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【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

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【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

2017-09-28 17:21:29

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来源: 安全客





【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

作者:360 Vulpecker Team





【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

作者:huahuaisadog @ 360VulpeckerTeam


0x00

前些天,armis爆出了一系列蓝牙的漏洞,无接触无感知接管系统的能力有点可怕,而且基本上影响所有的蓝牙设备,危害不可估量,可以看这里(https://www.armis.com/blueborne/ )来了解一下它的逆天能力:只要手机开启了蓝牙,就可能被远程控制。现在手机这么多,利用这个漏洞写出蠕虫化的工具,那么可能又是一个手机版的低配wannacry了。我们360Vulpecker Team在了解到这些相关信息后,快速进行了跟进分析。 armis给出了他们的whitepaper,对蓝牙架构和这几个漏洞的分析可以说非常详尽了,先膜一发。不过他们没有给出这些漏洞的PoC或者是exp,只给了一个针对Android的“BlueBorne检测app",但是逆向这个发现仅仅是检测了系统的补丁日期。于是我来拾一波牙慧,把这几个漏洞再分析一下,然后把poc编写出来:

* CVE-2017-1000250 linux bluetoothd进程信息泄露

* CVE-2017-1000251 Linux 内核栈溢出

* CVE-2017-0785 Android com.android.bluetooth进程信息泄露

* CVE-2017-0781 Android com.android.bluetooth进程堆溢出

* CVE-2017-0782 Android com.android.bluetooth进程堆溢出

以上PoC代码均在

https://github.com/marsyy/littl_tools/tree/master/bluetooth

由于也是因为这几个漏洞才从零开始搞蓝牙,所以应该有些分析不到位的地方,还请各路大牛斧正。


0x01 蓝牙架构及代码分布

这里首先应该祭出armis的paper里的图:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

图上把蓝牙的各个层次关系描述得很详尽,不过我们这里暂时只需要关心这么几层:HCI,L2CAP,BNEP,SDP。BNEP和SDP是比较上层的服务,HCI在最底层,直接和蓝牙设备打交道。而承载在蓝牙服务和底层设备之间的桥梁,也就是L2CAP层了。每一层都有它协议规定的数据组织结构,所有层的数据包组合在一起,就是一个完整的蓝牙包(一个SDP包为例):


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

虽然协议规定的架构是图上说的那样,但是具体实现是有不同的,Linux用的BlueZ,而现在的Android用的BlueDroid,也就针对这两种架构说一说代码的具体分布。

BlueZ

在Linux里,用的是BlueZ架构,由bluetoothd来提供BNEP,SDP这些比较上层的服务,而L2CAP层则是放在内核里面。对于BlueZ我们对SDP和L2CAP挨个分析。

1, 实现SDP服务的代码在代码目录的/src/sdp,其中sdp-client.c是它的客户端,sdp-server.c是它的服务端。我们要分析的漏洞都是远程的漏洞,所以问题是出在服务端里面,我们重点关注服务端。而服务端最核心的代码,应该是它对接受到的数据包的处理的过程,这个过程由sdp-request.c来实现。当L2CAP层有SDP数据后,会触发sdp-server.c的io_session_event函数,来获取这个数据包,交由sdp-request.c的handle_request函数处理(怎么处理的,后续漏洞分析的时候再讲):

staticgbooleanio_session_event(GIOChannel*chan,GIOConditioncond,gpointerdata) { ... len=recv(sk,&hdr,sizeof(sdp_pdu_hdr_t),MSG_PEEK);//获取SDP的头部数据,获得SDP数据大小 if(len<0||(unsignedint)len<sizeof(sdp_pdu_hdr_t)){ sdp_svcdb_collect_all(sk); returnFALSE; } size=sizeof(sdp_pdu_hdr_t)+ntohs(hdr.plen); buf=malloc(size); if(!buf) returnTRUE; len=recv(sk,buf,size,0);//获得完整数据包 ... handle_request(sk,buf,len); returnTRUE; }

2, L2CAP层的代码在内核里,这里我以Linux 4.2.8这份代码为例。l2cap层主要由 /net/bluetooth/l2capcore.c和/net/bluetooth/l2capsock.c来实现。l2capcore.c实现了L2CAP协议的主要内容,l2capsock.c通过注册sock协议的方式提供了这一层针对userspace的接口。同样的我们关心一个L2CAP对接受到数据包后的处理过程,L2CAP的数据是由HCI层传过来的,在hcicore.c的hcirxwork函数里

staticvoidhci_rx_work(structwork_struct*work) { while((skb=skb_dequeue(&hdev->rx_q))){ /*Sendcopytomonitor*/ hci_send_to_monitor(hdev,skb); ... switch(bt_cb(skb)->pkt_type){ caseHCI_EVENT_PKT: BT_DBG("%sEventpacket",hdev->name); hci_event_packet(hdev,skb); break; caseHCI_ACLDATA_PKT: BT_DBG("%sACLdatapacket",hdev->name); hci_acldata_packet(hdev,skb); break; caseHCI_SCODATA_PKT: BT_DBG("%sSCOdatapacket",hdev->name); hci_scodata_packet(hdev,skb); break; default: kfree_skb(skb); break; } } }

