VirtualBox CVE-2019-2525 和 CVE-2019-2548 漏洞利用分析

漏洞概述

本文档详细分析VirtualBox中的两个重要漏洞：

• CVE-2019-2525：VirtualBox 3D加速功能中的越界读取漏洞
• CVE-2019-2548：VirtualBox 3D加速功能中的类型混淆漏洞

这两个漏洞都存在于VirtualBox的3D加速功能中，允许Guest OS中的攻击者通过精心构造的请求实现主机上的代码执行。

环境准备

• VirtualBox版本：5.2.20之前版本（漏洞修复前版本）
• 测试环境：Windows 10主机 + Windows 7 Guest
• 调试工具：WinDbg, IDA Pro

CVE-2019-2525 漏洞分析

漏洞成因

该漏洞存在于CrHgsmiGetDataFromCmd函数中，当处理来自Guest的3D命令时，没有正确验证命令长度，导致越界读取。

关键代码片段：

void __fastcall CrHgsmiGetDataFromCmd(void *a1, unsigned int a2, void *a3)
{
    memcpy(a3, a1, a2); // 没有边界检查
}

利用思路

1. 构造一个超长的3D命令发送给主机
2. 利用越界读取泄露敏感信息
3. 结合泄露的信息绕过ASLR等防护机制

利用步骤

1. 在Guest中分配一个大的共享内存区域
2. 构造恶意3D命令，指定超长的数据长度
3. 发送命令到主机的3D加速服务
4. 主机处理命令时会读取超出边界的敏感数据

CVE-2019-2548 漏洞分析

漏洞成因

该漏洞是类型混淆漏洞，存在于CrVrScrCompositorEntry结构体的处理中。主机错误地将用户控制的RECT结构体当作POINT结构体处理。

关键数据结构：

typedef struct _RECT {
    LONG left;
    LONG top;
    LONG right;
    LONG bottom;
} RECT;

typedef struct _POINT {
    LONG x;
    LONG y;
} POINT;

利用思路

1. 构造恶意的CrVrScrCompositorEntry结构体
2. 利用类型混淆覆盖关键内存地址
3. 实现任意地址读写

利用步骤

1. 准备一个精心构造的CrVrScrCompositorEntry结构体
2. 发送3D命令触发类型混淆
3. 利用混淆后的内存操作实现信息泄露或代码执行

堆风水技巧

在漏洞利用过程中，需要精确控制堆布局：

1. 堆喷射：通过大量分配特定大小的对象来占据内存
2. 堆整理：通过释放特定对象制造内存空洞
3. 对象重用：确保恶意对象分配在目标位置

常见问题及解决方案：

• 对象分配失败：调整分配大小和数量
• 内存布局不符合预期：使用不同的分配顺序
• 稳定性问题：添加适当的延迟和重试机制

漏洞利用代码结构

参考的漏洞利用代码主要包含以下模块：

1. 内存操作模块：

   • 共享内存分配/释放
   • 内存布局控制

2. 3D命令构造模块：

   • 合法命令构造
   • 恶意命令构造

3. 信息泄露模块：

   • 地址泄露
   • 对象布局探测

4. 代码执行模块：

   • ROP链构造
   • Shellcode注入

防护措施

VirtualBox在后续版本中修复了这些漏洞，主要修复方式包括：

1. 添加严格的长度检查
2. 引入类型验证机制
3. 改进内存隔离

建议用户：

• 升级到最新版VirtualBox
• 禁用不必要的3D加速功能
• 限制Guest OS的权限

调试技巧

1. 主机调试：

   • 附加到VirtualBox进程
   • 设置3D相关组件的断点

2. Guest调试：

   • 监控3D命令发送
   • 跟踪共享内存操作

3. 常见问题定位：

   • 使用!heap命令检查堆状态
   • 对比正常和恶意请求的处理路径

总结

这两个漏洞展示了VirtualBox 3D加速功能中的严重安全问题。通过组合利用这些漏洞，攻击者可以实现从Guest到主机的权限提升。理解这些漏洞的利用方式有助于更好地防御类似攻击。