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WWW2Exec - atexit(), TLS Storage & その他の乱れたポインタ

{% hint style="success" %} AWSハッキングの学習と実践:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
GCPハッキングの学習と実践: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)

HackTricksのサポート
{% endhint %}

__atexit構造体

{% hint style="danger" %} 現在はこれを悪用するのは非常に珍しいです！ {% endhint %}

atexit()は、他の関数がパラメータとして渡される関数であり、これらの関数は**exit()の実行またはmainの戻り時に実行されます。
これらの関数のアドレスを任意に変更して、例えばシェルコードを指すようにすることができれば、プロセスを制御することができますが、現在はこれがより複雑になっています。
現在、実行される関数へのアドレスはいくつかの構造体の背後に隠されており、最終的にそれが指すアドレスは関数のアドレスではなく、XORで暗号化され、ランダムなキーで変位されています。そのため、現在、この攻撃ベクトルはx86およびx64_86ではあまり有用ではありません**。
暗号化関数は**PTR_MANGLEです。 m68k、mips32、mips64、aarch64、arm、hppaなどの他のアーキテクチャ**は、同じものを返すため、暗号化関数を実装していません。したがって、これらのアーキテクチャはこのベクトルによって攻撃される可能性があります。

これがどのように機能するかの詳細な説明は、https://m101.github.io/binholic/2017/05/20/notes-on-abusing-exit-handlers.htmlで見つけることができます。

link_map

この投稿で説明されているように、プログラムがreturnまたはexit()を使用して終了すると、登録されたデストラクタが呼び出される**__run_exit_handlers()**が実行されます。

{% hint style="danger" %} プログラムが**_exit()関数を使用して終了する場合、exitシスコール**が呼び出され、終了ハンドラは実行されません。したがって、__run_exit_handlers()が実行されることを確認するには、その上にブレークポイントを設定できます。 {% endhint %}

重要なコードは(ソース)です。

ElfW(Dyn) *fini_array = map->l_info[DT_FINI_ARRAY];
if (fini_array != NULL)
{
ElfW(Addr) *array = (ElfW(Addr) *) (map->l_addr + fini_array->d_un.d_ptr);
size_t sz = (map->l_info[DT_FINI_ARRAYSZ]->d_un.d_val / sizeof (ElfW(Addr)));

while (sz-- > 0)
((fini_t) array[sz]) ();
}
[...]




// This is the d_un structure
ptype l->l_info[DT_FINI_ARRAY]->d_un
type = union {
Elf64_Xword d_val;	// address of function that will be called, we put our onegadget here
Elf64_Addr d_ptr;	// offset from l->l_addr of our structure
}

注意してください。map -> l_addr + fini_array -> d_un.d_ptr が 配列の関数の位置を計算 するために使用されています。

いくつかのオプション があります:

  • map->l_addr の値を上書きして、任意のコードを実行するための命令を含む 偽の fini_array を指すようにします。
  • メモリ上でほぼ連続している l_info[DT_FINI_ARRAY] と l_info[DT_FINI_ARRAYSZ] のエントリを上書きして、再び array が攻撃者が制御するメモリ領域を指す ようにするために、偽の Elf64_Dyn 構造体を指すようにします。
  • この解説 では、.bss にある制御されたメモリのアドレスを持つ l_info[DT_FINI_ARRAY] を上書きして、偽の fini_array を含むものを指します。この偽の配列には、最初に実行される one gadget のアドレスが含まれ、その後、この 偽の配列 のアドレスと map->l_addr の値の 差 が含まれているため、*array が偽の配列を指すようになります。
  • この技術のメインポストと この解説 によると、ld.so はスタックにバイナリ link_map を指すポインタを残します。任意の書き込みでこれを上書きし、攻撃者が制御する偽の fini_array を指すようにし、例えば one gadget のアドレスを指定することが可能です。

前のコードに続いて、別の興味深いセクションが見つかります。

/* Next try the old-style destructor.  */
ElfW(Dyn) *fini = map->l_info[DT_FINI];
if (fini != NULL)
DL_CALL_DT_FINI (map, ((void *) map->l_addr + fini->d_un.d_ptr));
}

この場合、map->l_info[DT_FINI] の値を上書きして、偽の ElfW(Dyn) 構造体を指すことが可能になります。こちらで詳細情報を見る。

__run_exit_handlers における TLS-Storage dtor_list 上書き

こちらで説明されている通り、プログラムが return または exit() を介して終了すると、登録されたデストラクタ関数を呼び出す __run_exit_handlers() が実行されます。

_run_exit_handlers() からのコード:

/* Call all functions registered with `atexit' and `on_exit',
in the reverse of the order in which they were registered
perform stdio cleanup, and terminate program execution with STATUS.  */
void
attribute_hidden
__run_exit_handlers (int status, struct exit_function_list **listp,
bool run_list_atexit, bool run_dtors)
{
/* First, call the TLS destructors.  */
#ifndef SHARED
if (&__call_tls_dtors != NULL)
#endif
if (run_dtors)
__call_tls_dtors ();

