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[原创] 看雪KCTF2022秋季赛 第七题 广厦万间
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发表于: 2022-12-1 20:57
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从附件所给的Readme以及IDA分析可以看出所给attachment是个xrdp-sesman，版本为0.9.18。
直接googl xrdp rce，很容搜到 CVE-2022-23613，并且受影响的版本为0.9.18及以前，找到相关的patch commit：
再结合IDA分析所给attachment中的sesman_data_in函数，没有size <= 8的判断，显然是未patch的状态：
可以确定这题考察的就是CVE-2022-23613的利用了。
从github上直接下0.9.18的源码，然后降级openssl，在本地编译一个xrdp，解决lib的问题，即可正常跑起来。
简单来说，xrdp-sesman会在本地监听3350端口（/etc/xrdp/sesman.ini）：
每次有一个socket连接进来，就会分配一个trans结构体：
然后进行相应的初始化：
简单来说，就是设置sockfd，type1，status等，并且为in_s和out_s分配空间，记录client的ip address和port，后面就进入到server和client的socket通信逻辑中了。
在通信过程中，server端接收的数据包格式为：
因此接收一个完整的数据包过程分为两步，第一步接收8 bytes，然后根据size字段计算出后续payload的长度为(size - 8)
问题在于如果header的字段size < 8，那么to_read就会整数溢出。
且由于这里涉及的size都是符号整数，因此如果设置header_size = 0x80000000，那么to_read = 0x80000000 - 8 = 0x7ffffff8，从而导致heap-based OOB write。
由于每次连接，server端都会创建一个trans结构体，因此可以创建多个连接，使得在self->in_s->end后面喷上一堆trans的结构体，且该结构体中有很多可以利用的成员，包括函数指针。
第一想法就是是否能够通过劫持trans结构体完成地址泄露.
通过分析trans_check_wait_objs()发现，server除了每次读完数据之后，还有一个额外的动作，即如果trans->wait_s如果不为NULL的话，会把缓冲区中的数据发送给client。
虽然正常情况下，trans->wait_s = NULL，但是可以通过OOB write对其进行劫持，设置trans->wait_s->p和trans->wait_s->end，就能把两者之间的数据发送给client。
但是这里存在一个问题，trans->wait_s是一个struct stream *：
需要在某个地址已知的地方布置一个stream结构体，然后再将trans->wait_s劫持到这个结构体上才能达到目的。
此时由于binary没有PIE，唯一知道的地址就是程序的地址，因此我只能先构造出一个任意地址写的原语，在bss上伪造一个stream结构体。
因此把目标选为trans->in_s，这个stream结构体存放server接收缓冲区的地址信息，根据self->trans_recv(self, self->in_s->end, to_read);，self->in_s是在堆上动态分配出来的，因此有可能可以通过OOB write将其劫持，实现任意地址写。
然而调试过程中发现，in_s chunk总是落在trans chunk之后，意味着在写到in_s结构体之前，必然会先破坏trans结构体。
因此这里需要进行堆风水，让in_s->end跳过trans结构体，落在in_s上。
很自然的想法就是首先通过OOB write，将in_s->end挪到trans + 0x20的位置上，因为前0x20 bytes的内容都是已知的。
然后通过断开连接，将这个trans给释放掉，这样继续OOB的时候，由于in_s->end此时落在chunk + 0x20的位置，不会破坏free chunk的metadata，因此可以继续OOB write，让其很安全地跨过trans结构体，落在in_s前。
最后再进行连接，将这个trans重新分配出来，这样再OOB write，就能劫持到in_s结构体了。
不过需要注意的是，内存的分配都是通过g_malloc进行的：
虽然源码里都是malloc，但是实际上g_malloc(xx, 0)最后都被优化为calloc，因为calloc不会从tcache中分配chunk，因此这里还需要通过7次连接加断开将相应的tcache填满，才能使得后来释放的trans能够重新分配回来。
这个阶段结束，就完成对trans->in_s的劫持了：
之后通过conns[11]（对应被劫持的trans）发送数据给server，就能在0x410c00开始的位置布置数据了，即可以伪造任意的stream的结构体。
为了完成地址泄露，还是需要回到劫持trans->wait_s的路上去。
但是此时buffer指针已经落在trans后面了，如果想要继续OOB write劫持后面的trans结构体的话，会破坏堆上的free chunk。
因此只能将当前OOB write的trans释放再重新取回，从而重置in_s->end指针位置，使得其能够在不破坏chunk结构的情况下，劫持到trans->wait_s。
目前为止，通过在bss上构造一个wait_s结构体用来泄露got表，以及一个合法的in_s保证劫持wait_s的过程中程序的正常执行，即可完成对got表内容的泄露，从而获取到libc的地址。
最后一步显然就是通过劫持trans中的函数指针来getshell了。
最直接的目标就是trans->trans_recv，因为在调用trans->trans_recv时，第三个参数为to_read（edi寄存器），它是由header_size间接控制的，因此只要结合mov rsp, rdx; ret的gadget，将栈迁移到bss上进行rop就行了。
至于ropchain，前面已经可以在bss上写数据了，因此布置一条rop链也就轻而易举了。
只要执行`system("/bin/sh 1>&7 0>&7")就可以愉快地getshell了。
整体来说堆布局还是比较稳定的，不过显然是一次性exp，第二次再打堆布局就变了，得重启靶机环境。
__int64 print_version(){ g_writeln("xrdp-sesman %s", "0.9.18");
g_writeln(" The xrdp session manager");
g_writeln(" Copyright (C) 2004-2020 Jay Sorg, Neutrino Labs, and all contributors.");
g_writeln(" See 69bK9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6Y4K9i4c8Z5N6h3u0Q4x3X3g2U0L8$3#2Q4x3V1k6F1k6i4g2@1M7X3W2F1L8$3I4S2j5Y4y4Q4x3V1k6^5M7X3c8H3 for more information.");
