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Dell Digital Delivery本地提权漏洞分析（CVE-2018-11072）

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概述

在今年3月到4月期间，我开始对安装在笔记本电脑上的一系列Dell应用程序进行逆向。其中有很多程序都具有特权服务或者特权进程在运行，而这些服务或进程执行了不同的复杂操作。之前，我曾经披露过一个SupportAssist的本地权限升级（Local Privilege Escalation）漏洞（http://hatriot.github.io/blog/2018/05/17/dell-supportassist-local-privilege-escalation/），这次又在Digital Delivery platform中发现了另外一个。本文将对新发现的漏洞进行详细介绍，并分析该漏洞的利用方式。由于这一漏洞发现后未经披露就提交给了厂商，因此目前没有已知的EXP被公开。Dell已经针对此问题发布了安全公告，详细内容请参考：https://www.dell.com/support/article/us/en/04/SLN313559 。

此后，我计划再写一篇文章，详细介绍这个应用程序的内部结构和其他一些内容，以便为其他研究人员提供一些理论支撑。这两个应用程序都非常复杂，并且暴露出较大的攻击面。如果读者对大型C#/C++应用程序中的本地权限升级漏洞利用感兴趣，那么阅读此篇文章是一个很好的开始。

Dell的Digital Delivery是一个购买和安装软件系统的平台，它允许用户购买或管理软件包，并在需要时重新安装某个软件。该平台默认在绝大多数Dell产品的系统上安装。

漏洞详情

Digital Delivery服务以SYSTEM用户身份运行，其服务名称为DeliveryService，该服务实际上运行的是DeliveryService.exe二进制文件。在用户空间中的DeliveryTray.exe是面向用户的组件，允许用户查看已经安装的应用程序，或重新安装以前购买的应用程序。

从DeliveryTray到DeliveryService的通信是通过Windows Communication Foundation（WCF）命名管道实现的。WCF实质上是在两个终端之间交换数据的标准方法（https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/wcf/whats-wcf）。它允许服务注册一个进程终端，并公开其功能，有点类似于Web服务器的REST API。

在分析过程中，我们可以在Dell.ClientFulfillmentService.Controller.Initialize找到WCF管道的初始化过程：

this._host = WcfServiceUtil.StandupServiceHost(typeof(UiWcfSession),
                                typeof(IClientFulfillmentPipeService),
                                "DDDService");

该过程会调用Dell.NamedPipe.StandupServiceHost：

ServiceHost host = null;
string apiUrl = "net.pipe://localhost/DDDService/IClientFulfillmentPipeService";
Uri realUri = new Uri("net.pipe://localhost/" + Guid.NewGuid().ToString());
Tryblock.Run(delegate
{
  host = new ServiceHost(classType, new Uri[]
  {
    realUri
  });
  host.AddServiceEndpoint(interfaceType, WcfServiceUtil.CreateDefaultBinding(), string.Empty);
  host.Open();
}, null, null);
AuthenticationManager.Singleton.RegisterEndpoint(apiUrl, realUri.AbsoluteUri);

由此可见，终端已经注册，并且正在监听，由AuthenticationManager单例负责处理请求。一旦收到请求，AuthenticationManager就会将其传递给AuthPipeWorker函数。AuthPipeWorker函数除了其自身的功能外，还会执行以下身份验证：

string execuableByProcessId = AuthenticationManager.GetExecuableByProcessId(processId);
bool flag2 = !FileUtils.IsSignedByDell(execuableByProcessId);
if (!flag2)
{
    ...

如果请求另一端的进程被经过Dell官方签名的二进制文件支持，那么该请求将被允许，并会建立连接。否则，该请求将被拒绝。

如果将3.1版本和3.5版本进行比较，我们可以发现，这是一个新增的特性。由此可以推断，Dell意识到这是一个潜在的攻击没接。然而，他们采取的缓解措施并不足以保护终端的安全。攻击者能够生成由Dell签署的可执行文件（例如DeliveryTray.exe），随后将特定代码注入到该文件中，来实现对该平台的成功攻击。在注入代码后，攻击者就可以访问特权服务公开的WCF API

终端服务自身是由Dell.NamedPipe实现的，并且目前有10多个不同的函数已经公开，其中包括：

ArchiveAndResetSettings
EnableEntitlements
EnableEntitlementsAsync
GetAppSetting
PingTrayApp
PollEntitlementService
RebootMachine
ReInstallEntitlement
ResumeAllOperations
SetAppSetting
SetAppState
SetEntitlementList
SetUserDownloadChoice
SetWallpaper
ShowBalloonTip
ShutDownApp
UpdateEntitlementUiState

