Windows PrintDemon提权漏洞分析
宣布时间 2020-05-211.漏洞概述
微软在5月12日的宁静更新中果然了一个Windows当地提取漏洞（CVE-2020-1048），该漏洞的描述为：
“Windows Print Spooler服务不恰当地允许任意的文件系统写入，存在特权提升漏洞。攻击者利用此漏洞能够用系统特权运行任意代码，从而实现：法式的安装、检察、更改或数据删除，以及创建具有完整权限的帐户。要利用此漏洞，攻击者必须登录到受影响的系统并运行特定脚本或应用法式”。
该漏洞由宁静研究人员Alex Ionescu和Yarden Shafir发现，并被命名为PrintDemon。Print Spooler是系统自带的打印后台处置服务，管理所有当地和网络打印行列，控制着所有打印事情。Print Spooler在Windows系统中已存在多年，从微软宣布的补丁页面可知该漏洞影响Windows7至Windows10 1909的几乎所有版本。
2.漏洞验证
东森平台ADLab宁静研究员对该漏洞进行了分析和验证，实现了在低权限的尺度用户下写入系统目录，测试操作系统为Windows 10 x64企业版2016（恒久服务版），测试步骤如下：
（1）在测试系统中创建一个尺度用户test，并使用该尺度用户登录系统。检察其所属用户组，确认其不是管理员用户组。
（2）在test账户下，实验在系统目录下创建文件夹或者写入文件，均失败。
（3）然后执行如下PowerShell命令，以期在系统目录下创建文件myport.txt。
（4）重启测试系统并登录test用户，可以看到在系统目录下已生成了myport.txt文件，检察内容确实包罗了测试字符串。该结果表明：低权限的 test用户突破了无法修改系统资源的宁静限制。
3.漏洞原理
该漏洞涉及到Windows打印机的事情机制，为更好的理解漏洞成因，首先简单介绍打印机基础知识，然后再分析漏洞成因。
打印机事情机制
Windows系统的打印机有两个核心组件：打印机驱动和打印机端口。
■ 打印机驱动
在添加一个打印机时，需要安装打印机驱动。在MSDN文档描述中，早期系统要求只有具备SeLoadDriverPrivilege权限的用户才气安装打印驱动，但为了便于尺度用户安装驱动，从Windows Vista开始，只要打印机驱动是已经存在的可立即使用的驱动，就不需要任何特权即可安装。例如，通过一条PowerShell命令即可安装“Generic / Text-Only”驱动。
■ 打印机端口
在添加一个打印机时，需要设置打印机的端口。Windows支持多种类型的打印机端口：LPT1端口、USB端口、网络端口和文件等。如果设置端口为文件，则意味着打印机将数据打印到指定文件。例如，通过一条PowerShell命令即可添加一个输出到指定文件的打印端口：
Add-PrinterPort -Name "C:\windows\Temp\myport.txt"
实际上，该操作是在注册表中增加一个REG_SZ类型的值。
准备好驱动和端口后，通过一条PowerShell命令即可创建一个打印机。
打印机创建完毕后，通过一条PowerShell命令即可打印数据到指定端口：
"PrintTest!" | Out-Printer -Name "PrintTest"
由于PrintTest打印机的端口是文件c:\windows\Temp\myport.txt，因此打印命令执行后，数据“Print Test!”将会被写入（即打�。┑礁梦募�。
针对端口是文件的打印过程，spooler打印服务法式以impersonating方式来模拟当前用户的特权进行文件写入。因此，如果端口文件在受�；さ南低衬柯迹ɡ鏑:\Windows\system32）， 则非管理员下的PowerShell打印作业就会失败。
脱机打印的机制
在Windows系统上，如果系统配置启用了假脱机服务，则所有的打印任务都不是立即执行。相反，系统使用Print Spooler来管理脱机打印任务。具体来说，当用户调用打印操作后，系统将打印作业存储在特定的假脱机文件夹中。
默认情况下，Windows生成的脱机打印任务文件为.SPL文件，此外Windows还会创建后缀名为.SHD的shadow文件并同SPL文件做关联。创建shadow文件的用途是：在打印法式泛起问题或者打印任务被挂起后，PrintSpooler依然可以通过SHD文件恢复打印任务。
