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[漏洞分析] Intel Sysret 漏洞在WIN7 X64下的实现分析

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wowocock 发表于 2012-12-3 17:02
intel  sysret 漏洞在WIN7 X64下的实现分析。
前半部分是网上现有的文章分析,后半部分为代码实现分析
1. 漏洞浅析
在x64系统上,最重要的48位虚拟地址将被用于地址转换,而此外48到63的任何虚拟地址必须是47位的副本。否则处理器会抛出异常:保护故障(GP)。

这会将虚拟地址分割位两个区块,如:


·         规范的高阶半区: 0xFFFFFF`FFFFFFFF       0xFFFF8000`00000000
·         规范的低阶半区: 0x00007FFF`FFFFFFFF   0x00000000`00000000

而所有这之间的地址都会被认为是不规范的。

SYSRET指令被用于传递返回到普通用户模式(user-mode)。它将RCX寄存器中的值复制到RIP寄存器中,并把Code Segment Selector位切换位普通用户模式(user-mode)。然而,RCX寄存器是一个通用寄存器,它可能包含的任何值,包括不规范的地址。并且SYSRET指令一旦抛出异常是不负责退栈切换回用户空间的,也不负责为GS寄存器做扫尾工作。这意味着,程序员在调用SYSRET指令前后都需要为GS,RSP,RBP做额外的处理。

而我们恰好发现intel的SYSRET指令实现中存在一个缺陷: 如果一个不规范的地址从RCX寄存器传递而抛出GP, 那么在CG,RBP和RSP返回普通用户模式(user-mode)前, 其ring0的权限不会被取缔(因为没有任何扫尾工作)。


2. MS windows中的漏洞触发

利用这个漏洞的关键是要抛出一个不规范的返回地址,而为了在MS Windows中触发这个漏洞,我们可以有以下的方式:


·         映射内存并在0x7FFF`FFFFFFFF位执行一个系统调用。这将返回一个不规范的地址。然而,由于Windows地址空间的限制,这个地址是不可达的,因此此路不通罗马。
·         寻找一个系统调用,并能手动改变返回地址。

关于后者,可借力于UMS(User-Mode Scheduling 用户模式计划程序)。
  ps: MSDN,UMS是一个轻量级的机制,应用程序可以用它来安排自己的线程。应用程序可以在用户模式下自由进行UMS线程间的切换而不必不涉及系统调度。

为了使用UMS线程,可以用CreateUmsCompletionList()函数创建一个的UMS调度列表。scheduler线程将被链接到此调度列表,而scheduler线程也将需要被创建(scheduler线程通过EnterUmsSchedulingMode()从普通线程晋升为UMS线程)。

如果UMS线程启动或阻塞,那么ExecuteUmsThread()函数需要被调用。如果没有, scheduler需要确定哪些线程将随后运行。它将排列调度列表,选择正确的线程。

