[原创]获取虚拟机的shell-IoT安全-看雪安全社区｜专业技术交流与安全研究论坛

# 获取虚拟机的shell

# 前言

很多读者可能会问，为什么要获取虚拟机shell?虚拟机不是自带root权限的shell嘛?实际上很多商业产品，商业防火墙，商业waf，商业邮件服务都是通过软件虚拟机进行部署的。而这类具有商业性质的产品都不会直接给一个root shell。但是作为安全研究人员，白盒审计要比黑盒测试的效率高的多，因此获取此类虚拟机的root shell，进行代码审计和漏洞挖掘是非常有必要的。

# 背景知识

大多数产品会使用定制化的linux虚拟机部署产品，因为基于linux的开发环境和组件已经十分成熟了。虚拟机的磁盘中保存了所有的后端逻辑代码，但是不同的厂家的安全措施做的不同，有的厂家会对虚拟机磁盘进行加密，而有的则不会。

## 磁盘挂载

一般来说可以通过下面几种方式进行磁盘挂载

- qemu-nbd 挂载

```bash
sudo modprobe nbd max_part=8    # 加载 nbd 模块
sudo qemu-nbd --connect=/dev/nbd0 ./sonicwall.qcow2    # 挂载镜像
sudo fdisk /dev/nbd0 -l    # 查看分区信息
```

- guestmount挂载

```bash
mkdir rootfs
sudo virt-filesystems -a img.qcow2 # 分区信息
sudo guestmount -a img.qcow2 -m /dev/sda4  rootfs # 挂载/dev/sda4 到rootfs
```

- diskgenius 打开
 ![](upload/attach/202404/997534_E28ATESRNMEYV8M.webp)

通常可以结合diskgenius查看分区信息，然后决定挂载那个分区

- luks磁盘挂载

```bash
sudo cryptsetup --key-file key luksOpen /dev/xxx root
sudo mount /dev/mapper/root myrootfs1
```

# Patch文件系统获得shell

所谓patch文件系统获得shell，其实是通过对磁盘进行挂载，修改系统的启动逻辑，增加一个telnet或者ssh启动进程，在系统启动后，研究人员可以通过ssh或者telnet拿到一个调试shell，而不影响系统的正常运行。但是patch文件系统需要对磁盘进行挂载，下面针对两种情况进行样例分析。

## 磁盘未被加密

如果磁盘本身没有进行加密，那么可通过直接挂载磁盘然后修改rc.local 等启动脚本，更改启动逻辑或者添加用户。

![](upload/attach/202404/997534_CTP99GTSMGR5KAE.webp)

### SonicWall sma

本来想直接更改文件系统中的/etc/passwd 和 /etc/shadow 然后开启sshd获取root shell，但是修改后没有正常启动，经过分析发现固件启动时会更换内核及文件系统

![](upload/attach/202404/997534_23ZMGZ7ZTWUPAKK.webp)

因为需要对INITRD.gz 文件系统进行修改。可以挂载INITRD修改后对应的文件系统，然后使用guestmount挂载虚拟机磁盘并更新INITRD.gz。

```bash
sudo virt-filesystems -a old_sma.qcow2 ## find /dev/sda4
sudo guestmount -a old_sma.qcow2 -m /dev/sda4 rootfs
sudo su
cd rootfs
cp cf/firmware/current/INITRD.GZ ../ # patch INITRD.GZ
cp ../INITRD.gz cf/firmware/current/INITRD.GZ
cd ..
guestunmount rootfs
```

修改INITRD.GZ

```bash
mkdir ramfs
sudo su
mount -t ext2 INITRD ramfs/
cd ramfs
echo '#!/bin/bash' > ./usr/src/EasyAccess/bin/graphd # delete graphd
vim etc/passwd
vim etc/EasyAccess/etc/shadow
cp ../busybox bin/
chmod 777 bin/busybox
vim etc/rc.d/rc.local # open telent
cd ..
umount ramfs
gzip -9 -f INITRD
```

## 磁盘被加密

如果磁盘经过了加密，那么就需要通过调试的手段，获取加密密钥，然后对磁盘进行解密，然后在进行挂载和修改。

### SonicWall NSV

首先挂载磁盘，发现磁盘被加密

![](upload/attach/202404/997534_F6H4K9S6R6R4RK6.webp)

使用7zip解压后发现多个镜像使用了luks加密

![](upload/attach/202404/997534_G76YJTM38WR66GM.webp)

且使用了grub引导，根据grub配置文件发现kernel为/xen/pvboot-x86_64.elf,其中有一些新的grub配置信息

![](upload/attach/202404/997534_BJEPZA8T46EJCT6.webp)

