纠结了很久，决定还是开启这个模块的学习，在这个路口迷茫了很久了，一直没有决定好走向何处。虽然有可能会走错路，可能会学习很多看起来没用的东西，但希望Kernel的学习能够带我刚开始接触PWN时的乐趣。将会主要借助CTF wiki和《从0到1》

前置

内核会通过进程的 task_struct 结构体中的 cred 指针来索引 cred 结构体，然后根据 cred 的内容来判断一个进程拥有的权限，如果 cred 结构体成员中的 uid-fsgid 都为 0，那一般就会认为进程具有 root 权限。

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struct cred {
    atomic_t    usage;
#ifdef CONFIG_DEBUG_CREDENTIALS
    atomic_t    subscribers;    /* number of processes subscribed */
    void        *put_addr;
    unsigned    magic;
#define CRED_MAGIC  0x43736564
#define CRED_MAGIC_DEAD 0x44656144
#endif
    kuid_t      uid;        /* real UID of the task */
    kgid_t      gid;        /* real GID of the task */
    kuid_t      suid;       /* saved UID of the task */
    kgid_t      sgid;       /* saved GID of the task */
    kuid_t      euid;       /* effective UID of the task */
    kgid_t      egid;       /* effective GID of the task */
    kuid_t      fsuid;      /* UID for VFS ops */
    kgid_t      fsgid;      /* GID for VFS ops */
  ...
}

因此，很自然就能想到两种思路来进行提权：

  • 直接修改 cred 结构体的内容
  • 修改 task_struct 结构体中的 cred 指针指向一个满足要求的 cred

直接定位

cred 结构体的最前面记录了各种 id 信息，对于一个普通的进程而言，uid-fsgid 都是执行进程的用户的身份。因此我们可以通过扫描内存来定位 cred。

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struct cred {
    atomic_t    usage;
#ifdef CONFIG_DEBUG_CREDENTIALS
    atomic_t    subscribers;    /* number of processes subscribed */
    void        *put_addr;
    unsigned    magic;
#define CRED_MAGIC  0x43736564
#define CRED_MAGIC_DEAD 0x44656144
#endif
    kuid_t      uid;        /* real UID of the task */
    kgid_t      gid;        /* real GID of the task */
    kuid_t      suid;       /* saved UID of the task */
    kgid_t      sgid;       /* saved GID of the task */
    kuid_t      euid;       /* effective UID of the task */
    kgid_t      egid;       /* effective GID of the task */
    kuid_t      fsuid;      /* UID for VFS ops */
    kgid_t      fsgid;      /* GID for VFS ops */
  ...
}

在实际定位的过程中，我们可能会发现很多满足要求的 cred，这主要是因为 cred 结构体可能会被拷贝、释放。一个很直观的想法是在定位的过程中，利用 usage 不为 0 来筛除掉一些 cred，但仍然会发现一些 usage 为 0 的 cred。这是因为 cred 从 usage 为 0， 到释放有一定的时间。此外，cred 是使用 rcu 延迟释放的。

间接定位

task_struct

进程的 task_struct 结构体中会存放指向 cred 的指针，因此我们可以

  1. 定位当前进程 task_struct 结构体的地址
  2. 根据 cred 指针相对于 task_struct 结构体的偏移计算得出 cred 指针存储的地址
  3. 获取 cred 具体的地址

comm

comm 用来标记可执行文件的名字，位于进程的 task_struct 结构体中。我们可以发现 comm 其实在 cred 的正下方，所以我们也可以先定位 comm ，然后定位 cred 的地址。

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    /* Process credentials: */

    /* Tracer's credentials at attach: */
    const struct cred __rcu     *ptracer_cred;

    /* Objective and real subjective task credentials (COW): */
    const struct cred __rcu     *real_cred;

    /* Effective (overridable) subjective task credentials (COW): */
    const struct cred __rcu     *cred;

#ifdef CONFIG_KEYS
    /* Cached requested key. */
    struct key          *cached_requested_key;
#endif

    /*
     * executable name, excluding path.
     *
     * - normally initialized setup_new_exec()
     * - access it with [gs]et_task_comm()
     * - lock it with task_lock()
     */
    char                comm[TASK_COMM_LEN];

然而，在进程名字并不特殊的情况下，内核中可能会有多个同样的字符串，这会影响搜索的正确性与效率。因此，我们可以使用 prctl 设置进程的 comm 为一个特殊的字符串，然后再开始定位 comm。

修改

在这种方法下，我们可以直接将 cred 中的 uid-fsgid 都修改为 0。当然修改的方式有很多种，比如说

  • 在我们具有任意地址读写后，可以直接修改 cred。
  • 在我们可以 ROP 执行代码后，可以利用 ROP gadget 修改 cred。

利用UAF修改

如果我们在进程初始化时能控制 cred 结构体的位置，并且我们可以在初始化后修改该部分的内容，那么我们就可以很容易地达到提权的目的。这里给出一个典型的例子

  1. 申请一块与 cred 结构体大小一样的堆块
  2. 释放该堆块
  3. fork 出新进程，恰好使用刚刚释放的堆块
  4. 此时，修改 cred 结构体特定内存，从而提权

非常有意思的是，在这个过程中，我们不需要任何的信息泄露。

利用commit_creds修改

我们还可以使用 commit_creds(prepare_kernel_cred(0)) 来进行提权，该方式会自动生成一个合法的 cred，并定位当前线程的 task_struct 的位置，然后修改它的 cred 为新的 cred。该方式比较适用于控制程序执行流后使用。

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