WinRAR目录穿越漏洞浅析及复现(CVE-2018-20250)

*本文原创作者:ERFZE,本文属FreeBuf原创奖励计划,未经许可禁止转载

0×00 前言

我是于2月21号看见各大安全网站都发布了”WINRAR曝出严重漏洞,影响全球5亿用户”的文章,才了解到这个漏洞。等到真正去研究它,是backlion师傅已经将exp发出来之后了。这是本菜研究及复现的第一个漏洞,其中若有分析不到位或者错误的地方烦请各位师傅指正,谢谢。

0×01 本文结构概览

0×02 漏洞描述

该漏洞由Check Point团队爆出,是一个关于WinRAR存在了19年的漏洞,用它来可以获得受害者计算机的控制。攻击者只需利用此漏洞构造恶意的压缩文件,当受害者使用WinRAR解压该恶意文件时便会触发漏洞。

其实不只是WinRAR,凡是使用了UNACE2.dll动态链接库的解压软件就会受影响,具体可参考0×03中受该漏洞影响的解压软件及版本号。

该漏洞是由 WinRAR 所使用的一个陈旧的动态链接库UNACEV2.dll所造成的,该动态链接库在 2006 年被编译,没有任何的基础保护机制(ASLR, DEP 等)。动态链接库的作用是处理 ACE 格式文件。而WinRAR解压ACE文件时,由于没有对文件名进行充分过滤,导致其可实现目录穿越,将恶意文件写入任意目录,甚至可以写入文件至开机启动项,导致代码执行。

0×03 漏洞影响

WinRAR < 5.70 Beta 1

Bandizip < = 6.2.0.0(笔者没有测试Bandzip,有兴趣的师傅可以自行测试)

好压(2345压缩) < = 5.9.8.10907

360压缩 < = 4.0.0.1170

0×04 漏洞危害

通过该漏洞攻击者可以向用户的开机启动项中植入恶意程序,实现监控受害者主机的目的。

DLL劫持

0×05 漏洞原理浅析

0×05-1 CleanPath

先来看看Check Point团队发布的文章中给出的CleanPath的伪代码:

Bool CleanPath(PCHAR Path)
{
 char *PathTraversalPos=NULL;
 if(Path[1]==':' && Path[2]=='\\')
  strcpy(Path,&Path[3]);
 if(Path[1]==':' && Path[2]!='\\')
  strcpy(Path,&Path[2]);
 PathTraversalPos=strstr(Path,"..\\");
 while(PathTraversalPos)
 {
  if(PathTraversalPos==Path || *(PathTraversalPos-1)=='\\')
  {
   strcpy(Path,&Path[3]);
   PathTraversalPos=strstr(Path,"..\\");
  }
  else
  {
   PathTraversalPos=strstr(Path+1,"..\\");
  }
 }
 return Path;
}

在执行GetDevicePathLen这个函数之前,CleanPath会清除path中的一些简单的目录遍历序列,比如:

\..\

盘符名:\

盘符名:

盘符名:\盘符名:

..\(只有它在path的开始处才会被清除)

这段伪代码的大概流程描述如下:

1.如果Path的第2、3个字符为”:”、”\”,那么将Path第4个字符之前的部分清除。

2.如果Path的第2个字符为”:”,第3个字符不为”\”,那么将Path第3个字符之前的部分清除。

3.在Path中寻找”..\”出现的位置,PathTraversalPos将指向此位置。若找到,执行4;否则执行7。

4.如果PathTraversalPos指向的位置正是Path开始的位置(e.g. ..\some_folder\some_file.ext )或者PathTraversalPos指向位置的前一个字符是”\”,执行5;否则,执行6。

5.将Path第4个字符之前的部分清除,继续在Path中寻找”..\”出现的位置,若找到,执行4;否则,执行7。

6.在Path+1处向后寻找”..\”出现的位置,若找到,执行4;否则,执行7。

7.返回Path。

通过上述分析我们可以看出 盘符名:\ 是在步骤1被清除掉的, 盘符名: 是在步骤2被清除掉的; 盘符名:\盘符名: 是通过步骤1和步骤2两个步骤清除掉的;而 \..\ 是在步骤5被清除掉的。