因此可以确定是使用了luks对磁盘进行加密，然后在启动时对磁盘进行cryptomount，所以如果能够恢复密钥，那么就可以对文件系统进行patch,开启root shell。通过对luks的加解密关键函数进行定位可以找到boot分区下的luks.mod 对应了insmod luks

![](upload/attach/202404/997534_FPHV5K2TCAT5AU8.webp)

根据grub_crypto_pbkdf2的定义可知，a4为密钥，因此调试时，dump出a4的值即可。这里根据链接1使用kvm进行调试,流程如下，新建虚拟机使用/dev/nbd0作为磁盘导入，然后使用virsh edit vm1

将第一行替换为

```
<domain type='kvm' xmlns:qemu='http://libvirt.org/schemas/domain/qemu/1.0'>
```

devices标签后加入

```
<qemu:commandline>
 <qemu:arg value='-S'/>
 <qemu:arg value='-gdb'/>
 <qemu:arg value='tcp::1234'/>
 </qemu:commandline>
```

需要让虚拟机启动时找不到文件，从而进入救援模式，然后恢复文件，进行正常的grub引导和调试

![](upload/attach/202404/997534_QFKFATR89VKQF7Q.webp)

通过检索字符串，只发现了一处显然不是正确的函数地址，但是查看此地址的后面的值，发现是连续的字符串

![](upload/attach/202404/997534_PBFSK9MG4CSXA33.webp)

然后根据汇编代码进行find

![](upload/attach/202404/997534_UDQK3UDEXE7N92J.webp)

```
find /b 0x3ff56000,0x3ffff000,0x51,0x52,0x6a,0x20,0xff,0xb5 
```

![](upload/attach/202404/997534_AEQ9B8NGQ2EGEH9.webp)

因此可以在0x3ff56890处下断点

![](upload/attach/202404/997534_KGGT9WR2W7HA386.webp)

然后再断点处，dump $rdx 处的值即可

![](upload/attach/202404/997534_UFCVFQ4XVPDD8SN.webp)

实际上通过对luks.mod的逆向，可以发现luks的密钥生成逻辑是对luks的header进行了异或操作，然后得到luks的密钥。然后使用密钥进行挂载。详见链接2

### Another

在实际漏洞挖掘的过程中遇到了一个产品，也是使用了加密的文件系统

其grub的配置为

![](upload/attach/202404/997534_Y5V6RJX6TNYSNHK.webp)

可以看到使用了decrypt_initrd的参数，加密格式也是luks

![](upload/attach/202404/997534_ASHH9T2B6867YPZ.webp)

通过对decrypt_initrd进行定位，首先将kernel.img进行解压提取其中发现了decryt_initrd等参数

![](upload/attach/202404/997534_4XN7YACPFSC36ZA.webp)

其中有一个debug字段以及quiet字段，其中quiet是一个内核启动参数，大胆的猜测debug参数也是一个内核启动时的参数，使用qemu启动内核

```bash
qemu-system-x86_64 -m 1024 -s -no-kvm -initrd initramfs.img -kernel kernel.img -append "decrypt_initrd decrypt debug no_timer_check elevator=loop product=spam"
```

开启debug后可以看到一系列的日志信息，其中可以看到decrypt的日志信息，根据关键字定位逻辑

![](upload/attach/202404/997534_UKCB9V85T7R7ARD.webp)

定位到解密逻辑

![](upload/attach/202404/997534_99DHFFKYC69U9TF.webp)

继续跟进decrypt函数，发现其接受两个参数，很容易联想到其中一个参数为密文，一个为密钥

![](upload/attach/202404/997534_PMNVDT9MGXAUXGC.webp)

因此可以在0xFFFFFFFF827B540D处下断点

![](upload/attach/202404/997534_6UJVFZTC9ZZT8JK.webp)

首先查看rdi寄存器的值

![](upload/attach/202404/997534_62BZ3EYE6D7WPQU.webp)

而实际的initramfs.img的值

![](upload/attach/202404/997534_D54N95CBTTD9BF8.webp)

结合两者可以知道第一个参数为密文地址，第二个参数为密钥，因此可以确定rdi会指向被加密的img，然后对其解密，所以可以在在0xFFFFFFFF827B5412下断点获取解密后的结果，解密后的明文为

![](upload/attach/202404/997534_ZQWTWTFCWGSQGKA.webp)