在Windows系统重启或Print Spooler服务重启之后，.SHD和.SPL文件会被重新读取以恢复打印任务。
打印提权的原理
脱机打印机制使得Windows系统在重启后会恢复可能存在的未执行打印任务。但是，重启后的Printer Spooler服务法式直接使用了System权限来恢复未执行的打印作业。对于打印机端口为文件的打印任务，打印文件的写入也就在System权限下被执行。因此，系统重启使得脱机打印任务具备了System权限的任意文件写入能力。
打印机的设置除PowerShell脚本外，通过系统控制面板也能设置。具体来说，通过“设备和打印机”能添加打印机并设置端口。
但如果设置打印端口名为“C:\Windows\system32\myport.txt”，则会失败。
为何设置同样文件名的打印机端口，通过控制面板会失败，而通过PowerShell 命令则可以乐成呢 ？通过分析这两种方式对spooler法式执行流程的影响，发现spooler法式对通过PowerShell命令行添加打印机端口方式缺乏宁静校验。
具体来讲，针对PowerShell命令添加打印机端口，spooler法式直接设置了相应的打印机端口注册表项；针对控制面板添加打印机端口，spooler法式会首先实验创建该端口文件，创建失败后就不会再设置相应的注册表项。
进一步分析相关API发现，Windows系统提供了两种添加打印机端口的API，分别是AddPort函数和XcvData函数。其中MSDN对AddPort的描述：
“AddPort函数浏览网络以查找现有端口，并弹出对话框供用户选择。AddPort函数应该通过调用EnumPorts来验证用户输入的端口名称，以确保不存在重复的名称。AddPort函数的调用方必须具有访问端口所连接的服务器的SERVER_ACCESS_ADMINISTER权限。要添加端口而不显示对话框，可调用XcvData函数而不是AddPort ”。
通过控制面板添加打印机在底层是调用了AddPort函数，该函数会触发spooler法式对端口的合法性校验。通过PowerShell命令添加打印机在底层则是直接调用XcvData函数，该函数不会触发spooler法式对用户添加的端口进行宁静校验。因此，测试法式AddPort.exe通过该函数在尺度用户权限下也能设置打印机端口为受�；つ柯贾械奈募�。
漏洞补丁的分析
分析漏洞修复后的版本发现，微软在要害函数LcmCreatePortEntry（最终创建打印机端口的函数）中添加了相应的端口合法性检查代码。下图是要害函数LcmCreatePortEntry在修复前和修复后的Call Graph对比，可以看出：补丁的核心是通过函数PortIsValid对端口进行合法性检查。
凭据上文的分析可知，尺度用户是无法在系统目录中创建文件的，把端口设置为系统目录下的文件会导致PortIsValid检测不到目标文件，从而判定要设置的端口是非法的。因此，在补丁修复后，尺度用户添加打印端口为系统目录下文件的打印机就会始终失败，从而制止了系统重启时恢复恶意的打印服务。
4.修复建议
由于该漏洞能影响众多的Windows系统版本，而且可以在尺度用户下提倡漏洞攻击，建议受影响的用户及时进行系统更新或安装漏洞补丁。
此外，微软的宁静更新只是对打印端口API进行了更严格的校验。但是，如果恶意文件端口在漏洞修复前已经创建，则漏洞攻击实际已经生效，此时进行系统更新仍然是不宁静的。建议用户先使用PowerShell命令Get-PrinterPort来检查系统中是否存在可疑的打印机端口，在删除可疑端口后再实施系统更新。
参考链接：
[1]https://portal.msrc.microsoft.com/en-US/security-guidance/advisory/CVE-2020-1048
[2]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/printdocs/addport
[3]https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/ff564255(v%3dvs.85)
[4]https://windows-internals.com/printdemon-cve-2020-1048/
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