漏洞分析:解析Windows XP版永恒之蓝中的一个Bug

2019-01-06 96599人围观 ,发现 1 个不明物体 漏洞系统安全

*本文中涉及到的相关漏洞已报送厂商并得到修复,本文仅限技术研究与讨论,严禁用于非法用途,否则产生的一切后果自行承担。

背景

黑掉Windows 7已经没什么挑战了,我这一次打算重新回顾一下那个针对Windows XP永恒之蓝漏洞的漏洞利用代码,之前这份Exploit就没成功过,而且我尝试了各种版本的补丁和服务包,但这份漏洞利用代码要么无法工作,要么就让设备蓝屏。因此我打算继续研究一下,因为FuzzBunch有太多没有被挖掘出来的“潜力”了。

但是在一次针对其他Windows XP设备的渗透测试过程中,我本来对FuzzBunch没抱希望的,但可怕的是,它竟然能用…

所以我问自己,为什么它能用到外界的Windows XP设备上,却没办法在我的实验环境中使用呢?(长话短说:因为单核/多核/PAE CPU中的NT/HAL存在差别,导致FuzzBunch的XP Payload在单核设备上会终止运行。)

多个漏洞利用链

请记住,永恒之蓝有很多个版本。但是FuzzBunch针对Windows XP的漏洞利用链却和针对其他版本的Exploit有着很大区别,具体请参考DerbyCon 8.0的相关资料:【幻灯片】【视频】。

Payload方法论

原来,漏洞利用代码根本没问题,有问题的是FuzzBunch的Payload。

主要阶段的Shellcode执行的是下列活动:

1.利用KdVersionBlock技术获取&nt和&hal;

2.解析某些必要的函数指针,比如说hal!HalInitializeProcessor;

3.恢复Boot处理器KPCR/KPRCB,因为它会在漏洞利用过程中崩溃;

4.运行DoublePulsar,在SMB服务中植入后门;

5.将nt!PopProcessorIdle的运行状态恢复到正常状态。

单核分支异常

在IdleFunction上设置多个硬件断点,并向Shellcode中设置偏移量+0×170,我们会发现多核设备安装分支的情况跟单核设备的不同。

kd>ba w 1 ffdffc50 "ba e 1 poi(ffdffc50)+0x170;g;"

多核设备会要求获取一个指向hal!HalInitializeProcessor的函数指针。

2.png

这个函数估计是用来清理KPRCB的半崩溃状态的。

单核设备无法找到hal!HalInitializeProcessor,sub_547会返回NULL值。Payload将无法继续运行,然后通过数据清零来进行自毁,并且会设置ROP链来释放某些内存,恢复执行流程。

3.png

根本原因分析

sub_547这个Shellcode函数无法在单核CPU主机上找到hal!HalInitializeProcessor的地址,从而导致Payload的执行过程被强制终止。因此我们需要对这个Shellcode函数进行逆向分析,找到导致攻击Payload运行失败的根本原因。

这里的内核Shellcode存在一个问题,即没有考虑到Windows XP上所有可用的不同类型的NT内核可执行文件。比如说,多核设备的NT程序(例如ntkrnlamp.exe)可以正常工作,但单核设备(例如ntoskrnl.exe)就会出现问题。除此之外,halmacpi.dll和halacpi.dll也存在类似的问题。

NT疑惑

sub_547要做的第一件事就是获取NT程序所使用的HAL导入函数。Payload首先会读取NT程序中的0×1040偏移量来查找HAL函数。

在多核Windows XP设备中,读取这个偏移地址可以让Shellcode找到正确的hal!HalQueryRealTimeClock函数:

4.png

但是在单核设备上是没有HAL导入表的,只有一个字符串表:

5.png

一开始我以为自己找到了问题的根源,但其实不然,因为这里有一个修正码问题。Shellcode会检查偏移量0×1040的值是否位于HAL范围内。如果条件不满足,则会减去0xc40,然后以0×40作为增量值在HAL地址范围内进行搜索,直到搜索地址再次到达0×1040为止。

6.png

最终,单核设备上的Payload会找到一个HAL函数,即hal!HalCalibratePerformanceCounter:

7.png

题外话:方程式组织(国际著名黑客组织)在判断不同XP NT类型上做得非常优秀!

HAL可变字节表

Shellcode在找到了HAL函数之后,会尝试定位hal!HalInitializeProcessor。Shellcode中内置的表(位于0x5e7偏移量)包含了一个长度为1字节的域,后面可以跟一段字节序列。接下来,Shellcode会以在增量0×20字节遍历搜索新的HAL函数地址。

下面是多核版本HAL中找到的5个字节目标数据:

8.png

但是,单核版本的HAL函数差异就很大:

9.png

这里有一个类似的mov指令,但它并不是movzx指令。因为这个函数中并不包含这个字节序列,因此代码无法找到这个目标函数。

总结

大家都知道,在不同版本的Windows系统中,想通过搜索字节序列来识别函数并不是一件容易的事情。从这个漏洞中,我们至少应该学到一点,即各位Exploit开发者在设计漏洞利用代码时必须要考虑周全,注意NTOSKRNL和HAL在单核/多核/PAE架构上存在的差异。

这也是Eternal系列漏洞的一个分析样例,全球的网络组织可能会重复使用相同的漏洞利用代码或Payload,但他们也会使用不同的方法来开发Exploit。如果一种方法无法成功,也可以通过漏洞利用代码的多样化特点最终完成他们的攻击任务。

*参考来源:zerosum0x0,FB小编Alpha_h4ck编译,转载请注明来自FreeBuf.COM

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