360 Marvel Team虚拟化漏洞第五弹：CVE-2016-3710 Dark Portal漏洞分析
作者：360 Marvel Team 安全研究员唐青昊 （新浪微博：SunSky0101；微信：702108451）
前言：
自2015年 5月份毒液漏洞肆虐全球云平台之后，360 Marvel Team累计在kvm，xen，vmware平台上发现提交了高达22枚的高危安全0day漏洞，这些漏洞均会导致通用云系统被黑客攻破。目前云上已经存放着大量用户的个人隐私信息，企业数据信息，以及政府敏感信息，一旦云系统被攻破，就意味着这些重要的信息可能会被泄露。黑客利用虚拟化漏洞不但可以偷取到重要信息，甚至可以从一台虚拟机发起攻击控制宿主机，最终控制整个云环境的所有设备。
目前云虚拟化系统已经与PC安全，移动设备安全，智能设备安全并列成为最火热的安全研究方向。在安全领域最负盛名的PWN2OWN比赛中，今年新加入了Vmware Workstation的逃逸项目。在CanSecWest 2016（温哥华）和Syscan 2016（新加坡）会议中，360 Marvel Team团队也受邀分享了有关云虚拟化系统的漏洞挖掘和利用的前沿课题。相信世界范围内对云虚拟化系统的安全研究将会在2016走上一个新的高峰。
《360 Marvel Team虚拟化漏洞》系列文章，针对团队独立发现的云虚拟化系统软件中的高危0day漏洞进行深度分析，希望以此揭开虚拟化攻击技术的神秘面纱。360Marvel Team团队结合在漏洞挖掘和漏洞利用过程中的相关经验，针对云计算平台提供了完善的云虚拟化系统防护解决方案，持续保证云生态的安全。
本文为该系列的第五篇文章，将详细分析已经潜伏了编号CVE-2016-3710（英文名：Dark Portal，中文名：传送门）的越界读写内存漏洞的相关知识，该漏洞存在于xen和kvm系统的qemu模块中的vga显卡组件，黑客在一台虚拟机中利用该漏洞，就可以在宿主机中执行恶意命令。360 Marvel Team于 4月22日提交该漏洞，官方于5月5号公开了漏洞信息及修复补丁。
关于之前的四篇文章，链接如下：
http://www.freebuf.com/vuls/77834.html
http://blogs.360.cn/blog/360marvelteam虚拟化漏洞第二弹-cve-2015-5279-漏洞分析/
http://bobao.360.cn/learning/detail/2423.html
http://www.freebuf.com/vuls/91603.html
一． 关于qemu和vga
QEMU是一款存在于xen和kvm系统中的用以实现设备模拟的软件，它实现了在虚拟机中使用键盘，网络通信，磁盘存储等诸多需要硬件设备参与的功能，并且可模拟的硬件设备类型非常丰富，如它提供了10种以上类型设备的网卡设备模拟组件，包括pcnet，rtl8139，ne2000，eepro100，e1000等。
vga组件模拟了vga显示卡功能。vga模块是qemu中默认使用的显卡模块，在xen中则需要在video选项处进行选择：
二．DarK Portal漏洞原理分析
DarK Portal漏洞是由于qemu/hw/display/vga.c文件的数组索引处理不当造成的。
首先看vga设备对应的读操作函数vga_mem_readb()，该函数会根据索引返回设备内存中的1个字节。但是由于对索引的边界值缺少判断，因此会导致越界读取内存。
那么能越界读到多少内存呢？根据下面的计算，在默认的配置中，正常的设备内存为16mb。
由于是通过 s->latch = ((uint32_t*)s->vram_ptr)[addr]; 这句代码进行读内存，因此可以越界读48MB的内存。
同样在vga设备的写操作函数vga_mem_writeb()中，也存在同样原因导致的越界写入内存。并且可以逐一字节写的内存也为48MB。
三． DarK Portal漏洞危害&漏洞利用方案
黑客可以利用DarK Portal漏洞在虚拟机中发动攻击，控制宿主机中的进程执行恶意代码。
DarK Portal漏洞和去年的“毒液漏洞”相似，毒液漏洞”可以实现堆缓冲区溢出，但是在实际利用过程中会遇到2个关键问题：
1.连续的堆内存覆盖，容易造成利用环境不稳定；
2.单一漏洞不能绕过aslr。
而DarK Portal漏洞本质上实现了内存越界读写，而且可以单字节读和写，从而有能力完成精准控制内存和信息泄露这两个关键步骤。
局限性方面，该漏洞受制于vga 设备内存之后48MB空间的内容，在我们的测试环境中，可以看到48M空间（图中黑色部分）包含了lib内存信息。而lib库内存信息的泄漏可以帮助黑客绕过aslr的限制。
四． DarK Portal时间表
4.23 发现漏洞，完成poc代码
4.25 将完整报告向官方安全团队披露
4.29 讨论披露时间
5.9 官方披露信息
五．官方信息汇总
漏洞评级:高危
信息链接地址：
http://www.openwall.com/lists/oss-security/2016/05/09/3
https://access.redhat.com/security/cve/cve-2016-3710
漏洞危害描述：
虚拟机授权用户利用该漏洞可以在kvm平台和xen平台的宿主机上执行任意代码.
漏洞修复方案：
1.云厂商可以使用打补丁的方式修补该漏洞。
2.使用”360云加固”等虚拟化漏洞防护产品自动免疫
补丁链接为：
http://www.openwall.com/lists/oss-security/2016/05/09/3
六. 小结
针对360 Marvel Team独立发现的虚拟化安全漏洞CVE-2016-3710（英文名：Dark Portal，中文名：传送门），本文完整分析了漏洞相关的原理，利用方案，危害说明，以及修复方案。希望此文可以引起更多使用公有云和私有云企业的关注，重视云虚拟化系统安全问题。
* 作者：360安全团队（公司账号），转载请注明来自FreeBuf黑客与极客（FreeBuf.COM）
正文到此结束
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