CVE-2017-11826：Office Open XML 标签嵌套解析混淆漏洞

x01 前言

• CVE-2017-11826 据说是 360 在 2017 年 9 月底发现的一个关于 XML 格式解析的一个漏洞，之后微软在 10 月份发布了关于 CVE-2017-11826 的补丁，补丁地址：https://portal.msrc.microsoft.com/en-US/security-guidance/advisory/CVE-2017-11826
  
• 该漏洞的成因是由于在解析闭合元素时，没有对元素的完整性做出判断，导致将当前元素的嵌套关系加上 1。这样的话 wwlib 模块在处理闭合标签时，会错误的使用父级元素 w:name 属性 +44 的地址进行虚函数调用，攻击者通过修改 w:name 属性，就可以进行任意地址调用。
• 受影响的 Office 版本。
  

x02 调试环境

• 操作系统：Windows 7 + VMware
• 调试工具：x64dbg
• 漏洞样本：POC（提取码：lxx6）

x03 调试分析

• 从 GitHub 上下载关于 CVE-2017-11826 漏洞的文件夹，解压后发现包括解压过的 docx 文件、README 文件、俄文文档，俄文文档没有仔细看，好像是关于漏洞利用的。
  
• 包含漏洞的 XML 文件为 document.xml，文件在 word 路径下。打开 document.xml 文件，分析后发现 <w:font> 标签使用了 </o:idmap> 标签进行闭合，而 <w:font> 标签的 w:name 属性有点奇怪，可能是用于控制某一个地址的值。
  
• 将解压过的 docx 文档重新压缩，之后使用注册表附加调试器准备调试。
  
• 附加完成之后打开含有漏洞的文档，运行后触发异常，其中 call [ecx+4] 指令是利用虚函数表调用虚函数，而 ecx 为虚函数表指针，通过 wwlib.41249DA0 函数返回。
  
• 查看堆栈调用，发现用于处理 XML 格式的 msxml 模块，msxml 模块通过间接调用 wwlib 模块去协助解析 XML 格式。暂且将 wwlib.3161309E 函数定为漏洞函数。
  
• 对漏洞函数下记录断点后查看日志内容，发现漏洞函数被调用了 6 次，结合 document.xml 文件中的标签元素分析漏洞函数很有可能是用于解析元素标签的，至于解析的是什么，目前还不清楚。
  
  
• 选取最后一次调用漏洞函数的 esp 下条件断点，分析漏洞函数处理流程。
  
• 函数断下后从传入的参数可以发现，esi 可能是储存标签信息的数据结构。
  
• 单步进入该函数，在如图所示的位置会取出元素的嵌套关系，此时 <o:idmap> 标签已经插到了 w:font 标签的后面（以 ":" 符号为分隔符）。而 <w:font> 标签在未闭合的情况插入了 <o:idmap> 标签，说明嵌套关系已经被错误的解析。
  
• 调试到 0x31613084 地址时发现会调用 wwlib.31249DA0 函数，经过分析后发现该函数的返回值和异常处的虚函数表调用有关，所以进入这个函数看看。
  
• 通过分析发现该函数对 ecx 和 edx 做了一些简单的计算，算法为 [[ecx]+8]*edx + [[ecx]+C] + [ecx]，计算结果为 0x0751D140；而 ecx 是由 esi 传入，edx 又等于 [[esi]]，所以算法变为 [[esi]+8]*([[esi]]-2) + [[esi]+C] + [esi]，由传入的 esi 控制，经过后面的分析可以得出 [[esi]] 其实就是当前元素的嵌套等级。
  
• 调用完 wwlib.31249DA0 后会将 [[0x0751D140+44]+44] 地址的值作为虚函数表指针进行虚函数调用，进而触发异常。如图所示可以看出 [0x0751D140+44] 地址被覆盖成了 <w:font> 元素的 w:name 属性，所以攻击者通过修改 <w:font> 标签的 w:name 属性就可以做到调用任意地址。
  
  
• 接下来更改样本中的 document.xml 文件，手动添加 </w:font> 闭合标签，看看是否会触发异常。
  
• 在漏洞函数处断下，这时的嵌套等级为 5。
  
• 之后通过 wwlib.31249DA0 计算虚函数调用地址为 0x075098F4。由于嵌套等级为 5，所以计算出的结果为 F4（4C*(5 - 2) + 10），之前的为 140（4C*(6 - 2) + 10）。
  
• 虚函数调用后程序并没有触发异常。
  

x04 分析 msxml 模块处理步骤

• 为了快速了解 msxml 模块的处理流程，对调用堆栈中的所有 msxml 模块函数下记录断点，查看日志。
  
• 从日志中可以发现漏洞函数的调用都是通过 sub_78887830 函数中的 call [ebx+200] 的指令实现的，但是倒数第二个漏洞函数的调用却没有经过 call [ebx+200] 而是直接跳到了 MSO 模块。
  
