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干货来啦！带你初探Docker逃逸

2019-05-31 11:11:16

Docker是当今使用范围最广的开源容器技术之一，具有高效易用的优点。然而如果使用Docker时采取不当安全策略，则可能导致系统面临安全威胁。

本期安仔课堂，ISEC实验室的张老师将为大家介绍不同环境下，Docker逃逸至外部宿主机的情况。

一、配置特权模式时的逃逸情况

（一）--privileged（特权模式）

特权模式于版本0.6时被引入Docker，允许容器内的root拥有外部物理机root权限，而此前容器内root用户仅拥有外部物理机普通用户权限。

使用特权模式启动容器，可以获取大量设备文件访问权限。因为当管理员执行docker run —privileged时，Docker容器将被允许访问主机上的所有设备，并可以执行mount命令进行挂载。

当控制使用特权模式启动的容器时，docker管理员可通过mount命令将外部宿主机磁盘设备挂载进容器内部，获取对整个宿主机的文件读写权限，此外还可以通过写入计划任务等方式在宿主机执行命令。

具体步骤如下：

1.以特权模式运行一个容器：docker run -it --privileged ubuntu:14.04 /bin/bash

2.查看磁盘文件：fdisk -l

图1

3.此时查看/dev/路径会发现很多设备文件：ls /dev

图2

4.新建目录以备挂载：mkdir /abc

5.将/dev/sda1挂载至 /abc: mount /dev/sda1 /abc

6.最终我们可以通过访问容器内部的/abc路径来达到访问整个宿主机的目的：ls /abc

图3

7.尝试写文件到宿主机：echo 123 > /abc/home/botasky/escape2

图4

8.查看宿主机中的文件：ls /home/botasky/escape2

图5

（二）--cap-add与SYS_ADMIN

Linux内核自版本2.2起引入功能（capabilities）机制，打破了UNIX/LINUX操作系统中超级用户与普通用户的概念，允许普通用户执行超级用户权限方能运行的命令。

截至Linux 3.0版本，Linux中共有38种capabilities。Docker容器默认限制为14个capabilities，管理员可以使用--cap-add和--cap-drop选项为容器精确配置capabilities。

当容器使用特权模式启动时，将被赋予所有capabilities。此外，在--cap-add的诸多选项中，SYSADMIN意为container进程允许执行mount、umount等一系列系统管理操作，因此当容器以--cap-add=SYSADMIN启动时，也将面临威胁。

二、挂载配置不当时的逃逸情况

（一）危险的Docker.sock

众所周知，Docker采用C/S架构，我们平常使用的Docker命令中，docker即为client，Server端的角色由docker daemon扮演，二者之间通信方式有以下3种：

图6

其中使用docker.sock进行通信为默认方式，当容器中进程需在生产过程中与Docker守护进程通信时，容器本身需要挂载/var/run/docker.sock文件。

本质上而言，能够访问docker socket 或连接HTTPS API的进程可以执行Docker服务能够运行的任意命令，以root权限运行的Docker服务通常可以访问整个主机系统。

因此，当容器访问docker socket时，我们可通过与docker daemon的通信对其进行恶意操纵完成逃逸。若容器A可以访问docker socket，我们便可在其内部安装client（docker），通过docker.sock与宿主机的server（docker daemon）进行交互，运行并切换至不安全的容器B，最终在容器B中控制宿主机。

具体步骤如下：

1.运行一个挂载/var/run/的容器：docker run -it -v /var/run/:/host/var/run/ ubuntu:14.04 /bin/bash

2.在容器内安装Docker作为client(此步骤可能需要更换源)：apt-get install docker.io

3.查看宿主机Docker信息：docker -H unix:///host/var/run/docker.sock info

图7

4.运行一个新容器并挂载宿主机根路径：docker -H unix:///host/var/run/docker.sock run -v /:/aa -it ubuntu:14.04 /bin/bash

可以看见@符号后的Docker ID已经发生变化：

图8

5.在新容器/aa路径下完成对宿主机资源的访问：ls /aa

图9

三、存在Dirty Cow漏洞时的逃逸情况

（一）脏牛漏洞(CVE-2016-5195)与VDSO(虚拟动态共享对象)

Dirty Cow（CVE-2016-5195）是Linux内核中的权限提升漏洞，源于Linux内核的内存子系统在处理写入时拷贝（copy-on-write, Cow）存在竞争条件（race condition），允许恶意用户提权获取其他只读内存映射的写访问权限。

竞争条件意为任务执行顺序异常，可能导致应用崩溃或面临攻击者的代码执行威胁。利用该漏洞，攻击者可在其目标系统内提升权限，甚至获得root权限。VDSO就是Virtual Dynamic Shared Object（虚拟动态共享对象），即内核提供的虚拟.so。该.so文件位于内核而非磁盘，程序启动时，内核把包含某.so的内存页映射入其内存空间，对应程序就可作为普通.so使用其中的函数。

在容器中利用VDSO内存空间中的“clock_gettime() ”函数可对脏牛漏洞发起攻击，令系统崩溃并获得root权限的shell，且浏览容器之外主机上的文件。

（二）PoC&验证环境

GitHub上已有人提供了测试环境与PoC，我们可以通过以下命令获取。