收到数据后,会判断pkt_type,符合L2CAP层的type是HCI_ACLDATA_PKT,函数会走到hci_acldata_packet,这个函数会把HCI的数据剥离之后,把L2CAP数据交给L2CAP层的l2cap_recv_acldata:

staticvoidhci_acldata_packet(structhci_dev*hdev,structsk_buff*skb) { ... skb_pull(skb,HCI_ACL_HDR_SIZE); ... if(conn){ hci_conn_enter_active_mode(conn,BT_POWER_FORCE_ACTIVE_OFF); /*Sendtoupperprotocol*/ l2cap_recv_acldata(conn,skb,flags); return; }else{ BT_ERR("%sACLpacketforunknownconnectionhandle%d", hdev->name,handle); } kfree_skb(skb); }

同样的,对于L2CAP层对数据的细致处理,我们还是等后续和漏洞来一块进行分析。

BlueDroid

在现在的Android里,用的是BlueDroid架构。这个和BlueZ架构有很大不同的一点是:BlueDroid将L2CAP层放在了userspace。SDP,BNEP,L2CAP统统都由com.android.bluetooth这个进程管理。而BlueDroid代码的核心目录在Android源码目录下的 /sytem/bt ,这个目录的核心产物是bluetooth.default.so,这个so集成所有Android蓝牙相关的服务,而且这个so没有导出任何相关接口函数,只导出了几个协议相关的全局变量供使用,所以想根据so来本地检测本机是否有BlueDrone漏洞,是一件比较困难的事情。对于BlueDroid,由于android的几个漏洞出在BNEP服务和SDP服务,所以也就主要就针对这两块。值得注意的是,在Android里,不论是64位还是32位的系统,这个bluetooth.default.so都是用的32位的。文章里这部分代码都基于Android7.1.2的源码。

1,BlueDroid的SDP服务的代码,在/system/bt/stack/sdp 文件夹里,其中sdp服务端对数据包的处理由sdp-server.c实现。SDP连接建立起来后,在收到SDP数据包之后呢,会触发回调函数sdpdataind,这个函数会把数据包交个sdp-server.c的sdpserverhandleclientreq函数进行处理:

staticvoidsdp_data_ind(UINT16l2cap_cid,BT_HDR*p_msg) { tCONN_CB*p_ccb; if((p_ccb=sdpu_find_ccb_by_cid(l2cap_cid))!=NULL) { if(p_ccb->con_state==SDP_STATE_CONNECTED) { if(p_ccb->con_flags&SDP_FLAGS_IS_ORIG) sdp_disc_server_rsp(p_ccb,p_msg); else sdp_server_handle_client_req(p_ccb,p_msg); } ... }

2,BlueDroid的BNEP服务的代码主要在/system/bt/stack/bnep/bnepmain.c。BNEP连接建立起来后,再收到BNEP的包,和SDP类似,会触发回调函数bnepdata_ind,这个函数包含了所有对BNEP请求的处理,漏洞也是发生在这里,具体的代码我们后续会分析。


0x02 漏洞分析以及PoC写法

蓝牙的预备知识差不多了,主要是找数据包的入口。我们再基于漏洞和PoC的编写过程来详细分析其中的处理过程,和相关蓝牙操作的代码该怎么写。

CVE-2017-1000251

这个是Linux L2CAP层的漏洞,那么就是内核里面的。先不着急看漏洞,先看L2CAP层如何工作。在一个L2CAP连接的过程中,我们抓取了它的数据包来分析,L2CAP是怎么建立起连接的:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

我们注意这么几个包: sentinfomationrequest , sendconnectionrequest, sendconfigurerequest。抓包可以看到,在一次完整的L2CAP连接的建立过程中,发起连接的机器,会主动送出这么几个包。其中infomationrequest是为了得到对方机器的名称等信息,connectionrequest是为了建立L2CAP真正的连接,主要是为了确定双方的CHANNEL ID,后续的数据包传输都要跟着这个channel id 走(图上的SCID, DCID),这个channel也就是我们所说的连接。在connectionrequest处理完毕之后,连接状态将变成 BTCONNECT2 。随后机器会发起configure_request,这一步就到了armis的paper第十页所说的configuration process:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

