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未解决
[求助][已解决] linux kernel CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED 加固后 cookie 泄漏问题
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发表于:
2024-5-9 10:34
1968
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未解决 [求助][已解决] linux kernel CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED 加固后 cookie 泄漏问题
环境配置：
- 内核版本
v5.14.16
- 设置
CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED、CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM 编译选项
问题描述：
目前存在 kmalloc-128 空闲链表：
freelist -> A -> B -> C -> D -> ......next 指针存放在 object + 0x40 处，即 offset = 0x40
A 的地址和部分内容如下：
1 2 3 4 5 | 0xffff888005ede200: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede210: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede220: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede230: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede240: 0x1d947f537ffab314 0x0000000000000000
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B 的地址和部分内容如下：
1 2 3 4 5 | 0xffff888005edee00: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005edee10: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005edee20: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005edee30: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005edee40: 0x1d987f537ffaba14 0x0000000000000000
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C 的地址和部分内容如下：
1 2 3 4 5 | 0xffff888005ede700: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede710: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede720: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede730: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede740: 0x1d917f537ffabb14 0x0000000000000000
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D 的地址和部分内容如下：
1 2 3 4 5 | 0xffff888005ede600: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede610: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede620: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede630: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0xffff888005ede640: 0x1d907f537ffab294 0x0000000000000000
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next 指针的加密方式为:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
unsigned long ptr_addr)
{
#ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
#else
return ptr;
#endif
}
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但是这里调试发现一个问题：ptr 和 ptr_addr 的高两字节都是 0xffff，所以最后异或出来 ptr ^ ptr_addr ^ cookie 的高两字节应该就是 cookie 的高两字节，也就是说每个 next 指针的高两字节都是相同的，但是这里 A 的 next = 0x1d947f537ffab314 高两字节为 0x1d94，B 的 next = 0x1d987f537ffaba14 高两字节为 0x1d98，这两者并不相同
不仅如此，对于 kmalloc-128，在我的环境下，其同一个 slab cache 中高 52 bit 是相同的，所以加密后的指针高 52 bit 应该也是相同的，其就是 cookie 的高 52 bit，但是这里异或出来发现高 52 bit 并非完全相同（大部分是相同的）
自己的探索：
我按照 ptr ^ ptr_addr ^ cookie 的方式去恢复 cookie，发现同一个 slab cache 利用不同堆块恢复出来的居然不同？按照源码来看，这个 random(cookie) 是针对 slab cache 的，所以这里选择不同堆块恢复出来的应该是一样的才对
笔者的问题：
请问在设置了 CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED 编译选项下 next 指针的加密方式到底是什么？为什么按照源码中的加密逻辑去推理调试却得到不同的 cookie 并且高两字节居然不相同
========================= 后续 ===========================
自己解决了
又审计了一下源码，发现源码中对 ptr_addr 进行了一个 swab 操作很奇怪（之前眼睛瞎了，自动忽视了），跟进去发现其定义如下：主要看 64位的
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 |
#ifdef __HAVE_BUILTIN_BSWAP64__
#define __swab64(x) (__u64)__builtin_bswap64((__u64)(x))
#else
#define __swab64(x) \
(__builtin_constant_p((__u64)(x)) ? \
___constant_swab64(x) : \
__fswab64(x))
#endif
static __always_inline unsigned long __swab(const unsigned long y)
{
#if __BITS_PER_LONG == 64
return __swab64(y);
#else /* __BITS_PER_LONG == 32 */
return __swab32(y);
#endif
}
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可以看到会进行字节上的交换....感觉这里应该就是防止堆块地址大量字节相同导致泄漏 cookie 而加的保护，也就是上面说的异或出来的值高 52 bit 就是 cookie 值
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最后于 2024-5-9 13:08
被XiaozaYa编辑
，原因：