g_writeln("%s", "");
g_writeln(" Configure options:");
return g_writeln("%s", " \n");
}__int64 print_version(){ g_writeln("xrdp-sesman %s", "0.9.18");
g_writeln(" The xrdp session manager");
g_writeln(" Copyright (C) 2004-2020 Jay Sorg, Neutrino Labs, and all contributors.");
g_writeln(" See a53K9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6Y4K9i4c8Z5N6h3u0Q4x3X3g2U0L8$3#2Q4x3V1k6F1k6i4g2@1M7X3W2F1L8$3I4S2j5Y4y4Q4x3V1k6^5M7X3c8H3 for more information.");
g_writeln("%s", "");
g_writeln(" Configure options:");
return g_writeln("%s", " \n");
}struct trans{ tbus sck; /* socket handle */
int mode; /* 1 tcp, 2 unix socket, 3 vsock */
int status;
int type1; /* 1 listener 2 server 3 client */
ttrans_data_in trans_data_in;
ttrans_conn_in trans_conn_in;
void *callback_data;
int header_size;
struct stream *in_s;
struct stream *out_s;
char *listen_filename;
tis_term is_term; /* used to test for exit */
struct stream *wait_s;
char addr[256];
char port[256];
int no_stream_init_on_data_in;
int extra_flags; /* user defined */
struct ssl_tls *tls;
const char *ssl_protocol; /* e.g. TLSv1, TLSv1.1, TLSv1.2, unknown */
const char *cipher_name; /* e.g. AES256-GCM-SHA384 */
trans_recv_proc trans_recv;
trans_send_proc trans_send;
trans_can_recv_proc trans_can_recv;
struct source_info *si;
enum xrdp_source my_source;
};struct trans{ tbus sck; /* socket handle */
int mode; /* 1 tcp, 2 unix socket, 3 vsock */
int status;
int type1; /* 1 listener 2 server 3 client */
ttrans_data_in trans_data_in;
ttrans_conn_in trans_conn_in;
void *callback_data;
int header_size;
struct stream *in_s;
struct stream *out_s;
char *listen_filename;
tis_term is_term; /* used to test for exit */
struct stream *wait_s;
char addr[256];
char port[256];
int no_stream_init_on_data_in;
int extra_flags; /* user defined */
struct ssl_tls *tls;
const char *ssl_protocol; /* e.g. TLSv1, TLSv1.1, TLSv1.2, unknown */
const char *cipher_name; /* e.g. AES256-GCM-SHA384 */
trans_recv_proc trans_recv;
trans_send_proc trans_send;
trans_can_recv_proc trans_can_recv;
struct source_info *si;
enum xrdp_source my_source;
};in_trans = trans_create(self->mode, self->in_s->size,
self->out_s->size);
in_trans->sck = in_sck;
in_trans->type1 = TRANS_TYPE_SERVER;
in_trans->status = TRANS_STATUS_UP;
in_trans->is_term = self->is_term;
g_strncpy(in_trans->addr, self->addr,
sizeof(self->addr) - 1);
g_strncpy(in_trans->port, self->port,
sizeof(self->port) - 1);
g_sck_set_non_blocking(in_sck);if (self->trans_conn_in(self, in_trans) != 0)
{ trans_delete(in_trans);
}in_trans = trans_create(self->mode, self->in_s->size,
self->out_s->size);
in_trans->sck = in_sck;
in_trans->type1 = TRANS_TYPE_SERVER;
in_trans->status = TRANS_STATUS_UP;
in_trans->is_term = self->is_term;
g_strncpy(in_trans->addr, self->addr,
sizeof(self->addr) - 1);
g_strncpy(in_trans->port, self->port,
sizeof(self->port) - 1);
g_sck_set_non_blocking(in_sck);if (self->trans_conn_in(self, in_trans) != 0)
{ trans_delete(in_trans);
}| version(4 bytes) | size(4 bytes, be) | payload (size - 8) |
| version(4 bytes) | size(4 bytes, be) | payload (size - 8) |
if (self->si != 0 && self->si->source[self->my_source] > MAX_SBYTES)
{}else if (self->trans_can_recv(self, self->sck, 0))
