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背景

2018年5月15日,ESET发布文章“A tale of two zero-days”,该文章披露了今年3月ESET在恶意软件扫描引擎(VirusTotal)上捕获了一个用于攻击测试的 PDF文档。该PDF文档样本包含两枚0-day漏洞(CVE-2018-4990,CVE-2018-8120)以实现针对Adobe Acrobat/Reader PDF阅读器的任意代码执行。其中CVE-2018-4990为Adobe PDF阅读器的代码执行漏洞,而CVE-2018-8120则是Windows操作系统Win32k的内核提权漏洞,在获取代码执行权限后通过内核提权漏洞绕过Adobe PDF阅读器的沙盒保护,实现任意代码执行。

漏洞利用回溯分析

360威胁情报中心分析确认披露的漏洞可被利用,在本文中我们试图通过公开的POC样本中针对Adobe Acrobat/Reader代码执行的漏洞(CVE-2018-4990)利用过程进行详细分析,并记录整个分析过程。如有分析不当之处敬请谅解。

分析环境

操作系统:Windows 7 SP1

AdobeReader DC:1700920044

样本MD5:bd23ad33accef14684d42c32769092a0

Payload功能解析

使用PDFStream打开漏洞样本,在尾部可以发现使用了JavaScript来触发利用漏洞:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

通过分析可知,JavaScript中的前部分为PDF阅读器漏洞触发后加载运行的载荷,主要用于提权并执行恶意代码。而之后的JavaScript代码中则通过两个Array实例sprayarr及a1来实现内存Spray布局,这里需要注意的是a1对Array中奇数下标的element进行了释放,这是UAF类漏洞利用中常见的一种内存布局手法:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

内存部署成功之后,接着在myfun1,myfun2中调用了两次触发double free的脚本,该脚本代码触发了double free,从而导致后来的代码执行,触发double free的脚本:

varf1 = this.getField("Button1");

最后对array实例sprayarr2进行赋值,每个element为一个长度为0×20000-0×24的ArrayBuffer,接着遍历sprayarr可以发现其对应的某一个sprayarr的element长度被修改为了0×20000-0×24(默认的长度为0×10000-0×24),此时通过超长的sprayarr[i1]即可修改相邻的sprayarr[i1+1]对象的len长度属性,从脚本代码中可以看到长度被修改为了0×66666666,最终通过该超长的sprayarr[i1+1]即可实现全内存的读写:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

为此攻击者编写了专门的利用超长sprayarr对象实现全内存读写的函数:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

获取全内存读写能力后,POC中通过伪造bookmarkRoot的对象实现代码执行:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

POC运行之后会导致崩溃:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

崩溃的原因为objecscript地址为硬编码,其中0x23A59BA4-0×23800000的地址并不适配测试的Adobe Reader版本,从而导致崩溃:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

通过对POC中的Payload功能解析,我们确定了POC中的几个需要分析的要点,这也是搞清楚整个漏洞利用的关键:

l sprayarr,a1在进行内存spray时的内存结构

l 触发double free的代码具体分析(var f1 = this.getField(“Button1″);)

l sprayarr2初始化时的内存状态,其初始每个element长度正好是sprayarr中超长element的长度,这不禁让我们怀疑sprayarr2和某个sprayarr重合了(或许是第二点中的代码将sprayarr中的某个element释放了?然后被sprayarr2重用?)

脚本分析及调试

带着Payload功能解析中得出了漏洞利用关键点我们开始逐一进行调试分析。

如何分析相关内存结构

样本中具体的漏洞触发/利用部分都是JavaScript脚本,因此调试的时候我们可以依赖对应的三角函数实现具体的中断。为了获取对应的内存结构,我们可以直接修改对应POC,比如在POC中创建一个Array的实例myContent,将该Array中第0个element赋值为0x1a2c3d4f,以便于内存搜索,之后分别将我们感兴趣的变量赋值到该Array中即可很方便的定位内存 进行分析:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

通过上述的三角函数断下后,此时通过搜索0x1a2c3d4f即可找到对应的myContent结构,如下所示地址0x062035f8开始的数据则为对应的tag(标记为0x1a2c3d4f),之后的四字节值0xffffff81标记该element的type类型,再往后依次为我们赋值的element,由于都是Array,所以type均为0xffffff87:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而为了获取sprayarr和a1的内存状态,我们可以在下图位置下三角函数断点来方便调试:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

sprayarr

有了分析脚本中内存结构的方法,我们通过上述的办法定位到sprayarr的内存结构,可以看到element个数为0×1000,偏移c的位置包含指向具体内存element的指针0x07e94718:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

进一步可以看到对应的每一个element对象的地址,由于sprayarr的element为ArrayBuffer,所以其对应的type为0xffffff87,从下标1开始全部都是type为0xffffff87的ArrayBuffer:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

查看下标为1的element对象的内存结构如下所示,大的红框分别对应的sprayarr[1]和sprayarr[2]中的Arraybuffer对象,其内存为连续布局。每个Arraybuffer对象偏移+c的位置为具体的内存空间,下图中每个Arraybuffer对象的实际内存空间也是连续分布,而内存中的两个值相减则正好为Arraybuffer初始化时的长度(0x88dc760 – 0x88cc760=10000):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