**__call_tls_dtors()**からのコード：

typedef void (*dtor_func) (void *);
struct dtor_list //struct added
{
dtor_func func;
void *obj;
struct link_map *map;
struct dtor_list *next;
};

[...]
/* Call the destructors.  This is called either when a thread returns from the
initial function or when the process exits via the exit function.  */
void
__call_tls_dtors (void)
{
while (tls_dtor_list)		// parse the dtor_list chained structures
{
struct dtor_list *cur = tls_dtor_list;		// cur point to tls-storage dtor_list
dtor_func func = cur->func;
PTR_DEMANGLE (func);						// demangle the function ptr

tls_dtor_list = tls_dtor_list->next;		// next dtor_list structure
func (cur->obj);
[...]
}
}

**tls_dtor_listに登録された各関数について、cur->funcからポインタをデマングルし、引数cur->obj**を使用して呼び出します。

このGEFのフォークから**tls関数を使用すると、実際にdtor_listがスタックキャナリとPTR_MANGLEクッキーに非常に近いことがわかります。したがって、それにオーバーフローが発生すると、クッキーとスタックキャナリを上書きすることが可能になります。
PTR_MANGLEクッキーを上書きすると、それを0x00に設定してPTR_DEMANLE関数をバイパスすることが可能になります。これは、実際のアドレスを取得するために使用されるxorが構成されたアドレスだけであることを意味します。その後、dtor_listに書き込むことで、関数アドレスとその引数を持つ複数の関数を連鎖**することが可能です。

最後に、格納されたポインタがクッキーと17ビット回転されることに注意してください。

0x00007fc390444dd4 <+36>:	mov    rax,QWORD PTR [rbx]      --> mangled ptr
0x00007fc390444dd7 <+39>:	ror    rax,0x11		        --> rotate of 17 bits
0x00007fc390444ddb <+43>:	xor    rax,QWORD PTR fs:0x30	--> xor with PTR_MANGLE

したがって、新しいアドレスを追加する前にこれを考慮する必要があります。

元の投稿 で例を見つけます。

__run_exit_handlers での他の書き換えられたポインタ

このテクニックはこちらで説明されています 、そして再びプログラムが return または exit() を呼び出して終了するために __run_exit_handlers() が呼び出されることに依存しています。

この関数のさらなるコードをチェックしましょう：

while (true)
{
struct exit_function_list *cur;

restart:
cur = *listp;

if (cur == NULL)
{
/* Exit processing complete.  We will not allow any more
atexit/on_exit registrations.  */
__exit_funcs_done = true;
break;
}

while (cur->idx > 0)
{
struct exit_function *const f = &cur->fns[--cur->idx];
const uint64_t new_exitfn_called = __new_exitfn_called;

switch (f->flavor)
{
void (*atfct) (void);
void (*onfct) (int status, void *arg);
void (*cxafct) (void *arg, int status);
void *arg;

case ef_free:
case ef_us:
break;
case ef_on:
onfct = f->func.on.fn;
arg = f->func.on.arg;
PTR_DEMANGLE (onfct);

/* Unlock the list while we call a foreign function.  */
__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
onfct (status, arg);
__libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
break;
case ef_at:
atfct = f->func.at;
PTR_DEMANGLE (atfct);

/* Unlock the list while we call a foreign function.  */
__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
atfct ();
__libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
break;
case ef_cxa:
/* To avoid dlclose/exit race calling cxafct twice (BZ 22180),
we must mark this function as ef_free.  */
f->flavor = ef_free;
cxafct = f->func.cxa.fn;
arg = f->func.cxa.arg;
PTR_DEMANGLE (cxafct);

/* Unlock the list while we call a foreign function.  */
__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
cxafct (arg, status);
__libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
break;
}

if (__glibc_unlikely (new_exitfn_called != __new_exitfn_called))
/* The last exit function, or another thread, has registered
more exit functions.  Start the loop over.  */
goto restart;
}

*listp = cur->next;
if (*listp != NULL)
/* Don't free the last element in the chain, this is the statically
allocate element.  */
free (cur);
}

__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);

変数fは**initial**構造体を指し示し、f->flavorの値に応じて異なる関数が呼び出されます。

値に応じて、呼び出す関数のアドレスは異なる場所にありますが、常にデマングルされます。

さらに、**ef_onとef_cxa**のオプションでは、引数を制御することも可能です。

デバッグセッション中に**gef> p initialを実行して、initial構造体**を確認することができます。

これを悪用するには、PTR_MANGLEクッキーを漏洩または消去し、その後にinitial内のcxaエントリをsystem('/bin/sh')で上書きする必要があります。
このテクニックに関する元のブログ投稿には、この例があります。