EnterUmsSchedulingMode()函数是ntdll.dll中实现的。从汇编代码中,我们可以看到,它得到当前的UMS线程,完成链接调度列表,保存线程上下文(寄存器),然后调用RtlpUmsPrimaryContextWrap()函数。
1.    .text:0000000078F33A20 RtlEnterUmsSchedulingMode
2.    .text:0000000078F33A20
3.    .text:0000000078F33A20 arg_0 = qword ptr 8
4.    .text:0000000078F33A20 arg_8 = qword ptr 10h
5.    .text:0000000078F33A20 arg_10 = qword ptr 18h
6.    .text:0000000078F33A20
7.    .text:0000000078F33A20 mov [rsp+arg_8], rbx
8.    .text:0000000078F33A25 mov [rsp+arg_10], rsi
9.    .text:0000000078F33A2A push rdi
10.  .text:0000000078F33A2B sub rsp, 20h
11.  .text:0000000078F33A2F mov rsi, [rcx+8]
12.  .text:0000000078F33A33 mov rbx, [rcx+10h]
13.    [...]
14.  .text:0000000078F33A5D loc_78F33A5D:
15.  .text:0000000078F33A5D mov rdx, rsi
16.  .text:0000000078F33A60 xor ecx, ecx
17.  .text:0000000078F33A62 call RtlpAttachThreadToUmsCompletionList
18.  .text:0000000078F33A67 test eax, eax
19.  .text:0000000078F33A69 js short loc_78F33AA0
20.  .text:0000000078F33A6B lea rcx, [rsp+28h+arg_0]
21.  .text:0000000078F33A70 call RtlGetCurrentUmsThread
22.  .text:0000000078F33A75 test eax, eax
23.  .text:0000000078F33A77 js short loc_78F33A94
24.  .text:0000000078F33A79 mov rcx, [rsp+28h+arg_0]
25.  .text:0000000078F33A7E call RtlpSaveUmsDebugRegisterState
26.  .text:0000000078F33A83 test eax, eax
27.  .text:0000000078F33A85 js short loc_78F33A94
28.  .text:0000000078F33A87 mov rdx, rdi
29.  .text:0000000078F33A8A mov rcx, rbx
30.  .text:0000000078F33A8D call RtlpUmsPrimaryContextWrap
31.  .text:0000000078F33A92 jmp short $+2
RtlpUmsPrimaryContextWrap()函数负责调用scheduler并保存线程信息在一个结构中(ps:这是一个非文档化的结构),通过反汇编我们可以知道此结构为:
  RSP
  RBP
  返回地址
1.    .text:0000000078EA03F0 RtlpUmsPrimaryContextWrap
2.    .text:0000000078EA03F0
3.    .text:0000000078EA03F0 var_108 = xmmword ptr -108h
4.    .text:0000000078EA03F0 var_F8 = xmmword ptr -0F8h
5.    .text:0000000078EA03F0 var_E8 = xmmword ptr -0E8h
6.    .text:0000000078EA03F0 var_D8 = xmmword ptr -0D8h
7.    .text:0000000078EA03F0 var_C8 = xmmword ptr -0C8h
8.    .text:0000000078EA03F0 var_38 = byte ptr -38h
9.      [...]
10.  .text:0000000078EA0452 mov [rax+30h], r15
11.  .text:0000000078EA0456 mov r10, gs:14A0h
12.  .text:0000000078EA045F lea r10, [r10+10h]
13.  .text:0000000078EA0463 lea r11, loc_78EA0493
14.  .text:0000000078EA046A mov [r10+0D0h], rcx             //这里将被HOOK
15.  .text:0000000078EA0471 mov [r10+0A0h], rbp
16.  .text:0000000078EA0478 mov [r10+98h], rsp
17.  .text:0000000078EA047F mov [r10+0F8h], r11              // saved return
18.  .text:0000000078EA0486 mov r12, 0
19.  .text:0000000078EA048D xor r13, r13
20.  .text:0000000078EA0490 mov r14, rdx
21.  .text:0000000078EA0493
22.  .text:0000000078EA0493 loc_78EA0493:
23.  .text:0000000078EA0493 mov r10, gs:14A0h
24.  .text:0000000078EA049C lea r10, [r10+10h]
25.  .text:0000000078EA04A0 mov r11, [r10+0D0h]           // scheduler func
26.  .text:0000000078EA04A7 mov rcx, r12
27.  .text:0000000078EA04AA mov rdx, r13
28.  .text:0000000078EA04AD mov r8, r14
29.  .text:0000000078EA04B0 call r11                                   // calls the scheduler function
30.  .text:0000000078EA04B3 lea rcx, [rsp+138h+var_38]
31.  .text:0000000078EA04BB movaps xmm6, [rsp+138h+var_108]
32.  .text:0000000078EA04C0 movaps xmm7, [rsp+138h+var_F8]
如果我们调试内核,在Ntoskrnl.exe的KeBuildPrimaryThreadContext()函数处设置bp,我们可以看到0x00000000`78EA0493被保存为返回到用户空间的地址。
1.    PAGE:FFFFF80002C5A070 KeBuildPrimaryThreadContext
2.    PAGE:FFFFF80002C5A070
3.    PAGE:FFFFF80002C5A070 arg_0 = qword ptr 8
4.    PAGE:FFFFF80002C5A070 arg_20 = qword ptr 28h
5.    PAGE:FFFFF80002C5A070 arg_28 = qword ptr 30h
6.    PAGE:FFFFF80002C5A070
7.    PAGE:FFFFF80002C5A070 mov [rsp+arg_0], rbx
8.    PAGE:FFFFF80002C5A075 movsxd rbx, r9d
9.    PAGE:FFFFF80002C5A078 mov r9, rdx
10.  PAGE:FFFFF80002C5A07B xor r10d, r10d
11.  PAGE:FFFFF80002C5A07E mov rax, [rcx+1B8h]
12.  PAGE:FFFFF80002C5A085 mov r11, [rax]
13.  PAGE:FFFFF80002C5A088 cmp r8, r10
14.  PAGE:FFFFF80002C5A08B jz loc_FFFFF80002C5A168
15.  [...]
16.  PAGE:FFFFF80002C5A168 loc_FFFFF80002C5A168:
17.  PAGE:FFFFF80002C5A168 mov rdx, [rdx+50h]
18.  PAGE:FFFFF80002C5A16C mov rcx, [r9+58h]
19.  PAGE:FFFFF80002C5A170 mov rax, [r11+108h]
20.  PAGE:FFFFF80002C5A177 mov [rdx+168h], rax               // saved RIP
21.  PAGE:FFFFF80002C5A17E mov rax, [r11+0A8h]
22.  PAGE:FFFFF80002C5A185 mov [rdx+180h], rax
23.  PAGE:FFFFF80002C5A18C mov rax, [r11+0B0h]
24.  PAGE:FFFFF80002C5A193 mov [rdx+158h], rax
25.  PAGE:FFFFF80002C5A19A mov eax, 33h ; '3'
26.  PAGE:FFFFF80002C5A19F mov [rdx+170h], ax
27.  PAGE:FFFFF80002C5A1A6 mov eax, 2Bh ; '+'
28.  PAGE:FFFFF80002C5A1AB mov [rdx+188h], ax
我们的想法是在ExecuteUmsThread()调用前破坏这个地址为非规范地址。而在用户态的scheduler中,返回地址保存在: GS:[0x14a0] + 0x10 + 0x1F处。