{ cur_source = XRDP_SOURCE_NONE;
if (self->si != 0)
{
cur_source = self->si->cur_source;
self->si->cur_source = self->my_source;
}
// 目前已经读到的字节数
read_so_far = (int) (self->in_s->end - self->in_s->data);
// 还需要读的字节数
to_read = self->header_size - read_so_far;
if (to_read > 0)
{
// 接收数据，把都进来的数据写到 self->in_s->end 开始的位置，并更新其值
read_bytes = self->trans_recv(self, self->in_s->end, to_read);
if (read_bytes == -1)
{
if (g_tcp_last_error_would_block(self->sck))
{
/* ok, but shouldn't happen */
}
else
{
/* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
if (self->si != 0)
{
self->si->cur_source = cur_source;
}
return 1;
}
}
else if (read_bytes == 0)
{
/* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
if (self->si != 0)
{
self->si->cur_source = cur_source;
}
return 1;
}
else
{
self->in_s->end += read_bytes;
}
}
// 目前已经读到的字节数
read_so_far = (int) (self->in_s->end - self->in_s->data);
// 已经读到需要的字节数，进入 sesman_data_in 进行处理
if (read_so_far == self->header_size)
{
if (self->trans_data_in != 0)
{
rv = self->trans_data_in(self); // sesman_data_in()
if (self->no_stream_init_on_data_in == 0)
{
init_stream(self->in_s, 0);
}
}
}
if (self->si != 0)
{
self->si->cur_source = cur_source;
}
}if (trans_send_waiting(self, 0) != 0)
{ /* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
return 1;
}if (self->si != 0 && self->si->source[self->my_source] > MAX_SBYTES)
{}else if (self->trans_can_recv(self, self->sck, 0))
{ cur_source = XRDP_SOURCE_NONE;
if (self->si != 0)
{
cur_source = self->si->cur_source;
self->si->cur_source = self->my_source;
}
// 目前已经读到的字节数
read_so_far = (int) (self->in_s->end - self->in_s->data);
// 还需要读的字节数
to_read = self->header_size - read_so_far;
if (to_read > 0)
{
// 接收数据，把都进来的数据写到 self->in_s->end 开始的位置，并更新其值
read_bytes = self->trans_recv(self, self->in_s->end, to_read);
if (read_bytes == -1)
{
if (g_tcp_last_error_would_block(self->sck))
{
/* ok, but shouldn't happen */
}
else
{
/* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
if (self->si != 0)
{
self->si->cur_source = cur_source;
}
return 1;
}
}
else if (read_bytes == 0)
{
/* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
if (self->si != 0)
{
self->si->cur_source = cur_source;
}
return 1;
}
else
{
self->in_s->end += read_bytes;
}
}
// 目前已经读到的字节数
read_so_far = (int) (self->in_s->end - self->in_s->data);
// 已经读到需要的字节数，进入 sesman_data_in 进行处理
if (read_so_far == self->header_size)
{
if (self->trans_data_in != 0)
{
rv = self->trans_data_in(self); // sesman_data_in()
if (self->no_stream_init_on_data_in == 0)
{
init_stream(self->in_s, 0);
}
}
}
if (self->si != 0)
{
self->si->cur_source = cur_source;
}
}if (trans_send_waiting(self, 0) != 0)
{ /* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
return 1;
}static int
sesman_data_in(struct trans *self)
{ int version;
int size;
// 解析8字节的头部数据，更新header_size为该数据包总长
if (self->extra_flags == 0)
{
in_uint32_be(self->in_s, version);
in_uint32_be(self->in_s, size);
if (size > self->in_s->size)
{
LOG(LOG_LEVEL_ERROR, "sesman_data_in: bad message size");
return 1;
}
self->header_size = size;
self->extra_flags = 1;
}
// 解析完整的数据包，并做相应的处理
else
{
/* process message */
struct sesman_con *sc = (struct sesman_con *)self->callback_data;
self->in_s->p = self->in_s->data;
if (scp_process(self, sc->s) != SCP_SERVER_STATE_OK)
