CVE-2019-8697：macOS磁盘管理漏洞分析

 

0x00 前言

不久以前，研究人员“ccpwd”通过ZDI漏洞计划提交了macOS磁盘管理守护程序（diskmanagementd）中的一个堆缓冲区溢出漏洞。diskmanagementd是负责驱动器管理及分区的一个服务，用户可以通过“Disk Utility”（磁盘工具）与该服务交互。该服务会运行一个Mach服务端，可以通过进程间通信（IPC）与之交互。客户端可以使用Mach IPC接口来发送及接收消息，通过这种RCP机制执行Mach服务端中的函数，这些函数通过MIG（Mach Interface Generator）生成（MIG是Apple的RPC代码生成工具）。

 

0x01 漏洞分析

该服务的所有通信流量最终都会流经launchd（这是macOS版的init），我们可以分析该服务对应的plist文件（/System/Library/LaunchDaemons/com.apple.diskmanagementd.plist）来了解更多信息。

一开始该服务会分配一个回调函数，在发送和接收Mach消息的IPC操作期间会调用这个回调函数。

图1. 设置sub_10000C241回调函数

当在0x10000BE1F获得receive right（接收权限）后，CFMachPortCreateWithPort会将sub_10000C241设置为回调函数，以便处理在Mach端口上收到的信息。根据msgh_id（在Mach消息中发送的一个值，用来传递操作或者函数对应的ID）的具体值，sub_10000C241会间接使用该id作为两个远程函数dispatch表的索引。sub_100001DA2以及sub_100002005分别负责发起并拆分后续的通信会话。

图2. 设置端口权限

Mach端口采用单工（unidirectional）模式，这意味着每个发送/接收请求需要使用自己的端口。Apple有如下一段描述：

端口（port）是客户端与服务端之间的一个单向通信信道，客户端请求服务，服务端提供服务。如果想向服务请求返回响应，那么就必须使用第二个端口。这种模式相当于UNIX中的（unidirectional）管道。

图3. 在off_1001AB6E0处将msgh_id作为dispatch表的索引使用

在sub_10000CCA9中（sub_100001DA2会调用该函数），该函数会创建另一个Mach端口，设置sub_10000DACC回调函数，以Comms-F2TPort作为key保存到一个字典中。该函数会分配大小为0x1000字节的一个缓冲区，用来响应Mach消息，该缓冲区保存在Comms-F2T-replyarea key中。

图4. 分配响应缓冲区并创建Mach端口

随后，目标服务会调用setObject:forKey:，将键值对添加到字典中。

图5. 将端口及响应缓冲区以键值对形式加入字典

当客户端发送消息时，目标服务就会触发sub_10000DACC，然后根据msgh_id的值来访问对应的MIG远程过程调用。这里我们重点关注sub_1000087C9。

图6. 通过mig_reply_setup设置回复缓冲区并调用RPC dispatcher

缓冲区溢出点位于sub_1000087C9函数中，其中用户输入会被添加到回复缓冲区中。经过一系列计算后，最终得出的长度值会超过0x1000偏移量。

图7. 长度值经过计算后会得到一个较大的偏移量

在图6中，0x1000大小的回复缓冲区位于r14中，而用户输入从0x38偏移处开始，因此用户输入有0xfc8的可用空间。当输入数据到达0xfc8时，strlen会返回相同的值。经过一系列运算后，最终的值为0xfcc [ ((0xfc8 + 1) + 3) & 0xfffffffc]。在0x100008ABD地址处，偏移量会变成0x1004 [0xfcc+0x38]，这样就能泄露4字节并写入4字节，实现可靠的漏洞利用原语。泄露效果可能并不明显，因为缓冲区大小为0x1000字节，而写入地址位于0x1004处。这意味着我们可以从下一个块中读取4字节缓冲区。

这个漏洞利用起来有一些限制条件。输入必须不能包含NULL字符，不然会导致strlen在该位置停止计算。另一个限制是超出缓冲区末尾写入的数据将始终是var_DC的内容，而该变量为sub_100085B30返回的错误代码。

 

0x02 总结

对这类漏洞分析始终是非常有趣的一个过程，从中我们可以看到，即便一个非常小的错误也可能存在漏洞，最终导致能在目标系统上执行代码。Apple在macOS Mojave 10.14.5中修复了这个bug（以及其他bug），根据官方描述，Apple通过“改进内存处理机制”解决了这个问题。有趣的是，Apple在CVE公告中将这个漏洞拆分到Disk Management组件以及另一个概念模糊的“Security”组件中，而“Security”部分的漏洞已经在macOS Sierra 10.12.6和macOS High Sierra 10.13.6上被修复。不论如何，存在漏洞的代码被修复总是一件不错的结果。