内核调度结束后,ntoskrnl.exe中的KiUmsFastReturnToUser()函数被调用。在调用SYSRET指令前, RSP, RBP和GS将会被重置为他们之前保存的副本,返回用户态的地址也被移入RCX寄存器。
1.    .text:FFFFF800028DD440 KiUmsFastReturnToUser
2.    .text:FFFFF800028DD440
3.    .text:FFFFF800028DD440 var_5046 = dword ptr -5046h
4.    .text:FFFFF800028DD440 var_4FA6 = byte ptr -4FA6h
5.    .text:FFFFF800028DD440 arg_42 = byte ptr 52h
6.    .text:FFFFF800028DD440 arg_80 = byte ptr 88h
7.    .text:FFFFF800028DD440 arg_190 = dword ptr 198h
8.    .text:FFFFF800028DD440
9.    .text:FFFFF800028DD440 sub rsp, 28h
10.  .text:FFFFF800028DD444 mov rbx, gs:+188h
11.  .text:FFFFF800028DD44D mov rcx, [rbx+1D8h]
12.  .text:FFFFF800028DD454 lea rbp, [rcx+80h]
13.  .text:FFFFF800028DD45B mov rax, cr8
14.    [...]
15.  .text:FFFFF800028DD596 loc_FFFFF800028DD596:
16.  .text:FFFFF800028DD596 mov r8, [rbp+100h]                  // saved RSP
17.  .text:FFFFF800028DD59D mov r9, [rbp+0D8h]                 // saved RBP
18.  .text:FFFFF800028DD5A4 xor edx, edx
19.  .text:FFFFF800028DD5A6 pxor xmm0, xmm0
20.  .text:FFFFF800028DD5AA pxor xmm1, xmm1
21.  .text:FFFFF800028DD5AE pxor xmm2, xmm2
22.  .text:FFFFF800028DD5B2 pxor xmm3, xmm3
23.  .text:FFFFF800028DD5B6 pxor xmm4, xmm4
24.  .text:FFFFF800028DD5BA pxor xmm5, xmm5
25.  .text:FFFFF800028DD5BE mov rcx, [rbp+0E8h]               // saved ret address
26.  .text:FFFFF800028DD5C5 mov r11, [rbp+0F8h]
27.  .text:FFFFF800028DD5CC mov rbp, r9
28.  .text:FFFFF800028DD5CF mov rsp, r8
29.  .text:FFFFF800028DD5D2 swapgs                                    // switch GS to user
30.  .text:FFFFF800028DD5D5 sysret
31.  .text:FFFFF800028DD5D8 db 66h, 66h, 66h, 66h, 66h, 66h
32.  .text:FFFFF800028DD5D8 nop word ptr [rax+rax+00000000h]
33.  .text:FFFFF800028DD5E7 db 66h, 66h, 66h, 66h, 66h, 66h
复制代码
但是,如果此时RCX是不规范的,那么GP异常将在特权模式下被抛出。

3. Windows 7 & Windows 2008 R2 x64下的利用

GP异常抛出时,RSP和RBP可控,GS指向用户态,PFH(protection fault handler)则被指向KiGeneralProtectionFault()函数

一种利用此漏洞的方式,是利用已控的RBP和RBP。因为KiGeneralProtectionFault()将会把值写入堆栈,且堆栈也是可控的。基于这些我们可以试试write-4 techniques。