在此处dump出83923818字节就是被解密后的ramfs,最后可以在ramfs中发现luks密钥。

以上两个例子都是通过调试，直接或者间接的获得密钥，然后使用密钥进行luks挂载，patch文件系统，增加一个root shell。

# Patch内存获得shell

相较于patch文件系统而言，patch内存来的更加直接。因为如果厂商使用的是各种奇奇怪怪的文件系统，加密方式，操作系统，那么通过调试获取密码更加困难。比如在实际分析的过程中发现过一个使用freebsd和geli加密的磁盘文件，

![](upload/attach/202404/997534_BGQ7XZD344G7KCA.webp)

patch内存的方式是通过对虚拟机打快照，然后劫持某个程序实现的，例如劫持cli为/bin/bash，当执行cli时，会执行一个sh，这样子就拿到了一个虚拟机的shell

### Pulse Secure

早在blackhat 2019的时候orange就提出了使用内存patch的方式获得虚拟机shell的方式，但是没有具体操作的细节，首先时分析出了pulse secure在进行cli操作时，需要先按回车，然后进入一个config的界面，对应着按下回车后会执行一个/home/bin/dsconfig.pl

![](upload/attach/202404/997534_SGCRR8AJBW9GF3N.webp)

因此考虑，在按下回车之前打一个快照，快照格式为vmem，使用01editor将所有的`/home/bin/dsconfig.pl`字符换成`///////////////bin/sh`

![](upload/attach/202404/997534_ZGMRUC5S97W84G5.webp)

可以劫持得到一个rootshell

![](upload/attach/202404/997534_9Y4A6KQBBPHTJHW.webp)

### Another

实际分析到上文提到过的使用freebsd和geli加密的磁盘时,也是有一个类似的config界面

![](upload/attach/202404/997534_RRJ2Q4PS2T4959P.webp)

这里通过对benchmarks关键字进行检索定位到了

![](upload/attach/202404/997534_Z2QSZNBEAFH3JVU.webp)

因此可以将此字段，进行劫持为`////////////////////////////////////////bin/sh`

然后执行run benchmarks，就可以得到一个交互式的shell

![](upload/attach/202404/997534_NFV9SE2Q3R6E7BN.webp)

实际上通过内存patch不仅可以实现shell的获取，还可以做更多的事情，比如关闭白名单限制等

![](upload/attach/202404/997534_4APSA8E47RWPKQN.webp)

更多的可能性，还需要遇到实际问题做更多的探索。

# 参考链接

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nszy007 雪币： 7294 活跃值： (2493) 能力值： ( LV2，RANK：10 ) 在线值：发帖 0 回帖 34 粉丝 2 关注私信	nszy007 2 楼这类文章好少，终于有人愿意分享了 2024-4-12 06:39 0
秋狝雪币： 10077 活跃值： (34146) 能力值： ( LV2，RANK：10 ) 在线值：发帖 0 回帖 1571 粉丝 39 关注私信	秋狝 3 楼感谢分享 2024-4-12 09:21 1
badmonkey7 雪币： 1215 活跃值： (522) 能力值： ( LV4，RANK：40 ) 在线值：发帖 1 回帖 2 粉丝 7 关注私信	badmonkey7 1 4 楼 nszy007 这类文章好少，终于有人愿意分享了 2024-4-12 09:39 0
Lpwn 雪币： 2154 活跃值： (4147) 能力值： ( LV6，RANK：90 ) 在线值：发帖 2 回帖 17 粉丝 19 关注私信	Lpwn 2 5 楼好文章，狠狠学习 2024-4-12 11:53 0
HOWMP 雪币： 1842 活跃值： (5897) 能力值： ( LV6，RANK：80 ) 在线值：发帖 8 回帖 248 粉丝 8 关注私信	HOWMP 1 6 楼 6啊,patch内存我是没想到 2024-4-12 13:46 0
mudebug 雪币： 12377 活跃值： (9915) 能力值： ( LV3，RANK：20 ) 在线值：发帖 10 回帖 335 粉丝 64 关注私信	mudebug 7 楼 666 2024-4-12 20:24 0
caolinkai 雪币： 3851 活跃值： (4319) 能力值： ( LV2，RANK：10 ) 在线值：发帖 7 回帖 826 粉丝 1 关注私信	caolinkai 8 楼 666666 2024-4-15 18:54 0
caolinkai 雪币： 3851 活跃值： (4319) 能力值： ( LV2，RANK：10 ) 在线值：发帖 7 回帖 826 粉丝 1 关注私信	caolinkai 9 楼感谢分享 2024-4-15 20:26 0
smile1110 雪币： 255 活跃值： (696) 能力值： ( LV2，RANK：10 ) 在线值：发帖 0 回帖 41 粉丝 1 关注私信	smile1110 10 楼 66666 2026-4-19 01:22 0
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