc_net + protocol net_entry = subprocess.check_output(grep_appid, shell=True) uid = finduid(protocol, net_entry)# step 3, find app username based on uid if (uid == -1): continue applist = subprocess.check_output('adb shell ps | grep '+uid, shell=True).split() app = applist[8] apps.append(app) strip_listline.append(line) itapp= iter(apps) itline=iter(strip_listline)# last, add app in orig_output of sockets print ("Package Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address Statern") try: while True: print itapp.next()+' '+itline.next() except StopIteration: passif __name__ == '__main__': main()运行结果如下

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除了PF_INET套接字外，PF_UNIX、PF_NETLINK套接字的状态文件分别位于/proc/net/unix和/proc/net/netlink。
当然，如果手机已root，可直接使用busybox安装目录下带p参数的netstat命令，可以显示pid和不完整的program name。

图片：2015070902353156806.png

◆2 漏洞挖掘实例

得知某个应用开放某个端口以后，接下就可以在该应用的逆向代码中搜索端口号（通常是端口号的16进制表示），重点关注ServerSocket(tcp)、DatagramSocket(udp)等类，定位到关键代码，进一步探索潜在的攻击面，下面列举一些漏洞实例。
1、敏感信息泄露、控制手机

WooYun-2015-94537：某service打开udp的65502端口监听，接收特定的命令字后可返回手机的敏感信息，包括手机助手远程管理手机的SecretKey，进而未授权的攻击者可通过网络完全管理手机。
CVE-2014-8757, LG On-Screen Phone预装App认证绕过漏洞。
2、命令执行

这类漏洞比较常见，通常通过开放socket端口传入启动android应用组件的intent，然后以被攻击应用的权限执行启动activity、发送广播等操作。由于通过socket传入的intent，无法对发送者的身份和权限进行细粒度检查，绕过了Android提供的对应用组件的权限保护，能够启动未导出的和受权限保护的应用组件，对安全造成影响。
如果监听的端口是在本地，那么可能造成本地命令执行和权限提升，而如果监听的端口是任意地址，则可能造成比较严重的远程命令执行。
3、本地命令执行：

用前面端口应用定位的方法，发现某流行应用实现了一个小型的HTTP Server，监听本地的9527端口，简单搜索分析即可发现向该端口发送如下形式的HTTP请求时可执行命令。
http://127.0.0.1:9527/si?cmp=_&data=&act=通过这个简单的HTTP请求，恶意程序就可以传入intent对象的包名、组件名、url和action，接收HTTP请求后执行命令的代码如下：
#!java... if(v3.hasNext()) { Object v6 = v3.next(); if("act".equals(v6)) { v4.setAction(v10.b.get(v6)); } if("cmp".equals(v6)) { String[] v9 = v10.b.get(v6).split("_"); if(v9 == null) { goto label_39; } if(v9.length != 2) { goto label_39; } v4.setComponent(new ComponentName(v9[0], v9[1])); } label_39: if("data".equals(v6)) { v4.setData(Uri.parse(v10.b.get(v6))); } if(!"callback".equals(v6)) { goto label_13; } Object v1_1 = v10.b.get(v6); goto label_13; } if((TextUtils.isEmpty(v4.getAction())) && v4.getComponent() == null && v4.getData() == null) { if(TextUtils.isEmpty(((CharSequence)v1))) { return "{"result":-20000}"; } return this.a(v1, "{"result":-20000}"); } List v0 = this.a.getPackageManager().queryIntentActivities(v4, 0); if(v0.size() == 0) { if(TextUtils.isEmpty(((CharSequence)v1))) { return "{"result":-10000}"; } return this.a(v1, "{"result":-10000}"); } try { this.a.startActivity(v4); }...最终通过HTTP请求设置的Intent对象，传入了startActivity方法，由于需要用户干预，危害并不大。但当packagename指定为该应用自身，componentname指定为该应用的activity时，可以启动该应用的任意activity，包括受保护的未导出activity，从而对安全造成影响。例如，通过HTTP请求，逐一启动若干未导出的activity，可以发现拒绝服务漏洞、对安全有影响的登录界面和有一个可以该应用权限执行任意命令的GUI shell。
远程命令执行：

[*]趋势科技曾经发现过美团客户端漏洞，可以通过TCP的9527端口传入intent data，进而启动activity，见参考文献[1].
[*]远程强制webview访问恶意链接

定位到某流行应用实现了一个小型的HTTP Server，在tcp的6677端口监听任意地址，当HTTP请求满足一定条件时可以返回敏感信息，并根据请求消息执行一系列动作。对于该HTTP请求，仅有的防御措施是通过referer白名单的方式判断HTTP请求的来源。在正确设置referer，发送如下HTTP GET请求后
http://ip:6677/command?param1=value1&...&paramn=valuen可获取手机的敏感信息和实现命令执行。其中command为getpackageinfo、androidamap、geolocation中的其一，见如下代码片段。