Digital Delivery将应用程序安装包称为“Entitlements”，对安装/重装的引用可以用于对当前可用或已安装的包进行操作。

我研究的第一个函数是ReInstallEntitlement，该函数允许用户对已安装的包进行重装。该代码执行以下操作：

private static void ReInstallEntitlementThreadStart(object reInstallArgs)
{
    PipeServiceClient.ReInstallArgs ra = (PipeServiceClient.ReInstallArgs)reInstallArgs;
    PipeServiceClient.TryWcfCall(delegate
    {
        PipeServiceClient._commChannel.ReInstall(ra.EntitlementId, ra.RunAsUser);
    }, string.Concat(new object[]
    {
        "ReInstall ",
        ra.EntitlementId,
        " ",
        ra.RunAsUser.ToString()
    }));
}

上述代码将从请求构建参数，并调用对WCF的调用，该调用将会发送到WCF终端。

ReInstallEntitlement调用有两个参数：Entitlement ID和RunAsUser标志，上述两个参数都是由调用者控制。

在服务器端，Dell.ClientFulfillmentService.Controller负责处理这些函数的实现，OnReInstall负责处理重新安装的过程。在该过程中，会进行完整性检查、包签名验证，同时将由InstallationManager对安装请求进行排队。InstallationManager包含一个作业队列和一个后台线程，负责轮询新的作业，并在接收到安装作业后启动InstallSoftware。

在重新安装包的过程中，软件包会缓存到磁盘中，并准备进行安装。我在这里将会略去几个比较常规的安装步骤，只展现重点的过程。

安装包位于C:\ProgramData\Dell\DigitalDelivery\Downloads\Software\中，首先安装过程会对其进行解压缩，然后执行安装。在我的测试中，安装了Dell Data Protection - Security Tools v1.9.1。如果在Procmon（系统进程管理器）中进行操作，那么就可以看到以下安装过程：

"C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _
Security Tools v1.9.1\STSetup.exe" -y -gm2 /S /z"\"CIRRUS_INSTALL,
SUPPRESSREBOOT=1\""

此进程的运行用户由可控制的RunAsUser标志确定，如果设置为False，则从％ProgramData％目录中作为SYSTEM运行。

在STSetup进程的进程启动期间，我在procmon中注意到以下内容：

C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _ Security Tools v1.9.1\VERSION.dll
C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _ Security Tools v1.9.1\UxTheme.dll
C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _ Security Tools v1.9.1\PROPSYS.dll
C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _ Security Tools v1.9.1\apphelp.dll
C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _ Security Tools v1.9.1\Secur32.dll
C:\ProgramData\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software\Dell Data Protection _ Security Tools v1.9.1\api-ms-win-downlevel-advapi32-l2-1-0.dll

值得注意的是，理论上任何系统用户都无法写入父目录%ProgramData%\Dell\Digital Delivery\Downloads\Software中，但包文件夹Dell Data Protection - Security Tools却可以。

这样一来，我们发现系统允许非特权用户将任意文件放入此目录中，就为我们劫持DLL提供了机会。

漏洞利用

针对这一漏洞，利用步骤主要分为以下5步：

1、将DLL放在相应的%ProgramData%软件包目录下；

2、启动运行由Dell签名的可执行文件的新进程；

3、将C#注入到此进程（在用户空间中以无特权的方式运行）；

4、将注入的进程连接到WCF命名管道；

5、触发ReInstallEntitlement。

针对步骤4和5，可以采用以下方法执行：

PipeServiceClient client = new PipeServiceClient();
client.Initialize();
 
while (PipeServiceClient.AppState == AppState.Initializing)
  System.Threading.Thread.Sleep(1000);
EntitlementUiWrapper entitle = PipeServiceClient.EntitlementList[0];
PipeServiceClient.ReInstallEntitlement(entitle.ID, false);
System.Threading.Thread.Sleep(30000);
PipeServiceClient.CloseConnection();

上面所使用的类，都是从NamedPipe.dll导入的。请注意，我们只选择了第一个可用的包并且进行了重新安装。在实际操作中，攻击者可能需要遍历所有的包，并选择指向此前放置DLL的那个特定的包。

我已经将PoC发布到我的GitHub上：https://github.com/hatRiot/bugs 。此外，Dell还发布了一个安全公告，详情请阅读：https://www.dell.com/support/article/us/en/04/SLN313559 。

时间点

18/05/24 首次将漏洞报告给厂商

18/05/30 Dell要求提供进一步信息

18/06/26 Dell要求提供有关代码复核与修复的最新信息

18/07/06 Dell提供内部进展跟踪ID，并同步当前进展

18/07/24 询问当前进度

18/07/30 Dell确认他们将发布安全建议，同时确定CVE编号

18/08/07 向Dell提醒90天的披露期限

18/08/10 Dell确认可以在8月22日进行披露

18/08/22 公开漏洞详情

参考内容

[0] http://hatriot.github.io/blog/2018/05/17/dell-supportassist-local-privilege-escalation/

[1] https://www.dell.com/learn/us/en/04/flatcontentg/dell-digital-delivery

[2] https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/wcf/whats-wcf

[3] https://github.com/hatRiot/bugs

[4] https://www.dell.com/support/article/us/en/04/SLN313559