glibc getaddrinfo 栈缓冲区溢出漏洞(CVE-2015-7547)

### 1. 漏洞概要 Glibc是GNU发布的LIBC库的C运行库，Glibc是Linux系统中最底层的API，基本其它任何运行库都会依赖于Glibc。Glibc除了封装Linux操作系统所提供的系统服务外，还提供了其它的必要服务的实现。由于 Glibc 几乎包含所有的 UNIX 通行的标准，可以说是操作系统重要支撑库。  Glibc中的 DNS 解析器中存在基于栈的缓冲区溢出漏洞，当在程序中调用`Getaddrinfo`函数时，攻击者自定义域名或是通过中间人攻击利用该漏洞控制用户系统。比如攻击者向用户发送带有指向恶意域名的链接的邮件，一旦用户点击该链接，攻击者构造合法的DNS请求时、以过大的DNS数据回应便会形成堆栈缓存区溢出并执行远程代码，达到完全控制用户操作系统。 > 该漏洞影响Glibc 2.9以后的所有版本，虽然可以进行远程执行攻击,攻击者还需要解决绕过ASLR系统安全机制。 ### 2. 漏洞复现 Google提供的POC由两部分组成: * 执行`CVE-2015-7547-POC.py`作为一个伪造的DNS服务器，会向DNS客户端发送构造的验证数据，包含超长字符串。  * 执行编译好的`CVE-2015-7547-CLIENT.c`作为客户端，向此DNS服务器进行查询，会在收到数据后导致程序崩溃。实测其它调用Glibc的程序也会因查询域名导致崩溃。  实测其它调用Glibc的程序也会因查询域名导致崩溃。伪造DNS服务器发出的POC数据，在TCP DNS数据中包含了大量字符“B”,如下 :  使用IDA远程调试 Debian 系统上的CVE-2015-7547-CLIENT，在调用Glibc的 `Getaddrinfo` 函数时出现崩溃，崩溃现场的状态如下:  由于产生溢出覆盖，`EDX`寄存器的值被控制为`0x42424242`，处在未使用的地址段，导致在对`[EDX+3]`进行寻址访问时造成异常。此时函数调用栈如下:  栈空间中被覆盖的数据如下:  ### 3.漏洞原因和利用 Glibc中导致此漏洞的函数调用顺序如下： ``` getaddrinfo (getaddrinfo.c) -> _nss_dns_gethostbyname4_r (dns-host.c) -> __libc_res_nsearch (res_query.c) -> __libc_res_nquery (res_query.c) -> __libc_res_nsend (res_send.c) -> send_vc (res_send.c) ``` 存在溢出漏洞的缓冲区是在_nss_dns_gethostbyname4_r函数中申请的。   可以看到在_nss_dns_gethostbyname4_r函数中，使用alloca函数申请了2048字节的内存空间。alloca函数的功能是动态开辟栈地址空间，但如果参数是个固定大小的值，汇编代码就生成为把ESP减去固定值。调试分析栈的布局可以发现，host_buffer等局部变量是处在栈的高地址，alloca分配的内存是处在栈的低地址，这2048字节被溢出之后会覆盖掉host_buffer等变量。  从以上两图可以看出，进入_nss_dns_gethostbyname4_r函数时，返回地址所在栈中的位置是0xBFFFF560。而当完成溢出覆盖导致访问异常时，此返回地址处的值已经被改写为0x42424242。 _nss_dns_gethostbyname4_r函数中调用了__libc_res_nsearch函数进行实际域名查询，把局部变量host_buffer的栈地址作为参数传递进去，用于保存DNS服务器数据的实际存储地址。最终会调用到send_vc函数，在接收大于2048字节的数据之前，本应该在判断缓冲区大小不够时去分配更大的堆内存，但由于存在一段不太成熟的测试代码结果造成了逻辑错误，使得判断缓冲区过小的条件永远不成立，这样就不会去分配大内存，导致数据保存到alloca分配的栈内存中，造成缓冲区溢出。在最新发布的glibc 2.23版补丁中，这段不成熟的代码已被删掉，解决了此漏洞。 POC导致程序崩溃的原因，是由于出现缓冲区溢出后，在__libc_res_nquery函数中会访问host_buffer指针所指向的地址，但此值已经被覆盖为0x42424242，是不可访问的地址，需要把这个值覆盖为一个可访问地址。 为了实现漏洞利用，要覆盖_nss_dns_gethostbyname4_r函数的返回地址。但是在此函数返回之前，还要进行一次free的操作。会判断host_buffer指针是否还是alloca分配的栈地址，如果被改变了，就说明又重新分配了堆内存，需要进行内存释放。但如果此变量被溢出覆盖成其它值了，就会导致释放这个非堆内存地址时，出现程序异常，不能继续加载返回地址。所以解决的办法是，在溢出覆盖后要么不改变这个指针的栈地址值，要么修改为一个有效的堆块起始地址。Glibc模块在函数代码中没有进行栈溢出检查，之后即可在函数返回时控制程序流程。 但是在开启地址随机化的情况下，如果没有办法泄露内存地址布局，单独靠这一漏洞是无法成功利用的。 ### 4. 漏洞分析（该部分内容来自用户k0sh1） 在回溯过程中，我们需要着重观察的是，究竟是何时栈中被畸形字符串覆盖，又是在何处，导致畸形字符串的读取。 首先我们就从离崩溃现场已知最远端入手，进行分析。根据bt回溯的信息，我们可以看到nss_dns_gethostbyname4_r是nss_dns/dns-host.c中的函数，这个.c文件对应的动态链接库是libnss_dns.so.2，那么我们需要在加载动态链接库后对这个函数下断点，我们使用gdb中的catch load libnss_dns.so.2对动态链接库加载进行跟踪。 ``` gdb-peda$ catch load libnss_dns.so.2 Catchpoint 1 (load) gdb-peda$ run Starting program: /root/Desktop/CVE-2015-7547-master/CVE-2015-7547-master/gclient [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0xbfffe98c --> 0xbfffeb50 ("libnss_dns.so.2") EBX: 0xb7fff000 --> 0x22f0c ECX: 0x4 EDX: 0x9 ('\t') ESI: 0x0 EDI: 0x4 EBP: 0xbfffe868 --> 0xbfffe9c8 --> 0xbfffeb88 --> 0xbfffebb8 --> 0xbffff0e8 --> 0xbffff218 --> 0xbffff268 --> 0x0 ESP: 0xbfffe800 --> 0x804bff0 --> 0xb7e04000 --> 0x464c457f EIP: 0xb7fef15a (<dl_open_worker+970>: nop) EFLAGS: 0x202 (carry parity adjust zero sign trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7fef153 <dl_open_worker+963>: test eax,eax 0xb7fef155 <dl_open_worker+965>: je 0xb7fef15b <dl_open_worker+971> 0xb7fef157 <dl_open_worker+967>: mov eax,DWORD PTR [ebp+0x8] => 0xb7fef15a <dl_open_worker+970>: nop 0xb7fef15b <dl_open_worker+971>: mov eax,DWORD PTR [ebp+0x8] 0xb7fef15e <dl_open_worker+974>: sub esp,0xc 0xb7fef161 <dl_open_worker+977>: mov ecx,DWORD PTR [eax+0x1c] 0xb7fef164 <dl_open_worker+980>: mov edx,DWORD PTR [eax+0x18] [------------------------------------stack-------------------------------------] [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Catchpoint 1 Inferior loaded /lib/i386-linux-gnu/libnss_dns.so.2 /lib/i386-linux-gnu/libresolv.so.2 0xb7fef15a in dl_open_worker (a=0xbfffe98c) at dl-open.c:572 572 dl-open.c: No such file or directory. ``` 程序中断后，说明动态链接库已经被加载，这时，我们就可以给_nss_dns_gethostbyname4_r下断点了。 ``` gdb-peda$ delete gdb-peda$ b _nss_dns_gethostbyname4_r Breakpoint 2 at 0xb7e064d0: file nss_dns/dns-host.c, line 284. gdb-peda$ run Starting program: /root/Desktop/CVE-2015-7547-master/CVE-2015-7547-master/gclient [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0xbffff0c4 --> 0x0 EBX: 0xb7fd3000 --> 0x19cd64 ECX: 0xbfffeb27 --> 0x0 EDX: 0xb7e064d0 (<_nss_dns_gethostbyname4_r>: push ebp) ESI: 0xb7e064d0 (<_nss_dns_gethostbyname4_r>: push ebp) EDI: 0x420 EBP: 0xbffff0e8 --> 0xbffff218 --> 0xbffff268 --> 0x0 ESP: 0xbfffebac --> 0xb7efddbc (<gaih_inet+3495>: add esp,0x20) EIP: 0xb7e064d0 (<_nss_dns_gethostbyname4_r>: push ebp) EFLAGS: 0x286 (carry PARITY adjust zero SIGN trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7e064c8 <_nss_dns_gethostbyname_r+136>: pop ebx 0xb7e064c9 <_nss_dns_gethostbyname_r+137>: ret 0xb7e064ca: lea esi,[esi+0x0] => 0xb7e064d0 <_nss_dns_gethostbyname4_r>: push ebp 0xb7e064d1 <_nss_dns_gethostbyname4_r+1>: mov ebp,esp 0xb7e064d3 <_nss_dns_gethostbyname4_r+3>: push edi 0xb7e064d4 <_nss_dns_gethostbyname4_r+4>: push esi 0xb7e064d5 <_nss_dns_gethostbyname4_r+5>: push ebx [------------------------------------stack-------------------------------------] [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Breakpoint 2, _nss_dns_gethostbyname4_r (name=0x8048653 "foo.bar.google.com", pat=0xbffff0c8, buffer=0xbfffebd0 "\377\002", buflen=0x420, errnop=0xbffff0c4, herrnop=0xbffff0b0, ttlp=0x0) at nss_dns/dns-host.c:284 284 nss_dns/dns-host.c: No such file or directory. ``` 顺利在入口处断了下来，这时我们继续按c，进行continue操作发现直接到达漏洞现场，这个过程就不展示了，可以在跟踪调试时进行，这说明进入此函数是漏洞触发前唯一一次调用到_nss_dns_gethostbyname4_r函数的位置，我们通过bt来观察一下。 ``` gdb-peda$ bt #0 _nss_dns_gethostbyname4_r (name=0x8048653 "foo.bar.google.com", pat=0xbffff0c8, buffer=0xbfffebd0 "\377\002", buflen=0x420, errnop=0xbffff0c4, herrnop=0xbffff0b0, ttlp=0x0) at nss_dns/dns-host.c:284 #1 0xb7efddbc in gaih_inet (name=<optimized out>, name@entry=0x8048653 "foo.bar.google.com", service=<optimized out>, req=0xbffff23c, pai=0xbffff1fc, naddrs=0xbffff1c4) at ../sysdeps/posix/getaddrinfo.c:862 #2 0xb7f0023e in __GI_getaddrinfo (name=<optimized out>, service=0x8048650 "22", hints=0xbffff23c, pai=0xbffff234) at ../sysdeps/posix/getaddrinfo.c:2417 #3 0x08048588 in main () #4 0xb7e4d5cb in __libc_start_main (main=0x804853b <main>, argc=0x1, argv=0xbffff314, init=0x80485d0 <__libc_csu_init>, fini=0x8048630 <__libc_csu_fini>, rtld_fini=0xb7feb210 <_dl_fini>, stack_end=0xbffff30c) at libc-start.c:289 #5 0x08048461 in _start () ``` 整个过程调用非常清晰，#3位置在主函数里，紧接着#2调用了我们的漏洞函数getaddrinfo，调用后某个位置我们调用了nss_dns_gethostbyname4_r函数，在到达此函数时，我们在poc端进行观察，发现poc并没有发送畸形字符串，在此函数入口，我们通过参数观察，也没有看到有畸形字符串加载进来。 这一点说明在getaddrinfo函数到nss_dns_gethostbyname之间没有涉及到畸形字符串获取，也就是说和漏洞无关，那么我们可以跳过这段调试，直接从_nss_gethostbyname4_r入手继续寻找。 接下来，我们通过最开始的bt堆栈调用，对后面几个函数进行分析，如果想在之后的调用位置下断点，需要继续对libresolv.so.2的加载进行跟踪，那么接下来，为了能够快速定位，我们就利用最开始回溯堆栈调用给予的信息，对#0，#1，#2三处下断点，首先利用catch load libresolv.so.2对动态链接库下断点，中断后，我们首先来到第一个#2位置。 ``` gdb-peda$ b __libc_res_nsearch Breakpoint 4 at 0xb7df5240: file res_query.c, line 342. gdb-peda$ run Starting program: /opt/gclient [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0xffffffb8 EBX: 0xb7e0d000 --> 0x5ec8 ECX: 0xbfffe200 --> 0x0 EDX: 0x0 ESI: 0xb7e35940 (0xb7e35940) EDI: 0x8048653 ("foo.bar.google.com") EBP: 0xbfffea68 --> 0xbfffefa8 --> 0xbffff0d8 --> 0xbffff128 --> 0x0 ESP: 0xbfffe1cc --> 0xb7e09590 (<_nss_dns_gethostbyname4_r+192>: add esp,0x30) EIP: 0xb7df5240 (<__GI___libc_res_nsearch>: push ebp) EFLAGS: 0x292 (carry parity ADJUST zero SIGN trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df5238 <__GI___res_hostalias+440>: ret 0xb7df5239 <__GI___res_hostalias+441>: call 0xb7dfca50 <__stack_chk_fail_local> 0xb7df523e: xchg ax,ax => 0xb7df5240 <__GI___libc_res_nsearch>: push ebp 0xb7df5241 <__GI___libc_res_nsearch+1>: push edi 0xb7df5242 <__GI___libc_res_nsearch+2>: push esi 0xb7df5243 <__GI___libc_res_nsearch+3>: push ebx 0xb7df5244 <__GI___libc_res_nsearch+4>: call 0xb7df06e0 <__x86.get_pc_thunk.bx> [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Breakpoint 4, __GI___libc_res_nsearch (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=0x8048653 "foo.bar.google.com", class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe200 "", anslen=0x800, answerp=0xbfffea2c, answerp2=0xbfffea30, nanswerp2=0xbfffea34, resplen2=0xbfffea38, answerp2_malloced=0xbfffea3c) at res_query.c:342 342 res_query.c: No such file or directory. ``` 可以看到，此函数调用时，还是我们程序对应的地址内容，那么接下来，到达#1位置。 ``` gdb-peda$ b __libc_res_nquerydomain Breakpoint 5 at 0xb7df4eb0: file res_query.c, line 563. gdb-peda$ run Starting program: /opt/gclient [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0xb7fd6340 --> 0x5 EBX: 0xb7e04000 --> 0x14ed4 ECX: 0xbfffea2c --> 0xbfffe200 --> 0x0 EDX: 0x8048653 ("foo.bar.google.com") ESI: 0x3 EDI: 0xb7fd6340 --> 0x5 EBP: 0xbfffea30 --> 0x0 ESP: 0xbfffdd2c --> 0xb7df54cb (<__GI___libc_res_nsearch+651>: add esp,0x30) EIP: 0xb7df4eb0 (<__libc_res_nquerydomain>: push ebp) EFLAGS: 0x292 (carry parity ADJUST zero SIGN trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df4ea4 <__GI___libc_res_nquery+1716>: push eax 0xb7df4ea5 <__GI___libc_res_nquery+1717>: call 0xb7df0680 <__assert_fail@plt> 0xb7df4eaa: lea esi,[esi+0x0] => 0xb7df4eb0 <__libc_res_nquerydomain>: push ebp 0xb7df4eb1 <__libc_res_nquerydomain+1>: push edi 0xb7df4eb2 <__libc_res_nquerydomain+2>: mov edi,eax 0xb7df4eb4 <__libc_res_nquerydomain+4>: push esi 0xb7df4eb5 <__libc_res_nquerydomain+5>: push ebx [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Breakpoint 5, __libc_res_nquerydomain ( statp=statp@entry=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=name@entry=0x8048653 "foo.bar.google.com", domain=0x0, class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe200 "", anslen=0x800, answerp=0xbfffea2c, answerp2=0xbfffea30, nanswerp2=0xbfffea34, resplen2=0xbfffea38, answerp2_malloced=0xbfffea3c) at res_query.c:563 563 res_query.c: No such file or directory. ``` 可以看到，此时还是正常，接下来来到#0位置。 ``` gdb-peda$ b __libc_res_nquery Breakpoint 6 at 0xb7df47f0: file res_query.c, line 124. gdb-peda$ run Starting program: /opt/gclient [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0x11 EBX: 0xb7e04000 --> 0x14ed4 ECX: 0x13 EDX: 0x5 ESI: 0x8048653 ("foo.bar.google.com") EDI: 0xb7fd6340 --> 0x5 EBP: 0x0 ESP: 0xbfffd8ac --> 0xb7df4fa1 (<__libc_res_nquerydomain+241>: add esp,0x30) EIP: 0xb7df47f0 (<__GI___libc_res_nquery>: push ebp) EFLAGS: 0x292 (carry parity ADJUST zero SIGN trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df47eb: xchg ax,ax 0xb7df47ed: xchg ax,ax 0xb7df47ef: nop => 0xb7df47f0 <__GI___libc_res_nquery>: push ebp 0xb7df47f1 <__GI___libc_res_nquery+1>: mov edx,0x220 0xb7df47f6 <__GI___libc_res_nquery+6>: mov ebp,esp 0xb7df47f8 <__GI___libc_res_nquery+8>: push edi 0xb7df47f9 <__GI___libc_res_nquery+9>: push esi [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Breakpoint 6, __GI___libc_res_nquery (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=0x8048653 "foo.bar.google.com", class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe200 "", anslen=0x800, answerp=0xbfffea2c, answerp2=0xbfffea30, nanswerp2=0xbfffea34, resplen2=0xbfffea38, answerp2_malloced=0xbfffea3c) at res_query.c:124 124 res_query.c: No such file or directory. ``` 可以看到此时依然正常，这说明漏洞位置就出现在libc_res_nquery函数中，那么我们接下来，在对此函数进行跟踪分析之前，我们来通过源码来总结一下之前的调用过程。 ``` _nss_dns_gethostbyname4_r (const char *name, struct gaih_addrtuple **pat, char *buffer, size_t buflen, int *errnop, int *herrnop, int32_t *ttlp) { …… //省略过程 …… host_buffer.buf = orig_host_buffer = (querybuf *) alloca (2048);//开辟2048空间，重要！ u_char *ans2p = NULL; int nans2p = 0; int resplen2 = 0; int ans2p_malloced = 0; int olderr = errno; enum nss_status status; //调用__libc_res_nsearch int n = __libc_res_nsearch (&_res, name, C_IN, T_UNSPEC, host_buffer.buf->buf, 2048, &host_buffer.ptr, &ans2p, &nans2p, &resplen2, &ans2p_malloced); ``` 可以看到这里为host_buffer作为querybuf开辟了2048字节的缓冲区，这也是后面漏洞在res_nquery形成的关键点。我将几次函数调用写在一起，省略了部分过程（毕竟不重要），这里我们还观察一下libc_res_nsearch调用的第五个参数，也就是2048空间对应的地址位置，接下来。 ``` int __libc_res_nsearch(res_state statp, const char *name, /* domain name */ int class, int type, /* class and type of query */ u_char *answer, /* buffer to put answer */ int anslen, /* size of answer */ u_char **answerp, u_char **answerp2, int *nanswerp2, int *resplen2, int *answerp2_malloced) { …… 省略过程 …… //调用_libc_res_nquerydomain ret = __libc_res_nquerydomain(statp, name, NULL, class, type, answer, anslen, answerp, answerp2, nanswerp2, resplen2, answerp2_malloced); ``` 还记得刚才我们提到的第五个参数吗，就是现在的*answerp，紧接着继续调用到最后的处理函数。 ``` static int __libc_res_nquerydomain(res_state statp, const char *name, const char *domain, int class, int type, /* class and type of query */ u_char *answer, /* buffer to put answer */ int anslen, /* size of answer */ u_char **answerp, u_char **answerp2, int *nanswerp2, int *resplen2, int *answerp2_malloced) { …… 省略过程 …… //调用libc_res_nquery return (__libc_res_nquery(statp, longname, class, type, answer, anslen, answerp, answerp2, nanswerp2, resplen2, answerp2_malloced)); } ``` 还是answer变量值得关注，接下来的分析中会提到这一点，这个answer函数对应的位置就是已经分配的2048空间，而在函数进行read操作时，并没有对DNS返回的字符串畸形检查，而直接拷贝字符串了到数组空间了！ 那么进入到res_nquery之后，我们需要对这个函数进行单步跟踪分析，因为一直到这个函数前，PoC端都没有反应，可见此时还是在本机进行了一些读取操作，后面查询操作时，才涉及到和DNS交互。单步跟踪，在某函数位置发现了问题。 ``` gdb-peda$ run Starting program: /root/Desktop/CVE-2015-7547-master/CVE-2015-7547-master/gclient [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0x804c728 --> 0x35000002 EBX: 0xb7e01000 --> 0x14ed4 ECX: 0x0 EDX: 0xb7fd6340 --> 0x5 ESI: 0x0 EDI: 0xb7fd6514 --> 0xffffffff EBP: 0xb7fd6340 --> 0x5 ESP: 0xbfffd5d0 --> 0xbfffd764 --> 0x1006d EIP: 0xb7df3702 (<__libc_res_nsend+354>: mov eax,DWORD PTR [esp+0x158]) EFLAGS: 0x246 (carry PARITY adjust ZERO sign trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df36f6 <__libc_res_nsend+342>: mov esi,DWORD PTR [esp+0x1c] 0xb7df36fa <__libc_res_nsend+346>: test esi,esi 0xb7df36fc <__libc_res_nsend+348>: jne 0xb7df4145 <__libc_res_nsend+2981> => 0xb7df3702 <__libc_res_nsend+354>: mov eax,DWORD PTR [esp+0x158] 0xb7df3709 <__libc_res_nsend+361>: mov esi,DWORD PTR [ebp+0x0] 0xb7df370c <__libc_res_nsend+364>: mov DWORD PTR [esp+0x9c],0x0 0xb7df3717 <__libc_res_nsend+375>: mov DWORD PTR [esp+0x74],eax 0xb7df371b <__libc_res_nsend+379>: mov eax,DWORD PTR [esp+0x4] [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Breakpoint 2, __libc_res_nsend (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, buf=0xbfffd740 "\362 \001", buflen=0x24, buf2=0xbfffd764 "m", buflen2=0x24, ans=0xbfffe340 "", anssiz=0x800, ansp=0xbfffeb6c, ansp2=0xbfffeb70, nansp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, ansp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_send.c:564 564 res_send.c: No such file or directory. ``` 我们进入到一处res_nsend函数，在进入前一切还正常，我们直接通过finish来执行到函数返回位置。 ``` gdb-peda$ finish Run till exit from #0 __libc_res_nsend (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, buf=0xbfffd740 "\362 \001", buflen=0x24, buf2=0xbfffd764 "m", buflen2=0x24, ans=0xbfffe340 "", anssiz=0x800, ansp=0xbfffeb6c, ansp2=0xbfffeb70, nansp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, ansp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_send.c:564 [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0xbcc EBX: 0xb7e01000 --> 0x14ed4 ECX: 0x1 EDX: 0xffffffff ESI: 0xb7fd6340 --> 0x5 EDI: 0xbfffe340 --> 0x4242006d ('m') EBP: 0xbfffd9e8 --> 0x0 ESP: 0xbfffd710 --> 0xb7fd6340 --> 0x5 EIP: 0xb7df191b (<__GI___libc_res_nquery+299>: mov DWORD PTR [ebp-0x30],eax) EFLAGS: 0x286 (carry PARITY adjust zero SIGN trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df1912 <__GI___libc_res_nquery+290>: push DWORD PTR [ebp-0x30] 0xb7df1915 <__GI___libc_res_nquery+293>: push esi 0xb7df1916 <__GI___libc_res_nquery+294>: call 0xb7df35a0 <__libc_res_nsend> => 0xb7df191b <__GI___libc_res_nquery+299>: mov DWORD PTR [ebp-0x30],eax 0xb7df191e <__GI___libc_res_nquery+302>: mov eax,DWORD PTR [ebp-0x40] 0xb7df1921 <__GI___libc_res_nquery+305>: add esp,0x30 0xb7df1924 <__GI___libc_res_nquery+308>: test eax,eax 0xb7df1926 <__GI___libc_res_nquery+310>: jne 0xb7df1b50 <__GI___libc_res_nquery+864> [------------------------------------stack-------------------------------------] 0000| 0xbfffd710 --> 0xb7fd6340 --> 0x5 0004| 0xbfffd714 --> 0xbfffd740 --> 0x120f2 0008| 0xbfffd718 --> 0x24 ('$') 0012| 0xbfffd71c --> 0xbfffd764 --> 0x1006d 0016| 0xbfffd720 --> 0x24 ('$') 0020| 0xbfffd724 --> 0xbfffe340 --> 0x4242006d ('m') 0024| 0xbfffd728 --> 0x10000 0028| 0xbfffd72c --> 0xbfffeb6c ('B' <repeats 200 times>...) [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value 0xb7df191b in __GI___libc_res_nquery (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=0x8048653 "foo.bar.google.com", class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe340 "m", anslen=0x800, answerp=0xbfffeb6c, answerp2=0xbfffeb70, nanswerp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, answerp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_query.c:227 227 res_query.c: No such file or directory. ``` 在代码区，我们可以看到现在所处的位置是0xb7df191b的位置，而在这个位置上面的地址，执行了call __libc_res_nsend函数，当函数返回后，我们发现在栈中bfffeb6c的位置，出现了我们的畸形字符串B，而PoC端此时也执行了发送操作。我们来看一下bfffeb6c此时的值。 ``` 0xbfffeb9c: 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0xbfffeba4: 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0xbfffebac: 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0xbfffebb4: 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0xbfffebbc: 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0xbfffebc4: 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0x42 0xbfffebcc: 0x42 0x42 0x42 0x42 ``` 已经覆盖了大量的42424242，那么我们可以定位出现问题的地方在__libc_res_nsend中。在res_query.c中，我们可以看到res_nquery函数对res_nsend的调用。而且也只有这一处调用了res_nsend。 ``` int __libc_res_nquery(res_state statp, const char *name, /* domain name */ int class, int type, /* class and type of query */ u_char *answer, /* buffer to put answer */ int anslen, /* size of answer buffer */ u_char **answerp, /* if buffer needs to be enlarged */ u_char **answerp2, int *nanswerp2, int *resplen2, int *answerp2_malloced) { HEADER *hp = (HEADER *) answer; HEADER *hp2; int n, use_malloc = 0; u_int oflags = statp->_flags; …… 省略过程 …… assert (answerp == NULL || (void *) *answerp == (void *) answer); //漏洞触发函数 n = __libc_res_nsend(statp, query1, nquery1, query2, nquery2, answer, anslen, answerp, answerp2, nanswerp2, resplen2, answerp2_malloced); if (use_malloc) free (buf); ``` 接下来，我们要着重关注一下libc_res_nsend函数，首先我们跟踪调试时发现程序会进入一处if语句判断，进入send_vc和send_dg函数，在send_vc函数中发现了socket和connect连接语句，在连接语句执行结束时，poc端提示connect 127.0.0.1，也就是执行了连接操作。 ``` gdb-peda$ n [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0x3 EBX: 0xb7e01000 --> 0x14ed4 ECX: 0xbfffd2e0 --> 0x2 EDX: 0xb7e01000 --> 0x14ed4 ESI: 0xbfffeb78 --> 0x0 EDI: 0xb7fd6514 --> 0xffffffff EBP: 0xb7fd6340 --> 0x5 ESP: 0xbfffd2e0 --> 0x2 EIP: 0xb7df2b64 (<send_vc+244>: add esp,0x10) EFLAGS: 0x203 (CARRY parity adjust zero sign trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df2b5b <send_vc+235>: movzx eax,WORD PTR [eax] 0xb7df2b5e <send_vc+238>: push eax 0xb7df2b5f <send_vc+239>: call 0xb7ded620 <socket@plt> => 0xb7df2b64 <send_vc+244>: add esp,0x10 0xb7df2b67 <send_vc+247>: test eax,eax 0xb7df2b69 <send_vc+249>: mov DWORD PTR [ebp+0x1c4],eax 0xb7df2b6f <send_vc+255>: js 0xb7df312a <send_vc+1722> 0xb7df2b75 <send_vc+261>: mov edi,DWORD PTR [esp+0x48] [------------------------------------stack-------------------------------------] 0000| 0xbfffd2e0 --> 0x2 0004| 0xbfffd2e4 --> 0x1 0008| 0xbfffd2e8 --> 0x0 0012| 0xbfffd2ec --> 0xb7e433e8 --> 0x72647800 ('') 0016| 0xbfffd2f0 --> 0xb7fd8900 --> 0xb7e36000 --> 0x464c457f 0020| 0xbfffd2f4 --> 0xbfffeb74 --> 0x0 0024| 0xbfffd2f8 --> 0xbfffeb6c --> 0x804c748 --> 0x8083ab32 0028| 0xbfffd2fc --> 0xbfffd728 --> 0x10000 [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value 725 in res_send.c Breakpoint 2, send_vc (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, buf=0xbfffd740 "B6\001", buflen=0x24, buf2=0xbfffd764 "\t\374\001", buflen2=0x24, ansp=0xbfffd65c, anssizp=0xbfffd728, terrno=0xbfffd668, ns=0x0, anscp=0xbfffeb6c, ansp2=0xbfffeb70, anssizp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, ansp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_send.c:669 669 res_send.c: No such file or directory. ``` 连接后，我们继续单步跟进，poc端收到了tcp的请求，同时，glibc接收到了畸形字符串，通过read函数读取，我们可以来观察一下读取前后的情况，在此之前，我们通过bt观察一下某个之前提到的重点变量，就是保存了2048缓冲区的重点变量。 ``` gdb-peda$ bt #0 send_vc (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, buf=0xbfffd740 "\274\206\001", buflen=0x24, buf2=0xbfffd764 "\264\316\001", buflen2=0x24, ansp=0xbfffd65c, anssizp=0xbfffd728, terrno=0xbfffd668, ns=0x0, anscp=0xbfffeb6c, ansp2=0xbfffeb70, anssizp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, ansp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_send.c:669 #1 0xb7df3c4e in __libc_res_nsend (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, buf=0xbfffd740 "\274\206\001", buflen=0x24, buf2=0xbfffd764 "\264\316\001", buflen2=0x24, ans=0xbfffe340 "", anssiz=0x10000, ansp=0xbfffeb6c, ansp2=0xbfffeb70, nansp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, ansp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_send.c:554 #2 0xb7df191b in __GI___libc_res_nquery (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=0x8048653 "foo.bar.google.com", class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe340 "", anslen=0x800, answerp=0xbfffeb6c, answerp2=0xbfffeb70, nanswerp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, answerp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_query.c:227 #3 0xb7df1fa1 in __libc_res_nquerydomain ( statp=statp@entry=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=name@entry=0x8048653 "foo.bar.google.com", domain=0x0, class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe340 "", anslen=0x800, answerp=0xbfffeb6c, answerp2=0xbfffeb70, nanswerp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, answerp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_query.c:594 #4 0xb7df24cb in __GI___libc_res_nsearch (statp=0xb7fd6340 <_res@GLIBC_2.0>, name=0x8048653 "foo.bar.google.com", class=0x1, type=0xf371, answer=0xbfffe340 "", anslen=0x800, answerp=0xbfffeb6c, answerp2=0xbfffeb70, nanswerp2=0xbfffeb74, resplen2=0xbfffeb78, answerp2_malloced=0xbfffeb7c) at res_query.c:381 ``` 这里我们要好好分析一下，首先是#4处的answer，地址是0xbfffe340，之前我们提到过，这里时开辟的2048长度地址的缓冲区，后面的anslen=0x800也是长度，2048，接下来在#3中，answer地址没有变化继续传递，接下来在res_nquery中，依然没有变化，最后到达关键函数send_vc的时候，我们可以看到ansp=0xbfffd65c，这个地址非常有意思，首先在函数入口处，我们可以看一下这个地址的中存放的值。 ``` gdb-peda$ x/10x 0xbfffd65c 0xbfffd65c: 0xbfffe340 0xbfffd764 0xbfffd770 0x0000006e 0xbfffd66c: 0x000009e8 0x56cd507c 0x1d20b5f8 0x00000003 0xbfffd67c: 0x00010001 0xbfffd740 ``` 还是0xbfffe340，那么这个地址很有可能是地址指针的指针，也就是类似于**ansp这样的形式！