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（1）当command为geolocation时，可返回安装该应用手机地理位置信息；
（2）当command为getpackageinfo时，默认返回该应用自身的版本信息。此时若指定参数param1为packagename,即请求http://ip:6677/getpackageinfo?packagename=xxx时（xxx为软件包名）可返回手机上安装的xxx所指定的任意软件包版本信息。若xxx为android，可返回android系统版本信息；
（3）当command为androidamap时，设置Intent并将其广播出去，查看对应的OnReceive方法

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发现需要指定参数param1为action,即请求
http://ip:6677/androidamap?action=yyy&param2=value2&...&paramn=valuen时，OnReceive方法取出前面广播intent对象的extra，新建一个intent对象，设置intent uri为
androidamap://yyy?sourceApplication=web&param2=value2&...&paramn=valuen并以隐式intent的形式启动注册这种uri scheme的activiy。
进一步搜索发现如下代码：
#!javaUri v0_2 = Uri.parse("androidamap://openFeature?featureName=OpenURL&sourceApplication=banner&urlType=0&contentType=autonavi&url=" + this.a.m.privilegeLink); Intent v1 = new Intent(MovieDetailHeaderView.c(this.a).getApplicationContext(), NewMapActivity.class); v1.setData(v0_2); v1.setFlags(268435456); MovieDetailHeaderView.c(this.a).startActivity(v1);表明可以通过远程HTTP GET请求如下地址
http://ip:6677/androidamap?action=openFeature&featureName=OpenURL&sourceApplication=banner&urlType=0&contentType=autonavi&url=evilsite操纵安装该app的手机继承WebView的Activity访问evilsite，而且这里存在WebView的漏洞，利用方式包括
(1). 窃取私有目录下的敏感文件：远程攻击者或者本地恶意app可以令WebView加载file://域的恶意脚本文件，按照恶意脚本的请求，窃取该应用私有目录下的敏感文件，突破android沙箱限制；
(2). WebView远程命令执行：存在可被网页中js操纵的接口jsinterface。由于该流行应用针对的SDK版本较低（android:minSdkVersion="8"），在Android 4.4.2以下的手机，均可使用该接口，通过js注入该应用进程执行命令。
◆3 漏洞利用场景

对于Android app开放socket端口漏洞的远程利用场景，一般认为Android客户端都在内网，其利用主要还是在非安全的公共WiFi环境，通过对漏洞特征扫描即可利用。但在传统认为安全的移动互联网环境，笔者发现仍然可以扫描到其他开放端口的终端，因此也可以利用这种漏洞。
叙述之前，我们先对典型的移动通信网络架构进行简单的科普，一般教科书上的3G网络架构（WCDMA）如图。

图片：2015070902353156806.png

包括以下组成部分：

[*]UE: 用户终端设备，就是手机，为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能。
[*]UTRAN: 陆地无线接入网，分为基站（Node B）和无线网络控制器（RNC）两部分。
[*]CN: 核心网络，负责与其他网络的连接和对UE 的通信和管理。主要功能实体包括：
(1) MSC/VLR：提供CS(电路交换)域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能；
(2) GMSC：网关移动交换中心，充当移动网和固定网之间的移动关口局，承担路由分析、网间接续、网间结算等重要功能；
(3) SGSN：GPRS服务支持节点，提供PS（分组交换）域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能；
(4) GGSN：网关GPRS支持节点，提供数据包在WCDMA 移动网和外部数据网之间的路由和封装，GGSN就好象是可寻址WCDMA移动网络中所有用户IP 的路由器，需要同外部网络交换路由信息。
(5) HLR：归属位置寄存器，提供用户的签约信息存放、新业务支持、增强的鉴权等功能。
[*]External Networks：外部网络，包括ISDN和PSTN等电路交换网络，以及Internet等分组交换网络。

简而言之，移动通信网络无非是大型的“局域网“，它们通过网关路由器（SGSN和GGSN）连上了Internet，进入到了互联网的世界。但是在某些移动通信网络的内部，不同的UE是可以互访的。以前面某应用开放6677端口为例，我们可以做一个简单的实验进行证明。
使用联通3G网络，查看当前IP地址。

图片：2015070902353156806.png

在相邻C段进行扫描，扫描到开放端口的手机
nmap -sT --open -p6677 10.160.112.0/24发现如下结果

图片：2015070902353156806.png

这证明在移动网络中，不同的UE可以互访。因此如果开放上述socket端口的app存在漏洞，在移动网络中也是可以利用的。
◆4 小结

对于客户端的远程漏洞利用，从攻击者的角度来看，通常更容易使用“受”的方法，即通过欺骗、劫持或社工的方法来让客户端访问我的攻击载荷。然而，从笔者发现的漏洞案例来看，许多Android应用不正确地使用网络socket端口传入命令进行跨进程通信，而且对于本地应用环境，网络socket也先天缺乏细粒度的认证授权机制，因此把Android客户端当做服务器，使用“攻”的方法，主动向开放端口发送攻击载荷也是可行的。这种漏洞一旦存在，轻则本地提权，重则为远程利用的高危漏洞，3G移动网络允许UE互访更是加剧了这种风险。
此外，除PF_INET外，PF_UNIX、PF_NETLINK域的套接字也是值得关注的本地攻击面。
参考文献：[1] http://blog.trendmicro.com/trendlabs-security-intelligence/open-socket-poses-risks-to-android-security-model