ps: write-4 techniques - http://immunityinc.com/infiltrate/archives/kernelpool_infiltrate2011.pdf
1.    .text:FFFFF800028DBAC0 KiGeneralProtectionFault
2.    .text:FFFFF800028DBAC0
3.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_12D = byte ptr -12Dh
4.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_12C = dword ptr -12Ch
5.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_128 = qword ptr -128h
6.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_120 = qword ptr -120h
7.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_118 = qword ptr -118h
8.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_110 = qword ptr -110h
9.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_108 = qword ptr -108h
10.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_100 = qword ptr -100h
11.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_F8 = qword ptr -0F8h
12.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_E8 = xmmword ptr -0E8h
13.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_D8 = xmmword ptr -0D8h
14.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_C8 = xmmword ptr -0C8h
15.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_B8 = xmmword ptr -0B8h
16.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_A8 = xmmword ptr -0A8h
17.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_98 = xmmword ptr -98h
18.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_58 = word ptr -58h
19.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_0 = qword ptr 10h
20.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_8 = byte ptr 18h
21.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_10 = qword ptr 20h
22.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_24 = dword ptr 34h
23.  .text:FFFFF800028DBAC0
24.  .text:FFFFF800028DB600 push rbp
25.  .text:FFFFF800028DB601 sub rsp, 158h
26.  .text:FFFFF800028DB608 lea rbp, [rsp+80h]
27.  .text:FFFFF800028DB610 mov [rbp+0D8h+var_12D], 1
28.  .text:FFFFF800028DB614 mov [rbp+0D8h+var_128], rax
29.  .text:FFFFF800028DB618 mov [rbp+0D8h+var_120], rcx
30.  .text:FFFFF800028DB61C mov [rbp+0D8h+var_118], rdx
31.  .text:FFFFF800028DB620 mov [rbp+0D8h+var_110], r8
32.  .text:FFFFF800028DB624 mov [rbp+0D8h+var_108], r9
33.  .text:FFFFF800028DB628 mov [rbp+0D8h+var_100], r10
34.  .text:FFFFF800028DB62C mov [rbp+0D8h+var_F8], r11
35.  .text:FFFFF800028DB630 test [rbp+0D8h+arg_8], 1
36.  .text:FFFFF800028DB637 jz short loc_FFFFF800028DB65A
37.  .text:FFFFF800028DB639 swapgs
38.  .text:FFFFF800028DB63C mov r10, gs:188h
39.  .text:FFFFF800028DB645 test byte ptr [r10+3], 3
40.  .text:FFFFF800028DB64A mov [rbp+0D8h+var_58], 0
复制代码
然而,因为目标内存周围数据已被破坏,这使得此exp方法不可靠。

