Linux内核蓝牙协议栈误差（BleedingTooth）使用剖析与复现
宣布时间 2021-04-16误差概述
2020年10月，谷歌清静研究职员披露了三个Linux内核蓝牙协议栈误差，可导致远程代码执行，被称为BleedingTooth 。这三个误差中，一个是堆溢出，编号为CVE-2020-24490；另一个是类型混淆，编号为CVE-2020-12351，最后一个是信息泄露，编号为CVE-2020-12352 。克日，谷歌清静研究职员又披露了BleedingTooth中CVE-2020-12351和CVE-2020-12352组合的误差使用及细节，并在蓝牙4.0下，实现了零点击远程代码执行 。
误差剖析
CVE-2020-12351
该误差泛起在net/bluetooth/l2cap_core.c中 。l2cap_recv_frame()是剖析和处置惩罚l2cap协议数据包的函数 。代码实现如下所示：
获取通道cid和l2cap数据包长度len 。代码实现如下所示：
凭证差别的通道cid，进入差别的子历程举行处置惩罚，进入l2cap_data_channel()函数 。代码实现如下所示：
首先，通过cid找到通道chan；若是没有找到，判断cid是否为L2CAP_CID_A2MP；若是是，挪用a2mp_channel_create()建设一个新的通道chan 。a2mp_channel_create()函数实现如下所示：
挪用amp_mgr_create()建设mgr，在amp_mgr_create()函数中，代码实现如下所示：
挪用a2mp_chan_open()建设通道chan，该函数将初始化一部分数据，代码实现如下所示：
如将chan->mode初始化为L2CAP_MODE_ERTM 。chan->data赋值为mgr，类型为struct amp_mgr 。乐成建设a2mp通道返回到l2cap_data_channel()中，代码实现如下所示：
凭证chan->mode的差别，进入差别的data处置惩罚子历程，当mode为L2CAP_MODE_ERTM和L2CAP_MODE_STREAMING时，进入l2cap_data_rcv()函数中，代码实现如下所示：
该if条件中，会挪用sk_filter()函数，此时chan->data为参数 。而sk_filter()函数界说如下所示：
第一个参数类型为struct sock，而chan->data类型为struct amp_mgr，爆发类型混淆 。
CVE-2020-12352
该误差是泛起在a2mp协议中，误差代码位于net/bluetooth/a2mp.c，多个函数使用未初始化的结构体，将数据返回到用户层，导致信息泄露，可泄露内核栈上的内存数据 。误差原理较为简朴，以a2mp_getinfo_req()函数为例，该函数是响应getinfo请求时挪用的，代码实现如下所示：
行304，通过req->id获取hdev，若是不保存hdev或hdev->type不是HCI_AMP，进入if语句中，界说struct a2mp_info_rsp类型的 rsp，该结构体界说如下所示：
其只使用了rsp.id和rsp.status，其他的数据域未使用也未初始化，可以泄露16字节数据，然后挪用a2mp_send()函数将响应包发送到用户层，泄露内存数据 。
CVE-2020-24490
该误差只能在bluetooth 5.0下触发，在bluetooth 5.0之前，HCI举行广播的最大数据长度为0x1F，0x20-0xFF保存 。如下所示：
在bluetooth 5.0中，该length最大扩展到229字节 。如下所示：
该误差代码位于net/bluetooth/hci_event.c中，在处置惩罚HCI_LE_Extended_Advertising_Report事务中，未判断广播数据长度最大值，后续拷贝广播Data导致溢出 。挪用历程如下所示：
process_adv_report()函数处置惩罚广播数据，将广播数据拷贝到发明的装备中，代码实现如下所示：
挪用store_pending_adv_report()函数，该函数实现广播数据拷贝，代码实现如下所示：
其中，discovery_state结构体界说如下所示：
last_adv_data数据巨细为HCI_MAX_AD_LENGTH，共31字节，当执行memcpy时爆发溢出 。
使用剖析与复现
控制代码执行流程
前文剖析到CVE-2020-12351类型混淆是在sk_filter()函数中爆发的，sk_filter()函数挪用sk_filter_trim_cap()函数，该函数代码实现如下：
该函数第一个参数为sk，参数类型为sock结构体，这部分代码中对sk和skb的检查容易绕过 。接下来要害代码如下所示：
行113，对sk->sk_filter举行解引用，若是乐成获取filter指针，进入行115 。行119，挪用bpf_prog_run_save_cb()函数，参数划分为filter->prog和skb，该函数代码实现如下所示：
然后，行676，挪用__bpf_prog_run_save_cb()函数，该函数实现代码如下：
接着，行662，挪用BPF_PROG_RUN(prog,skb)，该函数界说为一个宏，实现代码如下所示：
一起挪用下来，最终会挪用到红框中的代码，简化一下挪用历程为：
sk->sk_filter->prog->bpf_func(skb, sk->sk_filter->prog->insnsi) 。因此，只要控制sk->sk_filter就可以控制执行流程 。
堆喷占位
函数sk_filter()的第一个参数类型为struct sock，而现实传入的参数类型为struct amp_mgr，可以接纳堆喷128巨细的内存块举行占位，伪造amp_mgr 工具 。这里有个问题，sk->sk_filter在sock中的偏移为0x110，而amp_mgr结构体巨细为0x70，偏移已经凌驾了规模 。要解决这个问题，这里可以接纳如下巧妙的堆喷结构：
结构体amp_mgr在kmalloc-128类型的slub中被分派，从第三个块最先，amp_mgr结构体偏移0x10处，可以被伪造成sk_filter，便可以知足sk对sk_filter域的解引用，并且可控 。
结构载荷
通过堆喷占位控制代码执行流程后，接下来就是结构攻击载荷 �？梢越幽啥雅�1024巨细的内存块去伪造l2cap_chan工具，由于结构体巨细为792，正好落在kmalloc-1024 slub块中，并且a2mp通道也属于l2cap通道中，释放a2mp通道时，l2cap通道也将被释放，操控起来较为无邪，最终结构如下所示：
泄露l2cap_chan工具地址
通过堆喷结构和建设释放l2cap_chan通道等一系列操作后，可能保存一个指向kmalloc-1024内存块地址的l2cap_chan工具，可以通过CVE-2020-12352误差泄露一个内核栈上面的内核地址，如下图中红框所示：
通过该内地地址减去一个0x110偏移便可以找到一个l2cap_chan工具地址，可以通过amp_mgr结构体内存地址检查一下是否准确，由于amp_mgr结构体偏移0x18处为l2cap_chan指针，如下图中红框所示：
乐成泄露l2cap_chan工具地址后，然后去填充amp_mgr结构体偏移0x10处的数据域 。
复现测试
我们在ubuntu 5.4.0-26-generic系统下复现测试误差使用，执行历程如下：
乐成反弹root级shell，如下所示：
参考链接：
[1]https://google.github.io/security-research/pocs/linux/bleedingtooth/writeup
[2]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-ccx2-w2r4-x649
[3]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-7mh3-gq28-gfrq
[4]https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-h637-c88j-47wq
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