联发科芯片Rootkit漏洞分析（CVE-2020-0069）
宣布时间 2020-06-24一、漏洞配景
2020年3月，谷歌修补了一个存在于联发科芯片中的宁静漏洞（CVE-2020-0069），漏洞影响20余款联发科芯片和数百万Android设备。该漏洞存在于MediaTek Command Queue驱动（CMDQ命令行列驱动），允许当地攻击者实现对物理内存地址的任意读写，从而导致权限提升。
二、受影响国产手机型号
Huawei GR3 TAG-L21
Huawei Y5II
Huawei Y6II MT6735 series
Lenovo A5
Lenovo C2 series
Lenovo Tab E7
Lenovo Tab E8
Lenovo Tab2 A10-70F
Meizu M5c
Meizu M6
Meizu Pro 7 Plus
Oppo A59 series
Oppo A5s
Oppo A7x -- up to Android 8.x
Oppo F5 series/A73 -- up to A.39
Oppo F7 series -- Android 8.x only
Oppo F9 series -- Android 8.x only
Oppo R9xm series
Xiaomi Redmi 6/6A series
ZTE Blade A530
ZTE Blade D6/V6
ZTE Quest 5 Z3351S
三、CMDQ驱动简析
DMA（直接内存访问）是允许专用硬件直接从主存储器(RAM)发送或接收数据的一种特性。其目的是通过允许大内存访问而不外多占用CPU来加速系统。MediaTek Command Queue驱动(CMDQ命令行列驱动)允许从用户层与DMA控制器通信，以实现媒体或显示相关的任务。
基于Redmi 6/6A 源代码分析，在cmdq_driver.h头文件中，声明cmdq驱动的IOCTL调用如下：
CMDQ_IOCTL_ALLOC_WRITE_ADDRESS指令为分配一个DMA缓冲区。
CMDQ_IOCTL_FREE_WRITE_ADDRESS指令为释放一个DMA缓冲区。
CMDQ_IOCTL_READ_WRITE_ADDRESS指令为读取一个DMA缓冲区中的数据。
CMDQ_IOCTL_EXEC_COMMAND指令运行发送其他命令。
1、分配过程
通过CMDQ_IOCTL_ALLOC_WRITE_ADDRESS调用cmdqCoreAllocWriteAddress ()函数，分配一个DMA缓冲区，该函数要害代码实现如下：
然后，调用cmdq_core_alloc_hw_buffer()函数分配DMA缓冲区，pWriteAddr->va是虚拟地址，pWriteAddr->pa为物理地址，两者一一对应。并清理缓冲区。
最后，将物理地址赋值到*paStart，并将pWriteAddr结构体添加到gCmdqContext.writeAddrList链表中。
2、执行命令过程
在CMDQ_IOCTL_EXEC_COMMAND调用中，接纳cmdqCommandStruct结构体作为参数，结构体界说如下：
pVABase指向用户层存放命令的缓冲区，缓冲区巨细放在blockSize中。其中cmdqReadAddressStruct结构体界说如下：
DmaAddresses是要读取的物理地址，读取的值存放在values中。在CMDQ_IOCTL_EXEC_COMMAND命令的执行过程，实现代码如下：
函数调用路径如下：
Cmdq_core_acquire_task()函数会将command绑定到task中执行。具体实现如下：
调用cmdq_core_find_free_task()函数获取一个空闲task。拿到空闲task并进行一些初始化设置，然后开始调用cmdq_core_insert_read_reg_command()函数执行命令。
该函数实现分析，先拷贝用户层传入的命令到DMA缓冲区中。
pCommandDesc->pVABase是存放命令的内存起始地址�？奖赐昝詈�，后面分几种方式结尾。
这里不做深究，最后拷贝EOC和JUMP指令结尾。这里也是将用户层传入的命令拷贝过来。
从cmdq_core_acquire_task()函数中返回后，如下：
调用cmdq_core_consume_waiting_list()函数执行task。先从期待行列中获取task。
然后，获取空闲内核线程。
最后，将task绑定到thread中去执行。
四、读写命令分析
以cmdq_test.c测试代码为例，分析理解一个完整的读写命令结构。cmdq驱动中界说了两类寄存器，一类是地址寄存器用于存放地址，一类是数值寄存器用于存放读取或写入的数值。
regResults是虚拟地址，调用cmdq_core_alloc_hw_buffer()函数分配一个dma地址，regResultsMVA与之对应，然后设置regResults中的数据�？计唇佣寥『托慈朊睿�
将regResults[0]的地址写入CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST类型的地址寄存器中。
然后，从CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中读取数据并写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中。这时候，CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中的值应该为0xdeaddead。
接着，将regResults[1]的地址转存到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中。
最后，将CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中的0xdeaddead写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中生存的regResults[1]的地址中，即regResults[1]=0xdeaddead。判断regResults[0]和regResults[1]是否相等。
如果相等，说明读写乐成。
五、PoC分析与测试
（1）PoC代码中，执行写操作的要害代码如下：
写入过程中，先将value[count]移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中，然后将pa_address+offset地址移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中，最后将CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中的value写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中生存的pa_address+offset地址中，即*(pa_address+offset)= value[count]。
（2）PoC代码中，执行读操作的要害代码如下：
读取过程中，第一步先将pa_address+offset地址移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中，然后从CMDQ_DATA__REG_DEBUG_DST地址寄存器中存储的地址pa_address+offset中读取数据放到CMDQ_DATA_REG_DEBUG数据寄存器中，再将dma_address+offset地址移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中，最后将CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中生存的数据写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中存储的dma_address+offset地址中，即*(dma_address+ offset) = *(pa_address + offset)。
（3）在Reami6测试机中，执行PoC测试，乐成将Linux修改成minix。
参考链接：
[1]https://github.com/MiCode/Xiaomi_Kernel_OpenSource/tree/cactus-p-oss/drivers/misc/mediatek/cmdq
[2]https://github.com/quarkslab/CVE-2020-0069_poc/blob/master/jni/kernel_rw.c
[3]https://blog.quarkslab.com/cve-2020-0069-autopsy-of-the-most-stable-mediatek-rootkit.html
[4]https://forum.xda-developers.com/android/development/amazing-temp-root-mediatek-armv8-t3922213
[5]https://source.android.com/security/bulletin/2020-03-01
东森平台积极防御实验室（ADLab）
ADLab建立于1999年，是中国宁静行业最早建立的攻防技术研究实验室之一，微软MAPP计划核心成员，“黑雀攻击”看法首推者。截止目前，ADLab已通过CVE累计宣布宁静漏洞1000余个，通过 CNVD/CNNVD累计宣布宁静漏洞800余个，连续保持国际网络宁静领域一流水准。实验室研究偏向涵盖操作系统与应用系统宁静研究、移动智能终端宁静研究、物联网智能设备宁静研究、Web宁静研究、工控系统宁静研究、云宁静研究。研究结果应用于产物核心技术研究、国家重点科技项目攻关、专业宁静服务等。
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