这个过程完成后,整个L2CAP层的连接也就建立完成。

从上述过程看,可以发现L2CAP层连接的建立,主要是对上述三个请求的发起和处理。而我们的漏洞,也其实就发生在configuration process。我们先分析接收端收到这三个请求后,处理的逻辑在哪里,也就是我们前文提到的L2CAP对接受到的数据的处理过程:

1,在l2caprecvacldata接收到数据后,数据包会传给l2cap_recvframe

2,l2caprecvframe会取出检查L2CAP的头部数据,然后检查根据头部里的cid字段,来选择处理逻辑:

staticvoidl2cap_recv_frame(structl2cap_conn*conn,structsk_buff*skb) { ... skb_pull(skb,L2CAP_HDR_SIZE); cid=__le16_to_cpu(lh->cid); len=__le16_to_cpu(lh->len); switch(cid){ caseL2CAP_CID_SIGNALING: l2cap_sig_channel(conn,skb); break; caseL2CAP_CID_CONN_LESS: psm=get_unaligned((__le16*)skb->data); skb_pull(skb,L2CAP_PSMLEN_SIZE); l2cap_conless_channel(conn,psm,skb); break; caseL2CAP_CID_LE_SIGNALING: l2cap_le_sig_channel(conn,skb); break; default: l2cap_data_channel(conn,cid,skb); break; }

3,底层L2CAP的连接,cid固定是L2CAP_CID_SIGNALING,于是会走l2cap_sig_channel,l2cap_sig_channel得到的是剥离了头部的L2CAP的数据,这一部将把数据里的cmd头部解析并剥离,再传给l2cap_bredr_sig_cmd进行处理:

staticinlinevoidl2cap_sig_channel(structl2cap_conn*conn, structsk_buff*skb) { ... while(len>=L2CAP_CMD_HDR_SIZE){ u16cmd_len; memcpy(&cmd,data,L2CAP_CMD_HDR_SIZE);//取得cmd头部数据 data+=L2CAP_CMD_HDR_SIZE; len-=L2CAP_CMD_HDR_SIZE; cmd_len=le16_to_cpu(cmd.len);//取得cmd的大小 ... err=l2cap_bredr_sig_cmd(conn,&cmd,cmd_len,data);//传给l2cap_bredr_sig_cmd处理 ... data+=cmd_len; len-=cmd_len; } drop: kfree_skb(skb); }

到这里,我们应该能得出L2CAP协议的数据结构:


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4, 随后数据进入到了l2cap_bredr_sig_cmd函数进行处理。这里也就是处理L2CAP各种请求的核心函数了:

staticinlineintl2cap_bredr_sig_cmd(structl2cap_conn*conn, structl2cap_cmd_hdr*cmd,u16cmd_len, u8*data) { interr=0; switch(cmd->code){ caseL2CAP_CONN_REQ: err=l2cap_connect_req(conn,cmd,cmd_len,data); break; caseL2CAP_CONN_RSP: caseL2CAP_CREATE_CHAN_RSP: l2cap_connect_create_rsp(conn,cmd,cmd_len,data); break; caseL2CAP_CONF_REQ: err=l2cap_config_req(conn,cmd,cmd_len,data); break; caseL2CAP_CONF_RSP: l2cap_config_rsp(conn,cmd,cmd_len,data);//漏洞函数 break; ... caseL2CAP_INFO_REQ: err=l2cap_information_req(conn,cmd,cmd_len,data); break; caseL2CAP_INFO_RSP: l2cap_information_rsp(conn,cmd,cmd_len,data); break; ... } returnerr; }

好了,接下来终于可以分析漏洞了。我们的漏洞发生在对L2CAP_CONFIGRSP(config response)这个cmd的处理上。其实漏洞分析armis的paper已经写的很详尽了,我这里也就权当翻译了吧,然后再加点自己的理解。那么来看l2capconfigrsp:

staticinlineintl2cap_config_rsp(structl2cap_conn*conn, structl2cap_cmd_hdr*cmd,u16cmd_len, u8*data) { structl2cap_conf_rsp*rsp=(structl2cap_conf_rsp*)data; ... scid=__le16_to_cpu(rsp->scid);//从包中剥离出scid flags=__le16_to_cpu(rsp->flags);//从包中剥离出flag result=__le16_to_cpu(rsp->result);//从包中剥离出result switch(result){ caseL2CAP_CONF_SUCCESS: l2cap_conf_rfc_get(chan,rsp->data,len); clear_bit(CONF_REM_CONF_PEND,&chan->conf_state); break; caseL2CAP_CONF_PENDING: set_bit(CONF_REM_CONF_PEND,&chan->conf_state); if(test_bit(CONF_LOC_CONF_PEND,&chan->conf_state)){//判断conf_state是否是CONF_LOC_CONF_PEND charbuf[64];//buf数组大小64字节 len=l2cap_parse_conf_rsp(chan,rsp->data,len, buf,&result);//data仍然是包中数据,len也是包中数据。 ... } gotodone; ...