{
LOG(LOG_LEVEL_ERROR, "sesman_data_in: scp_process_msg failed");
return 1;
}
/* reset for next message */
self->header_size = 8;
self->extra_flags = 0;
init_stream(self->in_s, 0); /* Reset input stream pointers */
}
return 0;
}static int
sesman_data_in(struct trans *self)
{ int version;
int size;
// 解析8字节的头部数据，更新header_size为该数据包总长
if (self->extra_flags == 0)
{
in_uint32_be(self->in_s, version);
in_uint32_be(self->in_s, size);
if (size > self->in_s->size)
{
LOG(LOG_LEVEL_ERROR, "sesman_data_in: bad message size");
return 1;
}
self->header_size = size;
self->extra_flags = 1;
}
// 解析完整的数据包，并做相应的处理
else
{
/* process message */
struct sesman_con *sc = (struct sesman_con *)self->callback_data;
self->in_s->p = self->in_s->data;
if (scp_process(self, sc->s) != SCP_SERVER_STATE_OK)
{
LOG(LOG_LEVEL_ERROR, "sesman_data_in: scp_process_msg failed");
return 1;
}
/* reset for next message */
self->header_size = 8;
self->extra_flags = 0;
init_stream(self->in_s, 0); /* Reset input stream pointers */
}
return 0;
}if (trans_send_waiting(self, 0) != 0)
{ /* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
return 1;
}inttrans_send_waiting(struct trans *self, int block)
{ struct stream *temp_s;
int bytes;
int sent;
int timeout;
int cont;
timeout = block ? 100 : 0;
cont = 1;
while (cont)
{
// self->wait_s不为0
if (self->wait_s != 0)
{
temp_s = self->wait_s;
if (g_tcp_can_send(self->sck, timeout))
{
bytes = (int) (temp_s->end - temp_s->p);
// 通过socket向client发送数据
sent = self->trans_send(self, temp_s->p, bytes);
if (sent > 0)
{
temp_s->p += sent;
if (temp_s->source != 0)
{
temp_s->source[0] -= sent;
}
if (temp_s->p >= temp_s->end)
{
self->wait_s = temp_s->next;
free_stream(temp_s);
}
}
else if (sent == 0)
{
return 1;
}
else
{
if (!g_tcp_last_error_would_block(self->sck))
{
return 1;
}
}
}
else if (block)
{
/* check for term here */
if (self->is_term != 0)
{
if (self->is_term())
{
/* term */
return 1;
}
}
}
}
else
{
break;
}
cont = block;
}
return 0;
}if (trans_send_waiting(self, 0) != 0)
{ /* error */
self->status = TRANS_STATUS_DOWN;
return 1;
}inttrans_send_waiting(struct trans *self, int block)
{ struct stream *temp_s;
int bytes;
int sent;
int timeout;
int cont;
timeout = block ? 100 : 0;
cont = 1;
while (cont)
{
// self->wait_s不为0
if (self->wait_s != 0)
{
temp_s = self->wait_s;
if (g_tcp_can_send(self->sck, timeout))
{
bytes = (int) (temp_s->end - temp_s->p);
// 通过socket向client发送数据
sent = self->trans_send(self, temp_s->p, bytes);
if (sent > 0)
{
temp_s->p += sent;
if (temp_s->source != 0)
{
temp_s->source[0] -= sent;
}
if (temp_s->p >= temp_s->end)
{
self->wait_s = temp_s->next;
free_stream(temp_s);
}
}
else if (sent == 0)
{
return 1;
}
else
{
if (!g_tcp_last_error_would_block(self->sck))
{
return 1;
}
}
}
else if (block)
{
/* check for term here */
if (self->is_term != 0)
{
if (self->is_term())
{
/* term */
return 1;
}
}
}
}
else
{
break;
}
cont = block;
}
return 0;
}struct stream{ char *p;
char *end;
char *data;
int size;
int pad0;
/* offsets of various headers */
char *iso_hdr;
char *mcs_hdr;
char *sec_hdr;
char *rdp_hdr;
char *channel_hdr;
/* other */
char *next_packet;
struct stream *next;
int *source;
};struct stream{ char *p;
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