一个更好的方法是利用指向用户空间的GS。我们的思路是,欺骗内核调用GS中索引的函数。这种功能可以触发页错误处理程序(所有这一切需要做的是产生此异常)。
1.    .text:FFFFF800028DB65A cld
2.    .text:FFFFF800028DB65B stmxcsr [rbp+0D8h+var_12C]
3.    .text:FFFFF800028DB65F ldmxcsr dword ptr gs:180h
4.    .text:FFFFF800028DB668 movaps [rbp+0D8h+var_E8], xmm0
5.    .text:FFFFF800028DB66C movaps [rbp+0D8h+var_D8], xmm1
6.    .text:FFFFF800028DB670 movaps [rbp+0D8h+var_C8], xmm2
7.    .text:FFFFF800028DB674 movaps [rbp+0D8h+var_B8], xmm3
8.    .text:FFFFF800028DB678 movaps [rbp+0D8h+var_A8], xmm4
9.    .text:FFFFF800028DB67C movaps [rbp+0D8h+var_98], xmm5
10.  .text:FFFFF800028DB680 mov eax, [rbp+0E0h]
11.  .text:FFFFF800028DB686 test [rbp+0D8h+arg_10], 200h
12.  .text:FFFFF800028DB691 jz short loc_FFFFF800028DB694
13.  .text:FFFFF800028DB693 sti
14.  .text:FFFFF800028DB694 loc_FFFFF800028DB694:
15.  .text:FFFFF800028DB694 mov r10, [rbp+0D8h+arg_0]
16.  .text:FFFFF800028DB69B mov r9, cr4
17.  .text:FFFFF800028DB69F mov r8, cr0
18.  .text:FFFFF800028DB6A3 mov edx, 8
19.  .text:FFFFF800028DB6A8 mov ecx, 7Fh
20.  .text:FFFFF800028DB6AD call KiBugCheckDispatch
复制代码
此函数叫做 KeBugCheckEx()
1.    .text:FFFFF800028DD180 KiBugCheckDispatch
2.    .text:FFFFF800028DD180
3.    .text:FFFFF800028DD180 var_118= qword ptr -118h
4.    .text:FFFFF800028DD180 var_108= xmmword ptr -108h
5.    .text:FFFFF800028DD180 var_F8= xmmword ptr -0F8h
6.    .text:FFFFF800028DD180 var_E8= xmmword ptr -0E8h
7.    .text:FFFFF800028DD180 var_D8= xmmword ptr -0D8h
8.    .text:FFFFF800028DD180 var_C8= xmmword ptr -0C8h
9.    .text:FFFFF800028DD180 var_38= byte ptr -38h
10.  .text:FFFFF800028DD180
11.  .text:FFFFF800028DD180 sub rsp, 138h
12.  .text:FFFFF800028DD187 lea rax, [rsp+138h+var_38]
13.  .text:FFFFF800028DD18F movaps [rsp+138h+var_108], xmm6
14.  .text:FFFFF800028DD194 movaps [rsp+138h+var_F8], xmm7
15.  .text:FFFFF800028DD199 movaps [rsp+138h+var_E8], xmm8
16.    [...]
17.  .text:FFFFF800028DD1D3 mov [rax+20h], r13
18.  .text:FFFFF800028DD1D7 mov [rax+28h], r14
19.  .text:FFFFF800028DD1DB mov [rax+30h], r15
20.  .text:FFFFF800028DD1DF mov [rsp+138h+var_118], r10
21.  .text:FFFFF800028DD1E4 call KeBugCheckEx
22.  .text:FFFFF800028DD1E4 KiBugCheckDispatch endp
复制代码
KeBugCheckEx()函数需要将控制状态寄存器保存到GS索引的一个内存结构。
1.    .text:FFFFF800028DDC40 KeBugCheckEx
2.    .text:FFFFF800028DDC40
3.    .text:FFFFF800028DDC40 var_18= qword ptr -18h
4.    .text:FFFFF800028DDC40 var_10= qword ptr -10h
5.    .text:FFFFF800028DDC40 var_8= qword ptr -8
6.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_0= qword ptr 8
7.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_8= qword ptr 10h
8.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_10= qword ptr 18h
9.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_18= qword ptr 20h
10.  .text:FFFFF800028DDC40 arg_20= qword ptr 28h
11.  .text:FFFFF800028DDC40 arg_28= byte ptr 30h
12.  .text:FFFFF800028DDC40
13.  .text:FFFFF800028DDC40 mov [rsp+arg_0], rcx
14.  .text:FFFFF800028DDC45 mov [rsp+arg_8], rdx
15.  .text:FFFFF800028DDC4A mov [rsp+arg_10], r8
16.  .text:FFFFF800028DDC4F mov [rsp+arg_18], r9
17.  .text:FFFFF800028DDC54 pushfq
18.  .text:FFFFF800028DDC55 sub rsp, 30h
19.  .text:FFFFF800028DDC59 cli
20.  .text:FFFFF800028DDC5A mov rcx, gs:20h
21.  .text:FFFFF800028DDC63 mov rcx, [rcx+4BD8h]
22.  .text:FFFFF800028DDC6A call RtlCaptureContext
23.  .text:FFFFF800028DDC6F mov rcx, gs:20h
24.  .text:FFFFF800028DDC78 add rcx, 40h
25.  .text:FFFFF800028DDC7C call KiSaveProcessorControlState
26.  .text:FFFFF800028DDC81 mov r10, gs:20h
27.  .text:FFFFF800028DDC8A mov r10, [r10+4BD8h]
28.  .text:FFFFF800028DDC91 mov rax, [rsp+38h+arg_0]
29.  .text:FFFFF800028DDC96 mov [r10+80h], rax
30.  .text:FFFFF800028DDC9D mov rax, [rsp+38h+var_8]
复制代码
KeSaveProcessorControlState()函数将尝试把cr0寄存器的内容保存在GS:0x20处。
1.    .text:FFFFF800028DDF70 KiSaveProcessorControlState
2.    .text:FFFFF800028DDF70 mov rax, cr0
3.    .text:FFFFF800028DDF73 mov [rcx], rax
4.    .text:FFFFF800028DDF76 mov rax, cr2
5.    .text:FFFFF800028DDF79 mov [rcx+8], rax
6.    .text:FFFFF800028DDF7D mov rax, cr3
7.    .text:FFFFF800028DDF80 mov [rcx+10h], rax
8.    .text:FFFFF800028DDF84 mov rax, cr4
复制代码
这可以被用来抛出一个页错误:

如果一个诸如0x54545454`54545454的值被存储在GS:0x20,那么页错误将被触发。

在页错误处理程序中,我们的目标在于达到KiCheckForKernelApcDelivery()函数。它主要包括设置一个有效的指针GS:0x188(初始设置为0)。
1.    .text:FFFFF800028DBC00 KiPageFault
2.    .text:FFFFF800028DBC00
3.    .text:FFFFF800028DBC00 var_158= dword ptr -158h
4.    .text:FFFFF800028DBC00 var_138= dword ptr -138h
5.    .text:FFFFF800028DBC00 var_12E= byte ptr -12Eh
6.    .text:FFFFF800028DBC00 var_12D= byte ptr -12Dh
7.    .text:FFFFF800028DBC00 var_12C= dword ptr -12Ch
8.    .text:FFFFF800028DBC00 var_128= qword ptr -128h
9.      [...]
10.  .text:FFFFF800028DBC00 push rbp
11.  .text:FFFFF800028DBC01 sub rsp, 158h
12.  .text:FFFFF800028DBC08 lea rbp, [rsp+80h]
13.  .text:FFFFF800028DBC10 mov [rbp+0D8h+var_12D], 1
14.  .text:FFFFF800028DBC14 mov [rbp+0D8h+var_128], rax
15.  .text:FFFFF800028DBC18 mov [rbp+0D8h+var_120], rcx
16.  .text:FFFFF800028DBC1C mov [rbp+0D8h+var_118], rdx
17.  .text:FFFFF800028DBC20 mov [rbp+0D8h+var_110], r8
18.  .text:FFFFF800028DBC24 mov [rbp+0D8h+var_108], r9
19.  .text:FFFFF800028DBC28 mov [rbp+0D8h+var_100], r10
20.  .text:FFFFF800028DBC2C mov [rbp+0D8h+var_F8], r11
21.  .text:FFFFF800028DBC30 test byte ptr [rbp+0D8h+arg_8], 1
22.  .text:FFFFF800028DBC37 jz short loc_FFFFF800028DBCAD
23.  .text:FFFFF800028DBC39 swapgs
24.  .text:FFFFF800028DBC3C mov r10, gs:188h
25.  .text:FFFFF800028DBC45 cmp [rbp+0D8h+arg_8], 33h ; '3'
26.    [...]
27.  .text:FFFFF800028DBCAD loc_FFFFF800028DBCAD:
28.  ; KiPageFault+A6 j
29.  .text:FFFFF800028DBCAD cld
30.  .text:FFFFF800028DBCAE stmxcsr [rbp+0D8h+var_12C]
31.  .text:FFFFF800028DBCB2 ldmxcsr dword ptr gs:180h
32.  .text:FFFFF800028DBCBB movaps [rbp+0D8h+var_E8], xmm0
33.  .text:FFFFF800028DBCBF movaps [rbp+0D8h+var_D8], xmm1
34.  .text:FFFFF800028DBCC3 movaps [rbp+0D8h+var_C8], xmm2
35.  .text:FFFFF800028DBCC7 movaps [rbp+0D8h+var_B8], xmm3
36.  .text:FFFFF800028DBCCB movaps [rbp+0D8h+var_A8], xmm4
37.  .text:FFFFF800028DBCCF movaps [rbp+0D8h+var_98], xmm5
38.  .text:FFFFF800028DBCD3 mov eax, cs:KiCodePatchCycle
39.  .text:FFFFF800028DBCD9 mov [rbp+0D8h+arg_24], eax
40.  .text:FFFFF800028DBCDF mov eax, [rbp+0E0h]
41.  .text:FFFFF800028DBCE5 mov rcx, cr2
42.  .text:FFFFF800028DBCE8 test [rbp+0D8h+arg_10], 200h
43.  .text:FFFFF800028DBCF3 jz short loc_FFFFF800028DBCF6
44.  .text:FFFFF800028DBCF5 sti
45.    [...]
46.  .text:FFFFF800028DBCF6 loc_FFFFF800028DBCF6:
47.  .text:FFFFF800028DBCF6 mov r9, gs:188h
48.  .text:FFFFF800028DBCFF bt dword ptr [r9+4Ch], 0Bh
49.  .text:FFFFF800028DBD05 jnb short loc_FFFFF800028DBD15
50.  .text:FFFFF800028DBD07 test byte ptr [rbp+0F0h], 1
51.    [...]
52.  .text:FFFFF800028EACF2 loc_FFFFF800028EACF2:
53.  .text:FFFFF800028EACF2 mov r12, gs:188h
54.  .text:FFFFF800028EACFB mov [rbp+0D0h+var_78], rdi
55.  .text:FFFFF800028EACFF mov rcx, [r12+70h]
56.  .text:FFFFF800028EAD04 mov [rbp+0D0h+var_98], rcx
57.  .text:FFFFF800028EAD08 cmp dword ptr [rcx+438h], 10h
58.  .text:FFFFF800028EAD0F lea r14, [rcx+398h]