接下来这个值是如何传递的呢，我们可以分析一下。请注意我单行的注释。 ``` static int send_vc(res_state statp, const u_char *buf, int buflen, const u_char *buf2, int buflen2, u_char **ansp, int *anssizp,//ansp是2048缓冲区对应地址 int *terrno, int ns, u_char **anscp, u_char **ansp2, int *anssizp2, int *resplen2, int *ansp2_malloced) { const HEADER *hp = (HEADER *) buf; const HEADER *hp2 = (HEADER *) buf2; u_char *ans = *ansp;//对应地址的传递 int orig_anssizp = *anssizp; // XXX REMOVE // int anssiz = *anssizp; HEADER *anhp = (HEADER *) ans; …… …… if (statp->_vcsock < 0 || (statp->_flags & RES_F_VC) == 0) { if (statp->_vcsock >= 0) __res_iclose(statp, false); //这里建立socket连接 statp->_vcsock = socket(nsap->sin6_family, SOCK_STREAM, 0); if (statp->_vcsock < 0) { *terrno = errno; Perror(statp, stderr, "socket(vc)", errno); return (-1); } __set_errno (0); //connect操作，客户端会提示connect 127.0.0.1 if (connect(statp->_vcsock, (struct sockaddr *)nsap, nsap->sin6_family == AF_INET ? sizeof (struct sockaddr_in) : sizeof (struct sockaddr_in6)) < 0) { *terrno = errno; Aerror(statp, stderr, "connect/vc", errno, (struct sockaddr *) nsap); __res_iclose(statp, false); return (0); } statp->_flags |= RES_F_VC; } /*发送部分，无关紧要 * Send length & message */ …… /*接收部分 * Receive length & response */ int recvresp1 = 0; int recvresp2 = buf2 == NULL; uint16_t rlen16; read_len: cp = (u_char *)&rlen16; len = sizeof(rlen16); while ((n = TEMP_FAILURE_RETRY (read(statp->_vcsock, cp, (int)len))) > 0) { cp += n; if ((len -= n) <= 0) break; } if (n <= 0) { *terrno = errno; Perror(statp, stderr, "read failed", errno); __res_iclose(statp, false); /* * A long running process might get its TCP * connection reset if the remote server was * restarted. Requery the server instead of * trying a new one. When there is only one * server, this means that a query might work * instead of failing. We only allow one reset * per query to prevent looping. */ if (*terrno == ECONNRESET && !connreset) { connreset = 1; goto same_ns; } return (0); } int rlen = ntohs (rlen16); int *thisanssizp; u_char **thisansp; int *thisresplenp; if ((recvresp1 | recvresp2) == 0 || buf2 == NULL) { ……//第一次收到，无关紧要，第二次收到将进入下面的else部分 } else { if (*anssizp != MAXPACKET) { …… } else { /* The first reply did not fit into the user-provided buffer. Maybe the second answer will. */ *anssizp2 = orig_anssizp; *ansp2 = *ansp; } thisanssizp = anssizp2; thisansp = ansp2; //此时ansp2会赋值给thisansp，而此时thisansp的值是ansp thisresplenp = resplen2; } …… //此时cp的地址是bfffe340，也就是2048字节缓冲区 cp = *thisansp; 接着read参数会读取这个接收到的参数，第二次接收到时，是长度为超长的字符串，而此时，没有对这个字符串长度进行任何判断！ while (len != 0 && (n = read(statp->_vcsock, (char *)cp, (int)len)) > 0){ cp += n; len -= n; } ``` 看到这里，我们基本可以分析出来为什么PoC要发送两次，而在第二次中，加上了2300个'B'，也就是说在第二次接收时，2048缓冲区对应的变量会赋值给即将接收字符串的缓冲区，而此时，没有对这个缓冲区要接收内容的长度进行处理，从而导致了超长串覆盖，函数返回后，某个地址被覆盖导致dns请求崩溃。 接下来我们可以看一下read前后，缓冲区的变化。 ``` gdb-peda$ n [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0x8fe EBX: 0xb7e01000 --> 0x14ed4 ECX: 0xbfffd65c --> 0xbfffe340 --> 0x0 EDX: 0x10000 ESI: 0xbfffe340 --> 0x0 EDI: 0xbfffeb70 --> 0xbfffe340 --> 0x0 EBP: 0xb7fd6340 --> 0x5 ESP: 0xbfffd2f0 --> 0xb7fd8900 --> 0xb7e36000 --> 0x464c457f EIP: 0xb7df2eba (<send_vc+1098>: mov edi,DWORD PTR [edi]) EFLAGS: 0x206 (carry PARITY adjust zero sign trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df2eab <send_vc+1083>: mov WORD PTR [esp+0x5e],ax 0xb7df2eb0 <send_vc+1088>: cmp ax,0xb 0xb7df2eb4 <send_vc+1092>: jbe 0xb7df2fbd <send_vc+1357> => 0xb7df2eba <send_vc+1098>: mov edi,DWORD PTR [edi] 0xb7df2ebc <send_vc+1100>: jmp 0xb7df2ed6 <send_vc+1126> 0xb7df2ebe <send_vc+1102>: xchg ax,ax 0xb7df2ec0 <send_vc+1104>: movzx edx,WORD PTR [esp+0x5e] 0xb7df2ec5 <send_vc+1109>: add edi,eax [------------------------------------stack-------------------------------------] 