0×05-2 GetDevicePathLen

GetDevicePathLen的伪代码:

INT GetDevicePathLen(PCHAR Path)
 {
  PCHAR SlashPos;
  INT Result;
  Result=0;
  if(Path[0]=="\\")
  {
   if(Path[1]=="\\")
   {
    if(!(SlashPos=strchr(&Path[2],"\\")))
    {
     return 0;
    }
    if(!(SlashPos=strchr(SlashPos+1,"\\")))
    {
     return 0;
    }
    Result=(UINT)SlashPos-(UINT)Path+1;
   }
   else
   {
    Result=1;
   }
  }
  else
  {
   if(Path[1]=":";
   {
    Result=2;
    if(Path[2]="\\")
    {
     Result++;
    }
   }
  }
  return Result;
 }

GetDevicePathLen会返回一个Result,Result取值有两种情况:非0和0。可以看看Check Point团队给出的例子:

C:\folder\file.ext return:3

\folder\file.ext return:1

\\LOCALHOST\C$\folder\file.ext return:15

\\?\Harddisk0Volume1\folder\file.ext return:21

folder\file.ext return:0

这段伪代码的大概流程描述如下:

1.如果Path中第1个字符为”\”,执行2;否则,执行7。

2.如果Path中第2个字符为”\”,执行3;否则,执行6。

3.如果在Path第3个字符之后没有找到”\”,返回0;否则将SlashPos指向此位置。

4.如果在SlashPos+1之后没有找到”\”,返回0;否则将SlashPos指向此位置。

5.将SlashPos指向位置减去Path指向位置再加1赋值给Result(e.g. \\?\Harddisk0Volume1\folder\file.ext ),然后执行9。

6.Result赋值为1,然后执行9。

7.如果Path第2个字符为”:”,Result赋值为2。

8.如果Path第3个字符为”\”,Result值加1。

9.返回Result。

这样我们就可以知道例子中的返回值是如何计算出来的了。

0×05-3 WinRAR Validators / Callbacks

这段伪代码的功能很简单,执行以下检查:

1.第一个字符不等于”\”或”/”。

2.文件名不以以下字符串”..\”或”../”开头。

3.字符串中不存在:

\..\
\../
/../
/..\

0×05-4 触发目录遍历漏洞的sprintf

如果调用GetDevicePathLen,返回的结果为0,则执行

sprintf(final_file_path,“%s%s”,destination_folder,file_relative_path);

即图中蓝色箭头指向的部分。

如果调用GetDevicePathLen,返回的结果不为0,则执行

sprintf(final_file_path,“%s%s”,“”,file_relative_path);

即图中红色箭头指向的部分,这就是触发目录遍历漏洞的错误代码。

0×06 构造路径

思路如下所示:

1.GetDevicePathLen函数的结果应不为0;

2.执行 sprintf(final_file_path,“%s%s”,“”,file_relative_path); 代替 sprintf(final_file_path,“%s%s”,destination_folder,file_relative_path);

3.绕过CleanPath函数;

4.绕过WinRAR Validators / Callbacks。

通过上述思路来分析Check Point团队给出的最强攻击向量:

C:\C:C:../AppData\Roaming\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Startup\some_file.exe

1.开始字符不在WinRAR Validators / Callbacks的黑名单中;

2.CleanPath函数将清除掉开头的”C:\C:”;

3.GetDevicePathLen函数的结果为2;

4.执行 sprintf(final_file_path,“%s%s”,“”,file_relative_path);

成功!!最终路径为:

C:../ AppData\Roaming\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Startup\some_file.exe

如果我们在桌面解压文件,那么”当前目录”为:

C:\Users\<user name>\Desktop

经过上面的操作我们的路径将会变为:

C:\Users\<user name>\Desktop../AppData\Roaming\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Startup\some_file.exe

这样”../”会返回到上一层文件夹,即

C:\Users\<user name>\AppData\Roaming\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Startup\some_file.exe