进入到具体的Arraybuffer内存空间查看(0x88cc760),实际内存长度为ffe8(和分配的0×10000-0×24一致):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而sprayarr连续布局的内存空间一直到延伸到地址0x18ce0038:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

al

继续使用分析相关内存结构的方法查看此时的al array,同理偏移+c的地方指向了具体的element:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

由于a1中的奇数下标的element在此时已经被释放,因此右侧element的内存都为0,此处选择al[2]进行查看,可以看到0x074926d8处保存了对应的长度,之后0x74926E0处指向脚本代码中对应的Uint32Array,起偏移+0xC的位置包含了指向具体内存的指针,而0x063008a0处即为对应的Uint32Array(252),其长度为252*4=1008=0x3f0,而a1中有所Uint32Array最后都指向连续布局的内存空间:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析对应的JavaScript脚本,其中a1i1,a1i1的值在此时分别为0x0d0e0048和0x0d0f0048:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析Uint32Array(252)对应的内存布局(0x063008a0):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析释放的al[3]对象内存布局:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析Uint32Array最终的内存布局(从0×06300890开始到0x88be180):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

sprayarr2

对sprayarr2的内存布局分析同样通过三角函数在sprayarr长度修改后断下:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析sprayarr2的内存结构不过多展示,和sprayarr大致相同,此时sprayarr[i1]的长度已经被修改为0x1ffe8:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析其后相邻element的len也被修改为0×66666666:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析整个sprayarr的起始地址对应的内存数据:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析检查sprayarr2内存,发现sprayarr中被修改的element和sprayarr2中的某个element指向同一片内存:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而sprayarr2中除了和sprayarr中一致的0x0d0e0058外可以发现,正常情况下,sprayarr2的element内存地址是从0x18d4a0d8开始的一片连续内存,而此处0x0d0e0058更像是漏洞利用中占坑的结果,这也肯定了我们之前的猜测,sprayarr中的内存被释放然后被sprayarr2占据,由于正好占据的长度为spayarr element大小的两倍,因此可以猜测释放了两次,每次释放一个sprayarr element:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

这里值得注意的是重用的内存地址0x0d0e0058似乎和POC中a1i1和a1i1的值非常接近,难道是通过这个地方控制的释放?

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

释放函数定位

为了验证到底是否是var f1 = this.getField(“Button1″);相关代码导致了对应的a1i1和a1i1中的精确地址释放,通过以下windbg断点进行验证:

buMSVCR120!free ".if poi(esp+4)=0x0d0e0048{}.else{gc}"

由于该函数在程序运行中会被大量调用,直接下断点会导致程序卡死,而且此处我们是为了验证var f1 = this.getField(“Button1″);相关代码是否导致了sprayarr中的element被释放,因此可以在该代码前后加log函数,log被断下后再下对应的free断点并运行:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

再次运行,调试器断下,可以看到此时正在释放地址0x0d0e0048中的内存,可以看到是JP2KLib!JP2kCopyRect+0xbae6调用了free释放函数:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

查看JP2KLib!JP2kCopyRect+0xbae6即可定位到漏洞触发点(释放函数):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

动态调试分析可以发现漏洞函数运行到该loop前,其循环遍历的地址为eax,而eax的值为0x08AA2820(通过poi(poi(esi+0×48)+0x0c)获取):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而0x08aa2820正好为脚本中的a1中某个释放的hole,即其大小为0x3f0:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而循环的校验值为0xff,0xfe*4 = 0x3f8,即可以访问到之后的a1i1和a1i1(0x0d0e0048,0x0d0f0048):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

之后继续访问并读取地址0x0d0e0048中的数据,并通过eax传入函数sub_10066FEA。

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

sub_10066FEA最终会调用MSVCR120!free释放该内存:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

精准的内存释放过程

动态调试得知第一次调用var f1 = this.getField(“Button1″);相关函数将导致0x0d0e0048对应的0×10000长度的内存被释放:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

继续循环执行后,漏洞函数读取之后的地址0x0d0f0048中的数据,并释放对应大小为0×10000的内存,此时两次释放了总共0×20000长度的内存(两次释放由myfun1函数中的getField相关代码完成,myfun2中的getField删除不影响利用):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

通过对比hole被占据成buffer后的内存结构和正常a1的element就可以发现,该结构中寻址的起始地址要比之前的element低16个字节,因此获取a1i1和a1i1 element时的寻址编号分别是0xfd和0xfe:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

最后通过sprayarra2赋值抢占该0×20000的内存,一旦分配成功,即变相的将sprayarr中0x0d0f0048位置的element的长度从0xffe8修改为0x11fe8:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

漏洞触发原理分析

分析到这还剩最后两个疑问。

1. poi(poi(esi+0×48)+0x0c)这个被遍历的地址是如何被分配的?

2. poi(poi(esi+0×48)+0×04)处的0xff来自何处?