0000| 0xbfffd2f0 --> 0xb7fd8900 --> 0xb7e36000 --> 0x464c457f 0004| 0xbfffd2f4 --> 0xbfffeb74 --> 0x10000 0008| 0xbfffd2f8 --> 0xbfffeb6c --> 0x804c748 --> 0x80818bf5 0012| 0xbfffd2fc --> 0xbfffd728 --> 0x10000 0016| 0xbfffd300 --> 0xbfffeb70 --> 0xbfffe340 --> 0x0 0020| 0xbfffd304 --> 0x0 0024| 0xbfffd308 --> 0xbfffeb74 --> 0x10000 0028| 0xbfffd30c --> 0x1 [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value 883 in res_send.c gdb-peda$ n [----------------------------------registers-----------------------------------] EAX: 0x8fe EBX: 0xb7e01000 --> 0x14ed4 ECX: 0xbfffe340 --> 0x4242bb5e EDX: 0x8fe ESI: 0xbfffe340 --> 0x4242bb5e EDI: 0xbfffe340 --> 0x4242bb5e EBP: 0xb7fd6340 --> 0x5 ESP: 0xbfffd2f0 --> 0xb7fd8900 --> 0xb7e36000 --> 0x464c457f EIP: 0xb7df2ec0 (<send_vc+1104>: movzx edx,WORD PTR [esp+0x5e]) EFLAGS: 0x202 (carry parity adjust zero sign trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0xb7df2eba <send_vc+1098>: mov edi,DWORD PTR [edi] 0xb7df2ebc <send_vc+1100>: jmp 0xb7df2ed6 <send_vc+1126> 0xb7df2ebe <send_vc+1102>: xchg ax,ax => 0xb7df2ec0 <send_vc+1104>: movzx edx,WORD PTR [esp+0x5e] 0xb7df2ec5 <send_vc+1109>: add edi,eax 0xb7df2ec7 <send_vc+1111>: sub edx,eax 0xb7df2ec9 <send_vc+1113>: movzx eax,dx 0xb7df2ecc <send_vc+1116>: test ax,ax [------------------------------------stack-------------------------------------] 0000| 0xbfffd2f0 --> 0xb7fd8900 --> 0xb7e36000 --> 0x464c457f 0004| 0xbfffd2f4 --> 0xbfffeb74 ('B' <repeats 200 times>...) 0008| 0xbfffd2f8 --> 0xbfffeb6c ('B' <repeats 200 times>...) 0012| 0xbfffd2fc --> 0xbfffd728 --> 0x10000 0016| 0xbfffd300 --> 0xbfffeb70 ('B' <repeats 200 times>...) 0020| 0xbfffd304 --> 0x0 0024| 0xbfffd308 --> 0xbfffeb74 ('B' <repeats 200 times>...) 0028| 0xbfffd30c --> 0x1 [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value 886 in res_send.c ``` 最后我们可以来看一下补丁后的对比 ``` *thisresplenp = rlen; /* Is the answer buffer too small? */ if (*thisanssizp < rlen) { /* If the current buffer is not the the static user-supplied buffer then we can reallocate it. */ if (thisansp != NULL && thisansp != ansp) { /* Always allocate MAXPACKET, callers expect this specific size. */ u_char *newp = malloc (MAXPACKET); if (newp == NULL) { *terrno = ENOMEM; __res_iclose(statp, false); return (0); } *thisanssizp = MAXPACKET; *thisansp = newp; if (thisansp == ansp2) *ansp2_malloced = 1; ``` 可以看到，在官方修复的2.23版本说明中，这里将不再采用静态缓冲区2048，而是会根据用户申请缓冲区的大小来重新分配缓冲区。 ### 5. 漏洞检测 由于glibc 2.9 是在2008年发行的，所以大量Linux 系统都会受到该漏洞影响。若一旦绕过内存防护技术，则该漏洞可以成为一大杀器。被劫持的DNS server进行中间人攻击，可直接批量获取大量主机权限。 利用ldd 命令查看C 库函数版本如下：  > 有趣的是，早在去年的7月份，就有研究人员公布了有关这一漏洞的信息，但当时 此漏洞并没有得到重视。 根据目前的调查情况我们认为此漏洞的级别该视为高危漏洞，Glibc应用于众多Linux发行版本中，所以此类漏洞影响范围十分广泛。该漏洞影响Glibc 2.9以后的所有版本。 ### 6. 漏洞修复 建议广大用户尽快给操作系统打补丁，该漏洞存在于resolv/res_send.c文件中，当getaddrinfo()函数被调用时会触发该漏洞。技术人员可以限制TCP DNS响应包字节的大小，并丢弃超过512字节的UDP DNS数据包来缓解该问题。 有趣的是，早在去年的7月份，就有研究人员公布了有关这一漏洞的信息，但当时 此漏洞并没有得到重视。根据目前的调查情况我们认为此漏洞的级别该视为高危漏洞，glibc应用于众多Linux发行版本中，所以此类漏洞影响范围十分广泛。该漏洞影响glibc 2.9到2.22的所有版本。 ### 7. 相关链接 1. [CVE-2015-7547: glibc getaddrinfo stack-based buffer overflow](https://googleonlinesecurity.blogspot.jp/2016/02/cve-2015-7547-glibc-getaddrinfo-stack.html) 2. [CVE-2015-7547 补丁](https://sourceware.org/ml/libc-alpha/2016-02/msg00416.html) 3. [紧急！Linux 底层函数库“glibc”再现重大安全漏洞！多个 Linux 发行版受影响](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwMTQ2NzY4NA==&mid=403076844&idx=1&sn=657ee0d88806c2f1b1c9d8d687aae77a&scene=0&key=710a5d99946419d9b1d0d10b2383538792cf67e29692e00185ec90053e80301f92a83b3ad88bfff9b2ce8b9254db3498&ascene=0&uin=NjY5NjY5MDgw&version=11020201&pass_ticket=SxQNHpTQu%2BemqqSwok9Ncxcx7i7ras3ry108ltQKsj6oDLTthSm%2B6IOpHAad0BG%2B) 4. [Linux Glibc 函数库漏洞分析(CVE-2015-7547)](http://blog.knownsec.com/2016/02/linux-glibc-cve-2015-7547-analysis/)