Linux内核蓝牙协议栈误差（BleedingTooth）使用剖析与复现

宣布时间 2021-04-16

误差概述


2020年10月 ，，，，，，，谷歌清静研究职员披露了三个Linux内核蓝牙协议栈误差 ，，，，，，，可导致远程代码执行 ，，，，，，，被称为BleedingTooth。。。。。。。这三个误差中 ，，，，，，，一个是堆溢出 ，，，，，，，编号为CVE-2020-24490；；；；另一个是类型混淆 ，，，，，，，编号为CVE-2020-12351 ，，，，，，，最后一个是信息泄露 ，，，，，，，编号为CVE-2020-12352。。。。。。。克日 ，，，，，，，谷歌清静研究职员又披露了BleedingTooth中CVE-2020-12351和CVE-2020-12352组合的误差使用及细节 ，，，，，，，并在蓝牙4.0下 ，，，，，，，实现了零点击远程代码执行。。。。。。。


误差剖析


CVE-2020-12351


该误差泛起在net/bluetooth/l2cap_core.c中。。。。。。。l2cap_recv_frame()是剖析和处置惩罚l2cap协议数据包的函数。。。。。。。代码实现如下所示：


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获取通道cid和l2cap数据包长度len。。。。。。。代码实现如下所示：


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凭证差别的通道cid ，，，，，，，进入差别的子历程举行处置惩罚 ，，，，，，，进入l2cap_data_channel()函数。。。。。。。代码实现如下所示：


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首先 ，，，，，，，通过cid找到通道chan；；；；若是没有找到 ，，，，，，，判断cid是否为L2CAP_CID_A2MP；；；；若是是 ，，，，，，，挪用a2mp_channel_create()建设一个新的通道chan。。。。。。。a2mp_channel_create()函数实现如下所示：


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挪用amp_mgr_create()建设mgr ，，，，，，，在amp_mgr_create()函数中 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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挪用a2mp_chan_open()建设通道chan ，，，，，，，该函数将初始化一部分数据 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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如将chan->mode初始化为L2CAP_MODE_ERTM。。。。。。。chan->data赋值为mgr ，，，，，，，类型为struct amp_mgr。。。。。。。乐成建设a2mp通道返回到l2cap_data_channel()中 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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凭证chan->mode的差别 ，，，，，，，进入差别的data处置惩罚子历程 ，，，，，，，当mode为L2CAP_MODE_ERTM和L2CAP_MODE_STREAMING时 ，，，，，，，进入l2cap_data_rcv()函数中 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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该if条件中 ，，，，，，，会挪用sk_filter()函数 ，，，，，，，此时chan->data为参数。。。。。。。而sk_filter()函数界说如下所示：


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第一个参数类型为struct sock ，，，，，，，而chan->data类型为struct amp_mgr ，，，，，，，爆发类型混淆。。。。。。。


CVE-2020-12352


该误差是泛起在a2mp协议中 ，，，，，，，误差代码位于net/bluetooth/a2mp.c ，，，，，，，多个函数使用未初始化的结构体 ，，，，，，，将数据返回到用户层 ，，，，，，，导致信息泄露 ，，，，，，，可泄露内核栈上的内存数据。。。。。。。误差原理较为简朴 ，，，，，，，以a2mp_getinfo_req()函数为例 ，，，，，，，该函数是响应getinfo请求时挪用的 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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行304 ，，，，，，，通过req->id获取hdev ，，，，，，，若是不保存hdev或hdev->type不是HCI_AMP ，，，，，，，进入if语句中 ，，，，，，，界说struct a2mp_info_rsp类型的 rsp ，，，，，，，该结构体界说如下所示：


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其只使用了rsp.id和rsp.status ，，，，，，，其他的数据域未使用也未初始化 ，，，，，，，可以泄露16字节数据 ，，，，，，，然后挪用a2mp_send()函数将响应包发送到用户层 ，，，，，，，泄露内存数据。。。。。。。


CVE-2020-24490


该误差只能在bluetooth 5.0下触发 ，，，，，，，在bluetooth 5.0之前 ，，，，，，，HCI举行广播的最大数据长度为0x1F ，，，，，，，0x20-0xFF保存。。。。。。。如下所示：


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在bluetooth 5.0中 ，，，，，，，该length最大扩展到229字节。。。。。。。如下所示：


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该误差代码位于net/bluetooth/hci_event.c中 ，，，，，，，在处置惩罚HCI_LE_Extended_Advertising_Report事务中 ，，，，，，，未判断广播数据长度最大值 ，，，，，，，后续拷贝广播Data导致溢出。。。。。。。挪用历程如下所示：


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process_adv_report()函数处置惩罚广播数据 ，，，，，，，将广播数据拷贝到发明的装备中 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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挪用store_pending_adv_report()函数 ，，，，，，，该函数实现广播数据拷贝 ，，，，，，，代码实现如下所示：


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其中 ，，，，，，，discovery_state结构体界说如下所示：


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last_adv_data数据巨细为HCI_MAX_AD_LENGTH ，，，，，，，共31字节 ，，，，，，，当执行memcpy时爆发溢出。。。。。。。