第一个问题

通过调试回溯,我们找到了具体的jp2h解析函数,如下所示:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

其对应的参数如下:

参数1:getField(“Button1″)获取的图片的实际大小

参数2:poi(poi(esi+0×48)+0x0c)

参数3:图片的对象,可以看到包含的具体图片内容

函数调用前,poi(poi(esi+0×48)+0x0c)这个地址初始化为零:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

继续跟踪调试可以看到,给poi(poi(esi+0×48)+0x0c)分配的内存地址大小为0x3f4,即一个a1中的hole:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而图片的实际大小则是0x3f4,正好用于填补a1的hole:

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poi(poi(esi+0×48)+0x0c)为pg2h解析时分配,其实际大小和图片大小一致(0x3f4),正好填补a1中的hole,而在loop逻辑处理poi(poi(esi+0×48)+0x0c)时,由于长度为0xfe(0xfe*4 = 0x3f8),所以越界8字节刚好读到hole中残留的攻击者部署地址!

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至此,可以清楚的知道漏洞触发的原因:越界读取,而我们也可以将漏洞触发的代码注释修改成越界读了:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

0xff控制字

其中控制loop循环次数的0xff,实际在poi(poi(esi+0×48)+0×4)的位置。

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通过回溯分析,发现该值同样来自pg2h函数中的解析。

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

调试知道,其赋值来自于pg2h第三个参数,图片对象+10的位置。

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

067f4700这个变量主要用于标记解析图片时的指针,当解析图片时,该指针从图片的开始一直递加,直到图片尾部,如下图所示为扫描到图片中间时的值。

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扫描完之后发现该指针指向后面的一片fffffff的内容,如下所示:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

此时通过该指针给poi(poi(esi+0×48)+0×4)赋值时即为对应的0xff,从而导致之后的越界读(这个地方感觉应该是pclr后面应该还有字段,突然截断了导致了一个错误的残留指针)。

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而打过补丁之后,poi(poi(esi+0×48)+0x0c)处的buffer被设置为零,不再指向之前a1中的某一个hole地址,从而无法通过释放函数前的校验:

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遗留问题

脚本函数myfun1中 array2的赋值会导致部分a1里hole偏移249处,地址为0x0d0e0048的4字节数据被置空(因为其Uint32Array的大小为250,所以正好可以将偏移249的地址为0x0d0e0048处的4字节数据置空)。

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如下所示,部分被填掉的a1 hole,可以看到对应的长度由0x3f0变成了0x3e8:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

而直接删除后会影响漏洞触发,如下所示可以看到崩溃的原因在于漏洞函数释放的地址不合法导致,其遍历的buffer并不是我们分配的任何一个a1的element对象,因此猜测针对array2的循环遍历主要是用于将部分符合大小的脏 hole给填补上,这样var f1 = this.getField(“Button1″);相关代码调用的时候就能确保该buffer分配到我们指定的a1 hole中。通过调整array2的大小后发现,将大小值从0×200一直减少到0×70都能保证漏洞的稳定触发,但是低于0×70则会降低触发运行漏洞函数的几率,此处可以进一步研究:

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

整个漏洞利用过程

通过以上的分析过程可知漏洞函数JP2KLib!JP2kCopyRect+0xbae6中对访问的buffer检验有误,导致可以越界读取之后8字节的内容(0xff的获取有可能是pclr突然中断导致),所以该8字节的内容为攻击者可控,并在之后用于精确释放内存,最终通过精确释放,并重用该释放的地址,获取一个超长element,以实现全局内存读写,最终导致任意代码执行。

整个漏洞利用过程总结如下(编号和内存布局图中的编号对应):

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

1、 通过heap spray a1布置大量比buffer稍大的Uint32Array,将Uint32Array中249,250位置的element设置为需要释放的地址,之后将a1中奇数elemnt释放(以便于之后JP2KLib中解析图片时被分配到)。

2、 heap spray sprayarr布置之后需要释放的内存对象(即sprayarr)

3、 通过加载指定大小的jp2k图片,导致解析jp2k图片时分配的内存为之前某一个a1中的hole,之后运行到JP2KLib!JP2kCopyRect+0xbae6,漏洞触发越界读取249,250偏移处(即sprayarr中两个相连的elment)的内存并释放(合计0×20000),转化为类UAF的利用

4、 同上

5、 通过sprayarr2的赋值抢占释放的0×20000内存,一旦抢占成功,sprayarr中之前被释放的elment的长度就会被修改为0×20000

CVE-2018-4990 Adobe Reader代码执行漏洞利用分析

6、 最终通过精确释放,并重用该释放地址,获取一个超长element,以实现全局内存读写,再通过全局内存读写,伪造bookmarkRoot的对象实现任意代码执行!

参考

https://srcincite.io/blog/2018/05/21/adobe-me-and-a-double-free.html

https://www.welivesecurity.com/2018/05/15/tale-two-zero-days/

https://twitter.com/klotxl404/status/998777393262166017


//下面这个css和插件后台设置的主题有关系,如果需要换样式,则需要修改以下CSS名称

  本文作者360天眼实验室

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