59.  .text:FFFFF800028EAD16 ja loc_FFFFF800028EB0E2
60.  .text:FFFFF800028EAD1C mov eax, cs:MiDelayPageFaults
61.  .text:FFFFF800028EAD22 test eax, eax
62.    [...]
63.  .text:FFFFF800028EC79C loc_FFFFF800028EC79C:
64.  .text:FFFFF800028EC79C call KiCheckForKernelApcDelivery
65.  .text:FFFFF800028EC7A1 jmp loc_FFFFF800028EAF75
复制代码
KiCheckForKernelApcDelivery()函数调用的KiDeliverApc():
1.    .text:FFFFF8000288AF10 KiCheckForKernelApcDelivery
2.    .text:FFFFF8000288AF10 push rbx
3.    .text:FFFFF8000288AF12 sub rsp, 20h
4.    .text:FFFFF8000288AF16 mov rax, cr8
5.    .text:FFFFF8000288AF1A mov ecx, 1
6.    .text:FFFFF8000288AF1F test al, al
7.    .text:FFFFF8000288AF21 jnz short loc_FFFFF8000288AF3F
8.    .text:FFFFF8000288AF23 xor ebx, ebx
9.    .text:FFFFF8000288AF25 mov cr8, rcx
10.  .text:FFFFF8000288AF29 xor r8d, r8d
11.  .text:FFFFF8000288AF2C xor edx, edx
12.  .text:FFFFF8000288AF2E xor ecx, ecx
13.  .text:FFFFF8000288AF30 call KiDeliverApc
14.  .text:FFFFF8000288AF35 mov cr8, rbx
复制代码
这是一个实现代码执行的函数。它将提取GS:0x188中的指针,并在一系列解引用操作后设置R11寄存器,而R11寄存器用来调用另一个函数。
1.    .text:FFFFF800028D1130 KiDeliverApc
2.    .text:FFFFF800028D1130
3.    .text:FFFFF800028D1130 var_78= dword ptr -78h
4.    .text:FFFFF800028D1130 var_58= qword ptr -58h
5.    .text:FFFFF800028D1130 var_50= qword ptr -50h
6.    .text:FFFFF800028D1130 var_48= qword ptr -48h
7.    .text:FFFFF800028D1130 var_40= qword ptr -40h
8.    .text:FFFFF800028D1130 arg_0= qword ptr 8
9.      [...]
10.  .text:FFFFF800028D115B loc_FFFFF800028D115B:
11.  .text:FFFFF800028D115B mov rbx, gs:188h
12.  .text:FFFFF800028D1164 mov r15, [rbx+1D8h]
13.  .text:FFFFF800028D116B mov r14, [rbx+70h]
14.  .text:FFFFF800028D116F mov [rbx+79h], r9b
15.  .text:FFFFF800028D1173 mov [rbx+1D8h], r8
16.  .text:FFFFF800028D117A cmp [rbx+1C6h], r9w
17.  .text:FFFFF800028D1182 jnz short loc_FFFFF800028D11A8
18.  .text:FFFFF800028D1184 lock or [rsp+78h+var_78], r9d
19.  .text:FFFFF800028D1189 lfence
20.  .text:FFFFF800028D118C lea rsi, [rbx+50h]
21.    [...]
22.  .text:FFFFF800028D11EC loc_FFFFF800028D11EC:
23.  .text:FFFFF800028D11EC mov r8, [rsi]
24.  .text:FFFFF800028D11EF cmp r8, rsi
25.  .text:FFFFF800028D11F2 jz loc_FFFFF800029296C7
26.  .text:FFFFF800028D11F8 mov [rbx+79h], r9b
27.  .text:FFFFF800028D11FC lea r10, [r8-10h]
28.  .text:FFFFF800028D1200 prefetchw byte ptr [r10]
29.  .text:FFFFF800028D1204 mov rcx, [r10+30h]
30.  .text:FFFFF800028D1208 mov r11, [r10+20h]
31.  .text:FFFFF800028D120C mov [rsp+78h+arg_10], rcx
32.  .text:FFFFF800028D1214 mov rax, [r10+38h]
33.    [...]
34.  .text:FFFFF800028D12B0 loc_FFFFF800028D12B0:
35.  .text:FFFFF800028D12B0 mov rax, [r8+8]
36.  .text:FFFFF800028D12B4 mov rdx, [r8]
37.  .text:FFFFF800028D12B7 mov [rax], rdx
38.  .text:FFFFF800028D12BA mov [rdx+8], rax
39.  .text:FFFFF800028D12BE mov [r10+52h], r9b
40.  .text:FFFFF800028D12C2 lock and [rbx+88h], r9
41.  .text:FFFFF800028D12CA movzx eax, r12b
42.  .text:FFFFF800028D12CE mov cr8, rax