使用剖析与复现


控制代码执行流程


前文剖析到CVE-2020-12351类型混淆是在sk_filter()函数中爆发的 ，，，，，，，sk_filter()函数挪用sk_filter_trim_cap()函数 ，，，，，，，该函数代码实现如下：


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该函数第一个参数为sk ，，，，，，，参数类型为sock结构体 ，，，，，，，这部分代码中对sk和skb的检查容易绕过。。。。。。。接下来要害代码如下所示：


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行113 ，，，，，，，对sk->sk_filter举行解引用 ，，，，，，，若是乐成获取filter指针 ，，，，，，，进入行115。。。。。。。行119 ，，，，，，，挪用bpf_prog_run_save_cb()函数 ，，，，，，，参数划分为filter->prog和skb ，，，，，，，该函数代码实现如下所示：


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然后 ，，，，，，，行676 ，，，，，，，挪用__bpf_prog_run_save_cb()函数 ，，，，，，，该函数实现代码如下：


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接着 ，，，，，，，行662 ，，，，，，，挪用BPF_PROG_RUN(prog,skb) ，，，，，，，该函数界说为一个宏 ，，，，，，，实现代码如下所示：


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一起挪用下来 ，，，，，，，最终会挪用到红框中的代码 ，，，，，，，简化一下挪用历程为：

sk->sk_filter->prog->bpf_func(skb, sk->sk_filter->prog->insnsi)。。。。。。。因此 ，，，，，，，只要控制sk->sk_filter就可以控制执行流程。。。。。。。


堆喷占位


函数sk_filter()的第一个参数类型为struct sock ，，，，，，，而现实传入的参数类型为struct amp_mgr ，，，，，，，可以接纳堆喷128巨细的内存块举行占位 ，，，，，，，伪造amp_mgr 工具。。。。。。。这里有个问题 ，，，，，，，sk->sk_filter在sock中的偏移为0x110 ，，，，，，，而amp_mgr结构体巨细为0x70 ，，，，，，，偏移已经凌驾了规模。。。。。。。要解决这个问题 ，，，，，，，这里可以接纳如下巧妙的堆喷结构：


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结构体amp_mgr在kmalloc-128类型的slub中被分派 ，，，，，，，从第三个块最先 ，，，，，，，amp_mgr结构体偏移0x10处 ，，，，，，，可以被伪造成sk_filter ，，，，，，，便可以知足sk对sk_filter域的解引用 ，，，，，，，并且可控。。。。。。。


结构载荷


通过堆喷占位控制代码执行流程后 ，，，，，，，接下来就是结构攻击载荷。。。。。。�？？？？？？？梢越幽啥雅�1024巨细的内存块去伪造l2cap_chan工具 ，，，，，，，由于结构体巨细为792 ，，，，，，，正好落在kmalloc-1024 slub块中 ，，，，，，，并且a2mp通道也属于l2cap通道中 ，，，，，，，释放a2mp通道时 ，，，，，，，l2cap通道也将被释放 ，，，，，，，操控起来较为无邪 ，，，，，，，最终结构如下所示：


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泄露l2cap_chan工具地点


通过堆喷结构和建设释放l2cap_chan通道等一系列操作后 ，，，，，，，可能保存一个指向kmalloc-1024内存块地点的l2cap_chan工具 ，，，，，，，可以通过CVE-2020-12352误差泄露一个内核栈上面的内核地点 ，，，，，，，如下图中红框所示：


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通过该内地地点减去一个0x110偏移便可以找到一个l2cap_chan工具地点 ，，，，，，，可以通过amp_mgr结构体内存地点检查一下是否准确 ，，，，，，，由于amp_mgr结构体偏移0x18处为l2cap_chan指针 ，，，，，，，如下图中红框所示：


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乐成泄露l2cap_chan工具地点后 ，，，，，，，然后去填充amp_mgr结构体偏移0x10处的数据域。。。。。。。


复现测试


我们在ubuntu 5.4.0-26-generic系统下复现测试误差使用 ，，，，，，，执行历程如下：


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乐成反弹root级shell ，，，，，，，如下所示：


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参考链接：

[1]https://google.github.io/security-research/pocs/linux/bleedingtooth/writeup

[2]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-ccx2-w2r4-x649

[3]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-7mh3-gq28-gfrq

[4]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-h637-c88j-47wq


百乐博起劲防御实验室（ADLab）


ADLab建设于1999年 ，，，，，，，是中国清静行业最早建设的攻防手艺研究实验室之一 ，，，，，，，微软MAPP妄想焦点成员 ，，，，，，，“黑雀攻击”看法首推者。。。。。。。阻止现在 ，，，，，，，ADLab已通过CVE累计宣布清静误差近1100个 ，，，，，，，通过 CNVD/CNNVD累计宣布清静误差1000余个 ，，，，，，，一连坚持国际网络清静领域一流水准。。。。。。。实验室研究偏向涵盖操作系统与应用系统清静研究、智能终端清静研究、物联网智能装备清静研究、Web清静研究、工控系统清静研究、云清静研究。。。。。。。研究效果应用于产品焦点手艺研究、国家重点科技项目攻关、专业清静效劳等。。。。。。。


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