当收到的数据包里,满足result == L2CAP_CONF_PENDING,且自身的连接状态conf_state == CONF_LOC_CONF_PEND的时候,会走到 l2cap_parse_conf_rsp函数里,而且传过去的buf是个长度为64的数据,参数len ,参数rsp->data都是由包中的内容来任意确定。那么在l2cap_parse_conf_rsp函数里:

staticintl2cap_parse_conf_rsp(structl2cap_chan*chan,void*rsp,intlen, void*data,u16*result) { structl2cap_conf_req*req=data; void*ptr=req->data; inttype,olen; unsignedlongval; while(len>=L2CAP_CONF_OPT_SIZE){//len没有被检查,由接收到的包内容控制 len-=l2cap_get_conf_opt(&rsp,&type,&olen,&val); switch(type){ caseL2CAP_CONF_MTU: if(val<L2CAP_DEFAULT_MIN_MTU){ *result=L2CAP_CONF_UNACCEPT; chan->imtu=L2CAP_DEFAULT_MIN_MTU; }else chan->imtu=val; l2cap_add_conf_opt(&ptr,L2CAP_CONF_MTU,2,chan->imtu); break; case... } } } staticvoidl2cap_add_conf_opt(void**ptr,u8type,u8len,unsignedlongval) { structl2cap_conf_opt*opt=*ptr; opt->type=type; opt->len=len; switch(len){ case1: *((u8*)opt->val)=val; break; case2: put_unaligned_le16(val,opt->val); break; case4: put_unaligned_le32(val,opt->val); break; default: memcpy(opt->val,(void*)val,len); break; } *ptr+=L2CAP_CONF_OPT_SIZE+len; }

仔细阅读这个函数的代码可以知道,这个函数的功能就是根据传进来的包,来构造将要发出去的包。而数据的出口就是传进去的64字节大小的buf。但是对传入的包的数据的长度并没有做检验,那么当len很大时,就会一直往出口buf里写数据,比如有64个L2CAP_CONF_MTU类型的opt,那么就会往buf里写上64*(L2CAP_CONF_OPT_SIZE + 2)个字节,那么显然这里就发生了溢出。由于buf是栈上定义的数据结构,那么这里就是一个栈溢出。 不过值得注意的是,代码要走进去,需要conf_state == CONF_LOC_CONF_PEND,这个状态是在处理L2CAP_CONF_REQ数据包的时候设置的:

staticintl2cap_parse_conf_req(structl2cap_chan*chan,void*data) { ... u8remote_efs=0; u16result=L2CAP_CONF_SUCCESS; ... while(len>=L2CAP_CONF_OPT_SIZE){ len-=l2cap_get_conf_opt(&req,&type,&olen,&val); hint=type&L2CAP_CONF_HINT; type&=L2CAP_CONF_MASK; switch(type){ ... caseL2CAP_CONF_EFS: remote_efs=1;//【1】 if(olen==sizeof(efs)) memcpy(&efs,(void*)val,olen); break; ... } done: ... if(result==L2CAP_CONF_SUCCESS){ ... if(remote_efs){ if(chan->local_stype!=L2CAP_SERV_NOTRAFIC&& efs.stype!=L2CAP_SERV_NOTRAFIC&&//【2】 efs.stype!=chan->local_stype){ ... }else{ /*SendPENDINGConfRsp*/ result=L2CAP_CONF_PENDING; set_bit(CONF_LOC_CONF_PEND,&chan->conf_state);//这里设置CONF_LOC_CONF_PEND } } }

当收到L2CAPCONFREQ的包中包含有L2CAPCONFEFS类型的数据【1】,而且L2CAPCONFEFS数据的stype == L2CAPSERVNOTRAFIC【2】的时候,confstate会被置CONFLOCCONFPEND

到这里,这个漏洞触发的思路也就清楚了:

1,建立和目标机器的L2CAP 连接,这里注意socktype的选择要是SOCKRAW,如果不是,内核会自动帮我们完成sentinfomationrequest , sendconnectionrequest, sendconfigurerequest这些操作,也就无法触发目标机器的漏洞了。

