CVE-2023-2598 内核提权漏洞分析与利用指南

漏洞概述

CVE-2023-2598 是一个 Linux 内核中的本地权限提升漏洞，影响 io_uring 子系统。该漏洞允许本地攻击者通过精心构造的请求获取 root 权限，危害性较高。

受影响版本

• Linux 内核 5.12 至 5.15.x
• 部分 5.16 和 5.17 版本也可能受影响

环境搭建

测试环境准备

1. 安装受影响内核版本：

   sudo apt install linux-image-5.15.0-76-generic
   

2. 验证内核版本：

   uname -r
   

3. 安装编译工具链：

   sudo apt install build-essential libssl-dev bison flex
   

漏洞原理

io_uring 子系统简介

io_uring 是 Linux 内核提供的高性能异步 I/O 接口，通过环形队列实现用户空间与内核空间的高效通信。

漏洞根源

漏洞存在于 io_sqe_buffers_register() 和 io_sqe_buffer_register() 函数中，由于对 folio 结构处理不当，导致内存管理错误。

关键技术点

1. folio 结构：Linux 内核 5.12 引入的新内存页管理结构
2. 注册缓冲区：io_uring 允许用户空间注册 I/O 缓冲区
3. 引用计数错误：漏洞导致引用计数不正确，可能造成 use-after-free

漏洞分析

关键函数分析

io_sqe_buffers_register()

static int io_sqe_buffers_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
				   unsigned nr_args)
{
	struct page *pages;
	int ret, i;
	struct io_buffer *bufs;
	
	bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(*bufs), GFP_KERNEL);
	[...]
	for (i = 0; i < nr_args; i++) {
		ret = io_sqe_buffer_register(ctx, &bufs[i], &pages);
		if (ret)
			break;
	}
	[...]
}

io_sqe_buffer_register()

static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_buffer *buf,
				  struct page **pages)
{
	struct page *page;
	[...]
	page = buf->page;
	if (!page) {
		page = alloc_page(GFP_KERNEL);
		if (!page)
			return -ENOMEM;
		buf->page = page;
	}
	[...]
	// 漏洞点：缺少对folio引用计数的正确处理
	folio_get(page_folio(page));
	[...]
}

漏洞利用

利用思路

1. 通过 io_uring 注册多个缓冲区
2. 触发引用计数错误
3. 制造 use-after-free 条件
4. 利用释放的内存页进行权限提升

EXP 复现步骤

1. 编译并加载漏洞利用代码：

   gcc exploit.c -o exploit
   

2. 执行利用程序：

   ./exploit
   

3. 验证提权结果：

   id
   

关键利用代码片段

struct io_uring_params p = {
    .sq_entries = 1,
    .cq_entries = 1,
    .flags = IORING_SETUP_SQE128,
};

int fd = io_uring_setup(1, &p);
[...]
struct io_uring_sqe *sqe = io_uring_get_sqe(&ring);
io_uring_prep_provide_buffers(sqe, bufs, 1, 1, group_id, 0);
[...]

防护措施

临时缓解方案

1. 禁用 io_uring：

   echo 0 > /proc/sys/kernel/io_uring_enabled
   

2. 限制非特权用户使用：

   sysctl -w kernel.io_uring_disabled=1
   

长期解决方案

升级到已修复的内核版本：

sudo apt update && sudo apt upgrade linux-image-$(uname -r)

参考资源

1. 官方漏洞公告：https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2023-2598
2. Linux 内核补丁：https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=xxxxxx
3. 详细技术分析：https://securityblog.example/cve-2023-2598-deep-dive

附录

完整 EXP 代码

[此处应包含完整的漏洞利用代码，但由于安全考虑，建议仅用于研究目的]

调试技巧

1. 使用 crash 工具分析内核转储

2. 启用内核调试符号：

   echo 1 > /proc/sys/kernel/sysrq
   echo g > /proc/sysrq-trigger
   

3. 使用 dmesg 查看内核日志：

   dmesg | grep io_uring