东森平台ADLab：VxWorks多个远程漏洞分析
宣布时间 2019-08-02VxWorks是世界上使用最广泛的实时操作系统（RTOS） ，有凌驾20亿台设备正在使用 ，包罗工业、电力、能源 ，航空航天等行业要害基础设施。
? 漏洞影响版本
URGENT/11漏洞影响自6.5版以来的几乎所有VxWorks版本 ，不包罗为认证而设计的产物版本 ，例如VxWorks 653和VxWorks Cert Edition。
? VxWorks6.5~6.9.4
? 使用IPNet网络协议栈的VxWorks版本
? 解决方案
? 防火墙和IDS产物添加规则 ，检测异常流量。
? 使用最新漏洞扫描工具检测内部受漏洞影响的设备资产。
? 风河(Wind River)公司已宣布相关版本更新和补丁信息。
? 罗克韦尔(Rockwell)、Sonicwall、施乐(Xerox)等公司已宣布更新包 ，请及时更新。
? 漏洞原理分析
Armis Labs在VxWorks中共发现了11个0day漏洞 ，其中6个漏洞为严重漏洞并可以远程执行代码（RCE） ，其余5个漏洞为拒绝服务 ，信息泄露或逻辑缺陷漏洞。具体如下表所示：
东森平台ADLab选取了三个比力典型的漏洞CVE-2019-12255、CVE-2019-12257、CVE-2019-12258进行分析。它们涉及到了IPNet协议栈及DHCP协议处置实现。
▲ CVE-2019-12255漏洞分析
CVE-2019-12255漏洞是IPNet协议栈在处置TCP报文urg标志时的整数溢出漏洞。在受影响版本的VxWorks TCP协议栈实现中 ，如果一个TCP报文设置了urg标志 ，那么该TCP报文的urgent pointer字段会在iptcp_deliver函数中用于变量tcb-> recv.urg_ptr的赋值。在VxWorks版本6.8版本中 ，实现代码如下所示：
在今后socket执行recv（）操作时 ，会调用函数iptcp_usr_get_from_recv_queue ，该函数处置报文段时首先判断当前TCP数据段是否包罗urgent标志 ，如果包罗该标志 ，则检查是否会将当前TCP窗口中的urgent 数据读取出来（urgent数据不允许通过通例recv读�。�。检查方式如下图所示：
其中 ，ugent_pointer是在函数iptcp_deliver中赋值的 ，len为recv函数参数 ，如果通过计算发现读取len长度的数据会读取到urgent data数据 ，则重新对len赋值 ，以保证urgent 数据不被读取。下面两张图展示了上述代码的效果。
如果接收到的TCP段中的urgent_pointer字段设置为0 ，则iptcp_usr_get_from_recv_queue通过计算得到修正后的len为-1。由于len是无符号整数 ，即即是0xffffffff。这导致recv（）调用中设置的读取长度限制失效 ，从而拷贝所有可读取的数据到用户缓冲区 ，造成溢出。
漏洞验证：
凭据漏洞原理 ，我们编写了该漏洞的POC验证法式 ，并在VxWorks6.8版本的系统上进行了验证。通过直接发送urgent pointer为0的数据包 ，造成栈溢出后笼罩函数返回地址 ，如下图所示：
▲ CVE-2019-12257漏洞分析
此漏洞是VxWorks系统设备内置的ipdhcpc（VxWorks的内置DHCP客户端）在处置DHCP响应数据包时触发的堆溢出漏洞。当ipdhcpc实验从DHCP服务器获取IP地址时 ，与目标设备位于同一子网中的攻击者可以通过特殊设计的DHCP响应数据包回复 ，使得VxWorks系统设备发生堆溢出 ，从而可以在VxWorks系统设备上执行任意代码。
当通过调用ipdhcpc_if_eventcb函数对dhcp客户端的handle进行初始化时 ，ipdhcpc_if_eventcb函数会调用ipdhcpc_handle_malloc函数为dhcp客户端的handle分配空间 ，在ipdhcpc_handle_malloc函数中 ，该函数为handle->info.options分配了巨细为ipdhcpc.max_message_size-264字节的空间。
当ipdhcpc_daemon的主循环内执行ipcom_recvfrom接收响应数据包时：
ipdhcpc_daemon函数接收后数据后 ，会调用ipdhcpc_reply_input函数对接收到的dhcp协议数据进行处置 ，其中handle->priv->in_optlen 的长度基于ipdhcpc.in_pkt_len计算 ，handle->priv->in_optlen=ipdhcpc.in_pkt_len-240 ，也就是说handle->priv->in_optlen的最大值为ipdhcpc.max_message_size-240。
然后 ，在后续的调用 ipdhcpc_offer_input（或ipdhcpc_ack_input） ，在这两个函数中会执行memcpy操作：
在上图中 ，handle-> priv-> in_optlen的最大值可以是ipdhcpc.max_message_size - 240 ，它大于为handle-> info.options分配的空间 ，为ipdhcpc.max_message_size - 264。在vxwroks中ipdhcpc.max_message_size值默认为576 ，攻击者在局域网中通过结构长度为576的恶意dhcp响应数据就可以使得被攻击设备中的vxworks系统发生24字节的堆溢出。
▲ CVE-2019-12258漏洞分析
Iptcp_input函数会调用iptcp_process_options()函数处置TCP头的options数据域。Iptcp_process_options()函数在判断options数据域类型时 ，实现代码如下：
该switch凭据options数据域的类型进行分发 ，这个case分支是设置MSS的 ，行80并判断该类型的options数据域长度必须为4 ，如果不即是4 ，就判断MSS非法 ，直接退出。返回到iptcp_input函数中 ，由于返回值小于0 ，就进入if分支 ，调用iptcp_send_reset()函数 ，该函数功效是重置并断掉当前TCP连接。如果攻击者发送恶意options的TCP数据包 ，将导致连接断开。此漏洞可以允许攻击者强制重置连接到受影响的VxWorks设备的任何TCP会话 ，造成拒绝服务攻击。
? ABB公司工业自动化产物
? 通用电气工业自动化产物? 艾默生(Emerson)公司工业控制设备
? 日立(HITACHI)公司医疗设备
? 百通(Belden)工业设备
? 德尔格(Dr?ger)公司医疗设备
? 施耐德(Schneider)公司PLC
? 三菱(Mitsubishi)公司工业控制器
? 飞利浦(Philips)公司医疗设备
? 库卡(KUKA)公司工业机器人
? 史陶比尔(St?ubli)公司工业机器人
? 安川(Yaskawa)电机工业机器人
除了以上设备 ，还有大量使用VxWorks的设备 ，详细列表请参照参考文献链接1和2。
参考文献：
2.https://en.wikipedia.org/wiki/VxWorks#Notable_uses
3.https://armis.com/urgent11/
4.https://rockwellautomation.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/1088561
5.https://www.sonicwall.com/support/product-notification/?sol_id=190717234810906
6.https://security.business.xerox.com/en-us/
7.https://www.windriver.com/security/announcements/tcp-ip-network-stack-ipnet-urgent11/
京公网安备11010802024551号