2,建立SOCKRAW连接,connect的时候,会自动完成sentinfomationrequest的操作,不过这个不影响。

3,接下来我们需要完成sendconnectionrequest操作,来确定SCID,DCID。完成这个操作的过程是发送合法的 L2CAPCONNREQ数据包。

4,接下来需要发送包含有L2CAPCONFEFS类型的数据,而且L2CAPCONFEFS数据的stype == L2CAPSERVNOTRAFIC的L2CAPCONFREQ包,这一步是为了让目标机器的confstate变成CONFLOCCONFPEND。

5,这里就到了发送cmdlen很长的L2CAPCONNRSP包了。这个包的result字段需要是L2CAPCONFPENDING。那么这个包发过去之后,目标机器就内核栈溢出了,要么重启了,要么死机了。

这个漏洞是这几个漏洞里,触发最难的。

CVE-2017-1000250

这个漏洞是BlueZ的SDP服务里的信息泄露漏洞。这个不像L2CAP层的连接那么复杂,主要就是上层服务,收到数据就进行处理。那么我们也只需要关注处理的函数。 之前说过,BlueZ的SDP收到数据是从iosessionevent开始。之后,数据的流向是:

iosessionevent-->handlerequest-->processrequest
【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

有必要介绍一下SDP协议的数据结构: 它有一个sdppudhdr的头部,头部数据里定义了PUD命令的类型,tid,以及pdu parameter的长度,然后就是具体的parameter。最后一个字段是continuation state,当一个包发不完所要发送的数据的时候,这个字段就会有效。对与这个字段,BlueZ给了它一个定义:

typedefstruct{ uint32_ttimestamp; union{ uint16_tmaxBytesSent; uint16_tlastIndexSent; }cStateValue; }sdp_cont_state_t;

对于远程的连接,PDU命令类型只能是这三个:SDPSVCSEARCHREQ, SDPSVCATTRREQ, SDPSVCSEARCHATTRREQ。这个漏洞呢,出现在对SDP_SVCSEARCHATTRREQ命令的处理函数里面 servicesearchattrreq 。这个函数有点长,就直接说它干了啥,不贴代码了:

1, extractdes(pdata, dataleft, &pattern, &dtd, SDPTYPEUUID);解析service search pattern(对应SDP协议数据结构图)

2,max = getbe16(pdata); 获得Maximu Attribute Byte

3,scanned = extractdes(pdata, dataleft, &seq, &dtd, SDPTYPEATTRID);解析Attribute ID list

4,if (sdpcstateget(pdata, dataleft, &cstate) < 0) ;获取continuation state状态cstate,如果不为0,则将包里的continuation state数据复制给cstate.

漏洞发生在对cstate状态不为0的时候的处理,我们重点看这部分的代码:

sdp_buf_t*pCache=sdp_get_cached_rsp(cstate); if(pCache){ uint16_tsent=MIN(max,pCache->data_size-cstate->cStateValue.maxBytesSent); pResponse=pCache->data; memcpy(buf->data,pResponse+cstate->cStateValue.maxBytesSent,sent);//【1】 buf->data_size+=sent; cstate->cStateValue.maxBytesSent+=sent; if(cstate->cStateValue.maxBytesSent==pCache->data_size) cstate_size=sdp_set_cstate_pdu(buf,NULL); else cstate_size=sdp_set_cstate_pdu(buf,cstate);

sdpgetcachedrsp函数其实是对cstate的timestamp值的检验,如何过这个检验之后再说。当代码走到【1】处的memcpy时,由于cstate->maxBytesSent就是由数据包里的数据所控制,而且没有做任何检验,所以这里可以为任意的uint16t值。那么很明显,这里就出现了一个对pResponse的越界读的操作。而越界读的数据还会通过SDP RESPONSE发送给攻击方,那么一个信息泄露就发生了。

写这个poc需要注意sdpgetcachedrsp的检验的绕过,那么首先需要得到一个timestamp。当一次发送的包不足以发送完所有的数据的时候,会设置cstate状态,所以如果我们发给服务端的包里,max字段非常小,那么服务端就会给我们回应一个带cstate状态的包,这里面会有timestamp:

if(cstate==NULL){ ... if(buf->data_size>max){//max可由接收到的包数据指定 sdp_cont_state_tnewState; memset((char*)&newState,0,sizeof(sdp_cont_state_t)); newState.timestamp=sdp_cstate_alloc_buf(buf);//这里得到一个timestamp buf->data_size=max; newState.cStateValue.maxBytesSent=max; cstate_size=sdp_set_cstate_pdu(buf,&newState);//回应的包中,写上cstate状态。 }else cstate_size=sdp_set_cstate_pdu(buf,NULL);

