阿里聚安全攻防挑战赛第三题Android PwnMe解题思路

大家在聚安全挑战赛正式赛第三题中，遇到android app 远程控制的题目。我们今天带你一探究竟，如何攻破这道题目。

一、题目

购物应用pwn （6分）

环境：

要求在ARM 64位Android手机上攻击成功，也可在模拟器（运行Google官方Android SDK提供的Google APIs ARM64 Android 7.0镜像）中攻击成功，其中镜像会打包提供，参见题目下载链接。模拟器执行命令参考如下：(qemu-system-aarch64 -sysdir . -datadir . -kernel kernel-qemu -system system.img -ramdisk ramdisk.img -data userdata.img)
包含bug的apk一个
必须在非root环境

攻击过程：

将apk装入模拟器中。
打开chrome浏览器，访问选手的恶意网页的地址。（web服务由选手自己搭建）
通过选手的恶意网页，即可获取此app的shell。
apk显示“购买成功”

目标：Chrome浏览器点击链接，导致远程触发app的购买逻辑，app界面上显示“购买成功”。

评分标准：通过浏览器访问网页即达到控制app远程任意代码执行得6分，其中：
1. 反弹shell控制app ，5分。
2. 能够进一步让app界面显示“购买成功”分数进一步得1分。
3. 需提供远程任意代码执行的利用程序源代码。

二、解题思路

攻击流程如下：

1.Android Intents with Chrome

其中题目中要求“Chrome浏览器点击链接”，Chrome的官方文档规定了如何从链接发intent启功app，官方文档链接：https://developer.chrome.com/multidevice/android/intents 。反汇编ExamPwn.apk文件发现AndroidManifest.xml中果然有接受相关intent的内容。如图：

类LoginActivity先接受这个intent解析出帐号密码并匹配，帐号密码直接以明文硬编码在类LoginActivity中，反汇编直接可以看见。匹配正确后将intent中的url丢给类MainActivity。也就是说攻击者的网页至少如下:

2.info leak

反汇编类MainActivity发现，它会把url指向的文件当作特定格式的json解析。根据json内容，它会执行上传文件和下载解析显示图片的任务。不难发现上传文件的路径是攻击者提供的，app没有检查是否合法，造成任意文件上传，信息泄漏的漏洞。此时构造如下json可以泄漏app的内存地址

3. code exec

想要拿到Android app远程代码执行权限，漏洞基本只能存在于Dex动态加载逻辑、访问远程数据的native代码中。用工具androguard扫描发现，没有dex动态加载问题，漏洞只可能在native代码中。App有native代码libHt5g.so用于解析和播放gif图片。漏洞很可能就在其中，反汇编libHt5g.so发现有很多函数都有FrameSequence关键词。实际上就是Google自己的gif显示库，2016年12月和2017年1月都曝出过漏洞。

详情见：

https://source.android.com/intl/us_ALL/security/bulletin/2016-12-01.html

https://source.android.com/intl/us_ALL/security/bulletin/2017-01-01.html

但光看源代码基本不能利用。所以说出题者应该放了其他漏洞在里面。

反汇编看到private static native long nativeGetFrame(long j, int i, Bitmap bitmap, int i2);的时候可以发现，当gif一帧的大小小于等于1024字节的时候，buffer是分配在stack上然后再memcpy到原来的bitmap buffer中。不仅多此一举而且跟源代码不一致，基本确定出题者准备的是栈溢出。

到此为止如果还没有发现有源代码可以自己编译然后binary diff的话，可以自己构造小于1024字节的gif，然后逐个字节替换为0xff，最快几十字节改就会发现crash，分析后发现Gif格式中，一帧图片的Left变量被当成负数处理了，无符号整数被当作有符号整数处理。而知道用binary diff的同学基本直接可以定位到出题者修改的所有地方，包括解析Left出错的地方。

光看源代码基本不能利用是因为bitmap是RGBA格式，RGB可以控制，而Alpha在源代码里直接被0xff填充，意为不透明。这样的话溢出的数据基本很难控制。所以作为出题者的我们按照gif格式添加了tag为0x77的ExtentionBlock，里面存放的数据作为Alpha值。这样就能完全控制溢出的数据了。

由于Left变成了负数，造成了向低地址的任意数据的栈溢出。

受影响汇编代码

可以看到此函数在栈上申请了0x480大小的字节。其中处于高地址的0x400（1024）个字节是将被溢出的buffer，处于低地址的0x80个字节是可以作为掩盖目标。到此可以任意代码执行了。

4.rop

由于之前拿到/proc/self/maps，内存地址都泄露了，这里说一下我们的rop方法。

溢出后控制memcpy的dst参数，将准备好的数据拷贝到从/proc/self/maps里找到的暂时不用的一块内存。我们在linker64里找到两个gadget

1、修改sp地址到新地址

2、把所在内存修改为可执行

3、跳转到自定义的可执行内存

作者：蚂蚁金服巴斯光年实验室，更多关于阿里的安全技术文章，请访问阿里聚安全博客