• 对倒数第二个漏洞函数下断点。断下后分析堆栈调用，发现 msxml.78887830 函数中的 call [ecx+20] 的指令也会调用漏洞函数。
  
  
• 这样的话函数调用流程图就能分析出来了，函数调用流程如下图所示：
  
• 下面根据 msxml.78887830 函数的最后一次调用，简单分析 call [ebx+200] 下的函数链调用。
  
  
• 在 msxml.78887830 函数开头会将元素标签对象储存在 ebx 中，元素标签对象储存当前解析元素的信息，主要是元素的嵌套关系，嵌套等级等。
  
• 向下调试后发现 msxml.788872F7 函数会获取 <w:font> 元素的 w:name 属性字符的指针。
  
• 而下面的 msxml.78887335 函数会获取 o:idmap 元素字符的指针
  
• 获取完 o:idmap 元素字符的指针后，调用 msxml.788872F7 函数解析 o:idmap 元素，在内存窗口可以看出字符指针已经指向了 incer 的位置，说明已经把 idmap 标签解析出来了。
  
• 之后调用 msxml.788873F0 计算元素的嵌套等级，可以看出元素的嵌套等级计算出为 6，但此时元素的嵌套等级依旧是 5，还没有更新为 6。
  
• 在将 [ebx+1e8] 赋值给 eax 之后，发生了跳转，从而跳过了 call [ecx+20] 的调用转而进行 call [ebx+200] 的调用。
  
  
  
• 调用的函数为 mso.32751CAA，其实 MSO 模块的函数调用没有太大的作用，只是给后面 wwlib 模块的做间接处理。
  
• 到达 0x32751D5C 的位置后执行 call [ecx+20] 指令调用 sub_3277FAC0 函数，此时 esi = [esi+60]。
  
• 接着 sub_3277FAC0 函数中会执行 call [eax+10] 指令调用 wwlib.3127D3FB。
  
• 进入 wwlib.3127D3FB 函数之后继续向下调试，此时 [[esi+b14]] 的地址中储存着元素的嵌套关系。
  
  
• 之后调用完 wwlib.3127E6B3 函数后会进行一个判断，如果 ebx 等于 0x80004001 就跳转。
  
• 跳转完成之后调用漏洞函数，下面的流程刚刚已经分析过了。
  
• 根据上面调试分析的结果对其中几个位置下记录断点。查看日志可以发现 msxml.78887830 函数会逐一对元素进行解析，当解析到 <idmap> 标签时嵌套关系为 5。
  
  
• 但是在异常处嵌套关系为 6，对最后一次调用 msxml.78887830 函数下断点，查看嵌套关系是何时变为 6 的。
  
• 重新运行后断下，此时嵌套关系为 5。
  
• 当调试到 wwlib.3127D3FB 函数中的 0x3128E3AD 位置时，嵌套关系变为了 6，说明 wwlib.312C6142 函数更新了嵌套关系。
  
• 接着分析一下 w:name 属性是何时被复制的。通过对漏洞异常处的分析发现 w:name 属性储存在元素对象中，通过对元素对象储存 w:name 位置下写入断点发现在 WWLIB.sub_3127D3FB 函数中会调用 wwlib.3127E773 函数复制 w:name 到元素对象当中，之后漏洞函数中会把 w:name 属性取出来进行虚函数表调用。
  
  
  
• 需要注意的是再上面的分析中该跳转并没有实现，也就是说这里在复制完 w:name 属性之后直接返回了。而判断跳转的值是由 wwlib.3127E6B3 返回的，进入该函数，分析后发现在函数末尾处会将 0x80004001 赋值给 eax，在这之前会以 0x3149BFA3 作为基址，以 eax * 4 做为偏移地址进行调用，而 eax 是通过 [ebp-1c] 传进来的，对该位置下记录断点后查看日志。
  
• 根据日志可以发现当 [ebp+1c] 的值为 0xFFFF 时才会调用漏洞函数。而且解析 <w:font> 标签前调用一次，解析 <o:idmap> 标签后调用一次。
  
• 之后把 <o:idmap> 标签删除，再对比日志信息。
  
• 可以发现只有在 <w:font> 标签解析前才会将此值设置为 0xFFFF，所以这一个值可能是用于判断元素是否闭合。
  

x05 总结

• 当 msxml.78887830 函数解析到 <w:font> 标签时，会误以为标签已经闭合，从而将 <w:font> 标签的 w:name 属性（假如有的话）添加到对象之中，同时更新元素的嵌套关系（嵌套关系变为 6），导致最后使用 call [ecx+4] 进行虚函数表调用时虚表指针被错误的覆盖成了 w:name 属性中的数据触发了异常。
  
  

关于 CVE-2017-11826 的漏洞分析到此结束，如有错误，欢迎指正