所以,我们的poc应该是这个步骤:

1,建立SDP连接。这里我们的socket需要是SOCK_STREAM类型,而且connet的时候,addr的psm字段要是0x0001。关于连接的PSM:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

2,发送一个不带cstate状态的数据包,而且指定Maximu Attribute Byte的值非常小。这一步是为了让服务端给我们返回一个带timestamp的包。

3,接收这个带timestamp的包,并将timestamp提取。

4,发送一个带cstate状态的数据包,cstate的timestamp是指定为提取出来的值,服务端memcpy的时候,则就会把pResponse+maxBytesSent的内容发送给我们,读取这个数据包,则就获取了泄露的数据。

CVE-2017-0785

这个漏洞也是SDP的信息泄露漏洞,不过是BlueDroid的。与BlueZ的那个是有些类似的。我们也从对SDP数据包的处理函数说起。 SDP数据包会通过sdpdataind函数送给sdpserverhandleclientreq。与BlueZ一样,这个函数也会根据包中的pudid来确定具体的处理函数。这个漏洞发生在对SDPPDUSERVICESEARCH_REQ命令的处理,对包内数据的解析与上文BlueZ中的大同小异,不过注意在BlueDroid中,cstate结构与BlueZ中有些不同:

typedefstruct{ uint16_tcont_offset; }sdp_cont_state_t;

这里主要看漏洞:

①,BE_STREAM_TO_UINT16(max_replies,p_req);从包中解析出MaximuAttributeByte ②,for(num_rsp_handles=0;num_rsp_handles<max_replies;) { p_rec=sdp_db_service_search(p_rec,&uid_seq); if(p_rec) rsp_handles[num_rsp_handles++]=p_rec->record_handle; else break; } ③,/*Checkifthisisacontinuationrequest*/ if(*p_req) { if(*p_req++!=SDP_CONTINUATION_LEN||(p_req>=p_req_end)) { sdpu_build_n_send_error(p_ccb,trans_num,SDP_INVALID_CONT_STATE, SDP_TEXT_BAD_CONT_LEN); return; } BE_STREAM_TO_UINT16(cont_offset,p_req);//从包中得到cont_offset if(cont_offset!=p_ccb->cont_offset)//对cont_offset的检验 { sdpu_build_n_send_error(p_ccb,trans_num,SDP_INVALID_CONT_STATE, SDP_TEXT_BAD_CONT_INX); return; } rem_handles=num_rsp_handles-cont_offset;/*extracttheremaininghandles*/ } else { rem_handles=num_rsp_handles; cont_offset=0; p_ccb->cont_offset=0; } ④,cur_handles=(UINT16)((p_ccb->rem_mtu_size-SDP_MAX_SERVICE_RSPHDR_LEN)/4); if(rem_handles<=cur_handles) cur_handles=rem_handles; else/*Continuationisset*/ { p_ccb->cont_offset+=cur_handles; is_cont=TRUE; } ⑤,for(xx=cont_offset;xx<cont_offset+cur_handles;xx++) UINT32_TO_BE_STREAM(p_rsp,rsp_handles[xx]);

①,②中代码可以看出,变量numrsphandles的值,一定程度上可以由包中的Maximu Attribute Byte字段控制。 ③中代码是对带cstate的包的处理,第一步是对大小的检查,第二步是获得contoffset,然后对contoffset进行检查,第三步就到了 remhandles = numrsphandles - contoffset 可以思考一种情况,如果numrsphandles < contoffset,那么这个代码就会发生整数的下溢,而numrsphandles在一定程度上我们可以控制,而且是可以控制它变成0,那么只要contoffset不为0,这里就会发生整数下溢。发生下溢的结果给了remhandles,而这个变量代表的是还需要发送的数据数。 在④中,如果remhandles是发生了下溢的结果,由于它是uint16t类型,那么它将变成一个很大的数,所以会走到 pccb->contoffset += curhandles;,curhandles是一个固定的值,那么如果这个下溢的过程,发生很多次,pccb->contoffset就会变得很大,那么在5处,就会有一个对rsphandles数组的越界读的产生。

下面的操作可以让这个越界读发生:

1,发送一个不带cstate的包, 而且Maximu Attribute Byte字段设置的比较大。那么结果就是remhandles = numrsphandles,而由于maxreplies比较大,所以numrsphandles会成为一个比较大的值。只要在④中保证remhandles > curhandles,那么pccb->contoffset就会成为一个非0值curhandles。这一步是为了使得pccb->contoffset成为一个非0值。