这样就将 some_file.exe 添加到启动目录了。

其他”当前目录”的例子比如: C:\Program Files\WinRARC:\Users\<user name>\Downloads 就不再上图了。

0×07 UNACEV2.dll校验CRC引发漏洞

漏洞主要是由Winrar用来解压ACE文件时使用的动态链接库UNACEV2.dll引起的,UNACEV2.dll在处理filename时只校验了CRC。故我们可以通过使用HxD修改filename(也就0×06中的最强攻击向量,我们无法直接去修改filename,所以要用HxD去修改ACE二进制文件)将恶意文件解压到启动目录,但是在修改完成后,CRC校验会失败,所以我们还要再去修改CRC,具体过程请见下面的分析。

0×07-1 建立ACE文件

这里要使用WinACE这个工具:

建立一个ACE格式文件:

注意红色框中要选取”store full path”:

使用HxD工具来查看一下example.ace这个文件,可以看到下图中蓝色选中部分的路径是我们上图中绿色框中的路径:

0×07-2 ACE文件的header信息

使用github上的工具acefile.py来查看我们创建的ACE文件的header信息。

结果中有两个header(红色划线部分),重点在第二个header。

hdr _ crc:CRC校验后的结果
filename:文件路径
hdr _ size:头部大小(我没有在图片中框出来,抱歉)
filename _ size:文件名的大小(acefile.py没有把这个列出来,可以见下图中我的标示)

修改filename后CRC校验的结果与hdr_size都会发生变化,所以我们还要再修改hdr_crc与hdr _ size。

0×07-3 修改ACE的header

绿色:hdr _ crc

红色:hdr _ size

紫色:filename _ size

P.S.filename没有标出,但在右侧可以看到: Users\Administrator\Desktop\example.txt

0×07-3.1 修改filename

在右侧选中 Users\Administrator\Desktop\example.txt ,将其修改为 C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\example.txt

0×07-3.2 修改filename_size

将蓝色选中部分前面2字节的 27 00 改为 40 00 ,因为是小端序,所以是从后向前。

0×07-3.3 修改hdr_size

将蓝色选中部分前面2字节的 71 00 改为 5F 00 。(这一步的截图,由于我中间操作失误,所以与上面的图片不是一个文件,但修改的位置是正确的,hdr_crc后面接着的就2字节的hdr _size,所以比较好找。)

0×07-3.4 修改hdr_crc

这一步需要使用acefile.py重新查看一下这个文件,得到下图:

可以看到给出的信息上面部分是正确的hdr_crc: 4766

而下面部分是现在的hdr_crc: cda9 。在HxD中修改掉它(注意是小端序):

0×07-3.5 再次查看头部信息

修改完成后再使用acefile.py去查看一下头部信息:

修改成功。

0×08 演示

我这里使用的是winrar 5.50.0.0破解版,可以去安装目录中看到存在UNACEV2.dll

我在桌面放了一个文件example(最强攻击向量).ace的文件,其实后缀改成rar也是可以的,winrar在解压的时候检验的是格式而非后缀。(说明:我这个文件中的filename是Check Point团队给出的最强攻击向量,而非0×07中我修改的filename,请大家在测试的时候注意一下,我会在最后把需要用到文件都放出来)

对好压的测试就不放图了,测试结果是同样存在这个漏洞。360zip在测试的时候,它会提示格式损坏,但是在它的安装目录中确实存在UNACEV2.dll,如果有师傅测试成功,可以指导一下,谢谢。

0×09 参考链接及用到的文件

https://research.checkpoint.com/extracting-code-execution-from-winrar/

https://www.cnblogs.com/backlion/p/10417985.html

用到的文件百度网盘链接: https://pan.baidu.com/s/1rQF7ha1O-xoy5gOQF0tNYw 提取码: eus4 (有无后门及木马请各位自查)

0×10 修复建议

1.升级到最新版本的 WinRAR ,目前版本是 5.70 Beta 1。下载地址如下:

32 位: http://win-rar.com/fileadmin/winrar-versions/wrar57b1.exe

64 位: http://win-rar.com/fileadmin/winrar-versions/winrar-x64-57b1.exe

2.删除UNACEV2.dll。

0×11 exp 链接

https://github.com/WyAtu/CVE-2018-20250/

https://www.freebuf.com/articles/network/197025.html

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