43.  .text:FFFFF800028D12D2 lea rax, [rsp+78h+arg_18]
44.  .text:FFFFF800028D12DA lea r9, [rsp+78h+var_48]
45.  .text:FFFFF800028D12DF lea r8, [rsp+78h+var_40]
46.  .text:FFFFF800028D12E4 lea rdx, [rsp+78h+arg_10]
47.  .text:FFFFF800028D12EC mov rcx, r10
48.  .text:FFFFF800028D12EF mov [rsp+78h+var_58], rax
49.  .text:FFFFF800028D12F4 call r11
50.  .text:FFFFF800028D12F7 xor r9d, r9d
51.  .text:FFFFF800028D12FA jmp loc_FFFFF800028D1190
而如果R11寄存器指向一个内核shellcode并且内核调用它,则我们的shellcode就能可靠运行了。
下面我结合代码进行下简单的说明。
上面说了一大通东西,其实关键就是
1,  挂钩特殊函数使其产生本无法产生的特殊非规范地址,并使指令跳到这个特殊非规范地址从而触发系统异常。
2,  系统发生异常时候,通过设置一些特定的数据跳转,跳转到我们想要的地方。也就是最关键的函数
nt!KiDeliverApc,大家看代码的时候,需要结合标红的字段就可以理解SHELLCODE的布局了。
触发这个异常的时候,gs:188指向的是我们分配的0地址,所以
mov rbx, gs:188h  rbx =0
lea rsi, [rbx+50h]  rsi =0x50
mov r8, [rsi]   r8 =0
lea r10, [r8-10h] r10 = -10h
mov r11, [r10+20h] r11 = 0x10
call r11  call的是我们分配地址0+0x10的地方。
也就是代码里
*(PLONGLONG)((ULONG_PTR)0L+0x10) =  KernelShellcodeAddress;
的精华所在,其他的大家看代码也就清楚了。
说明的是:
原始的老外代码是VS2010 编译的,我修改为最常用的VS2008 编译,同时修改了些小BUG。
代码调试可以调试到
断点nt!KiUmsFastReturnToUser
Breakpoint 5 hit
nt!KiUmsFastReturnToUser+0x17e:
fffff800`0428907e 488b8de8000000  mov     rcx,qword ptr [rbp+0E8h] //构造的异常返回地址
2: kd> p
nt!KiUmsFastReturnToUser+0x185:
fffff800`04289085 4c8b9df8000000  mov     r11,qword ptr [rbp+0F8h]
2: kd> p
nt!KiUmsFastReturnToUser+0x18c:
fffff800`0428908c 498be9          mov     rbp,r9
2: kd> r
rax=0000000000000000 rbx=fffffa800fa0fb60 rcx=8000000000000000(构造的异常返回地址)
rdx=0000000000000000 rsi=0000000076f8edc0 rdi=0000000000000000
rip=fffff8000428908c rsp=fffff880097d2bb0 rbp=fffff880097d2c60
r8=00000000002ff6e0  r9=00000000002ff6e0 r10=0000000000000000
r11=0000000000010246 r12=0000000000000001 r13=0000000000000001
r14=0000000000000000 r15=00000000771e84f0
iopl=0         nv up di pl zr na po nc
cs=0010  ss=0018  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000046
nt!KiUmsFastReturnToUser+0x18c:
fffff800`0428908c 498be9          mov     rbp,r9
后面SYSRET 触发异常后,不能对在异常处理的代码下断点,否则会触发蓝屏。
还有masm64New.rules文件拷贝到你的X:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\VCProjectDefaults,X为你VC2008所在的盘。然后就可以调试即可。
代码里面也比较简单
1,  不是WIN764 位就退出
2,  UMS函数初始化失败也退出。
3,  判断函数的参数,或者带PID,或者是EXE路劲,为了能使对应的程序为SYSTEM权限,及清除标志g_CiEnabled,从而可以安装加载非签名驱动,这2个是为了表明内核执行代码可能导致的危害性做的演示。
4,  分配0地址,并填入一些特殊数据,确保执行流程按指定的方向执行。
5,  设置好SHELLCODE,并将shellcode入口点填入地址0X10,从而使其被触发调用
6,  调用UMS线程,调用到我们的HOOK,填入非规范地址,从而触发异常执行。
最后补充下,这段代码在WIN8 64位下应该是无效的,因为WIN8 64不允许分配0地址,也不允许内核执行应用空间的代码。

sysret.zip

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690827027 发表于 2012-12-3 17:16
前来膜拜楼主哈
hixiaosheng 发表于 2012-12-3 17:16
690827027 发表于 2012-12-3 17:17
淡然出尘 发表于 2012-12-3 17:27
我是纯支持的
额 大牛的背后 必然有一大批大牛{:1_931:}
流水爱 发表于 2012-12-3 17:31
膜拜大牛
Hmily 发表于 2012-12-3 17:39
大肉鸡又得精华帖!
ok.158 发表于 2012-12-3 17:47
菜鸟来学习一下了
jimshicard 发表于 2012-12-3 18:00
膜拜一下,努力学习啊{:1_912:}
robinh00d 发表于 2012-12-3 19:31
大肉jj老师v5

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