2,接收服务端的回应包,这个回应包里的cstate字段将会含有刚刚的pccb->contoffset值,我们取得这个值。

3,发送一个带cstate的包,contoffset指定为刚刚提取的值,而且设置Maximu Attribute Byte字段为0。那么服务端收到这个包后,就会走到remhandles = numrsphandles - contoffset从而发生整数下溢,同时pccb->contoffset又递增一个cur_handles大小。

4,重复2和3的过程,那么pccb->contoffset将越来越大,从而在⑤出发生越界读,我们提取服务端返回的数据,就可以获得泄露的信息的内容。

CVE-2017-0781

现在我们到了BNEP服务。BNEP的协议格式,下面两张图可以说明的很清楚:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

BlueDroid中BNEP服务对于接受到的数据包的处理也不复杂:

1,解析得到BNEPTYPE,得到extension位。

2,检查连接状态,如果已经连接则后续可以处理非BNEPFRAMECONTROL的包,如果没有建立连接,则后续只处理BNEPFRAMECONTROL的包。

3,去BNEPTYPE对应的处理函数进行处理。

4,对于BNEPTYPE不是BNEPFRAME_CONTROL而且有extension位的,还需要对extension的数据进行处理。

5,调用pan层的回调函数。

值得注意的是,BNEP连接真正建立起来,需要先处理一个合法的BNEPFRAMECONTROL数据包。 CVE-2017-0781正是连接还没建立起来,在处理BNEPFRAMECONTROL时所发生的问题:

caseBNEP_FRAME_CONTROL: ctrl_type=*p; p=bnep_process_control_packet(p_bcb,p,&rem_len,FALSE); if(ctrl_type==BNEP_SETUP_CONNECTION_REQUEST_MSG&& p_bcb->con_state!=BNEP_STATE_CONNECTED&& extension_present&&p&&rem_len) { p_bcb->p_pending_data=(BT_HDR*)osi_malloc(rem_len); memcpy((UINT8*)(p_bcb->p_pending_data+1),p,rem_len); p_bcb->p_pending_data->len=rem_len; p_bcb->p_pending_data->offset=0; }

上述代码中,malloc了一个remlen的大小,这个是和收到的数据包的长度相关的。可是memcpy的时候,却是从pbcb->ppendingdata+1开始拷贝数据,那么这里会直接溢出一个sizeof(*(pbcb->ppendingdata))大小的内容。这个大小是8.所以只要代码走到这,就会有一个8字节大小的堆溢出。而要走到这,只需要过那个if的判断条件,而这个if其实是对BNEPSETUPCONNECTIONREQUESTMSG命令处理失败后的错误处理函数。那么只要发送一个错误的BNEPSETUP_CONNECTIONREQUESTMSG命令包,就可以进入到这段代码了触发堆溢出了。

所以我们得到poc的编写过程:

1,建立BNEP连接,这个和SDP类似,只是需要指定PSM为BNEP对应的0x000F。

2,发送一个BNEPTYPE为BNEPFRAMECONTROL,extension字段为1,ctrltype为BNEPSETUPCONNECTIONREQUESTMSG的错误的BNEP包:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

CVE-2017-0782

这个也是由于BNEP协议引起的漏洞,首先它是个整数溢出,整数溢出导致的后果是堆溢出。 问题出在BNEP对extension字段的处理上:

UINT8*bnep_process_control_packet(tBNEP_CONN*p_bcb,UINT8*p,UINT16*rem_len,BOOLEANis_ext) { UINT8control_type; BOOLEANbad_pkt=FALSE; UINT16len,ext_len=0; if(is_ext) { ext_len=*p++;【1】 *rem_len=*rem_len-1; } control_type=*p++; *rem_len=*rem_len-1; switch(control_type) { ... default: bnep_send_command_not_understood(p_bcb,control_type); if(is_ext) { p+=(ext_len-1); *rem_len-=(ext_len-1);【2】 } break; } if(bad_pkt) { BNEP_TRACE_ERROR("BNEP-badctlpktlength:%d",*rem_len); *rem_len=0; returnNULL; } returnp; }

上述代码中,【1】的ext_len从数据包中获得,没有长度的检查,可为任意值。而当control_type为一个非法值的时候,会走到【2】,那么这里就很有说法了,我们如果设置ext_len比较大,那么这里就会发生一个整数下溢。从而使得rem_len变成一个很大的uint16_t的值。这个值将会影响后续的处理:

while(extension_present&&p&&rem_len) { ext_type=*p; extension_present=ext_type>>7; ext_type&=0x7F; ... p++; rem_len--; p=bnep_process_control_packet(p_bcb,p,&rem_len,TRUE); 【1】 } p_buf->offset+=p_buf->len-rem_len;   p_buf->len=rem_len;  【2】 ... if(bnep_cb.p_data_buf_cb) { (*bnep_cb.p_data_buf_cb)(p_bcb->handle,p_src_addr,p_dst_addr,protocol,p_buf, fw_ext_present);  【3】 }   ... osi_free(p_buf); }

上面的代码中,【1】处将发生整数下溢出,使得rem_len成为一个很大的值(比如0xfffd),【2】处会将这个值赋值给p_buf->len。【3】处是回调函数处理这个p_buf,在BlueDroid中这个函数是pan_data_buf_ind_cb,这个函数会有一条路径调到bta_pan_data_buf_ind_cback,而在这个函数中:

staticvoidbta_pan_data_buf_ind_cback(UINT16handle,BD_ADDRsrc,BD_ADDRdst,UINT16protocol,BT_HDR*p_buf, BOOLEANext,BOOLEANforward) { tBTA_PAN_SCB*p_scb; BT_HDR*p_new_buf; if(sizeof(tBTA_PAN_DATA_PARAMS)>p_buf->offset){ /*offsetsmallerthandatastructureinfrontofactualdata*/ p_new_buf=(BT_HDR*)osi_malloc(PAN_BUF_SIZE); memcpy((UINT8*)(p_new_buf+1)+sizeof(tBTA_PAN_DATA_PARAMS), (UINT8*)(p_buf+1)+p_buf->offset,p_buf->len); p_new_buf->len=p_buf->len; p_new_buf->offset=sizeof(tBTA_PAN_DATA_PARAMS); osi_free(p_buf); }else{ ... }

memcpy用到了我们传进来的pbuf,而pbuf->len是刚刚下溢之后的很大的值,所以主要保证sizeof(tBTAPANDATAPARAMS) > pbuf->offset,这里就会发生一次很大字节的堆溢出。

代码首先要走到extension的处理,这个的前提是连接状态是BNEPSTATECONNECTED。而这个状态的建立,需要服务端先接收一个正确的BNEPSETUPCONNECTIONREQUESTMSG请求包,同时要想pandatabufindcb调用到bta_pandatabufindcback产生堆溢出,需要在建立连接的时候指定UUID为UUIDSERVCLASSPANU可以阅读这两个函数来找到这样做的原因,这里就不再贴代码了。清楚这一点之后,我们就可以构造我们的poc了:

1,建立BNEP连接,这里只是建立起初步的连接,connstate还不是BNEPSTATECONNECTED,这一步通过connect实现

2,发送一个正确的BNEPSETUPCONNECTIONREQUESTMSG请求包,同时指定UUID为UUIDSERVCLASSPANU。这个包将是这样子:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

3,发送一个extension字段可导致整数下溢的包,而且注意控制pbuf->offset变得比较小:


【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC

这样PoC就完成了。 CVE-2017-0781和CVE-2017-0782导致了堆溢出,一般会使得com.android.bluetooth崩溃,但是这个进程崩溃系统不会有提醒,需要去logcat来找崩溃的日志。这是两个很有品质的堆溢出漏洞,结合前面的信息泄露漏洞,是完全可以转化为远程代码执行的。


0x03

这篇分析到这里也就结束了,蓝牙出漏洞是个比较危险的事情,希望没有修补的能尽快修补,补丁链接如下:

CVE-2017-1000250

CVE-2017-1000251

CVE-2017-0785

CVE-2017-0781

CVE-2017-0782

确定自己是否有漏洞可以用我们提供的poc呀,关于蓝牙漏洞的研究,也希望能和各位多多交流。


参考文档:

1,https://www.armis.com/blueborne/

2,http://blog.csdn.net/rain0993/article/details/8533246

3,https://people.csail.mit.edu/albert/bluez-intro/index.html


0x04

360Vulpecker Team: 隶属于360公司信息安全部,致力于保护公司所有Android App及手机的安全,同时专注于移动安全研究,研究重点为安卓APP安全和安卓OEM手机安全。 团队定制了公司内部安卓产品安全开发规范,自主开发并维护了在线Android应用安全审计系统“360显危镜”,在大大提高工作效率的同时也为开发者提供了便捷的安全自测平台。同时研究发现了多个安卓系统上的通用型漏洞,如通用拒绝服务漏洞、“寄生兽”漏洞等,影响范围几乎包括市面上所有应用。 该团队高度活跃在谷歌、三星、华为等各大手机厂商的致谢名单中,挖掘的漏洞屡次获得CVE编号及致谢,在保证360产品安全的前提下,团队不断对外输出安全技术,为移动互联网安全贡献一份力量。




【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC
【漏洞分析】BlueBorne 蓝牙漏洞深入分析与PoC
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