Attacking Javascript Engines - Building Exploit Primitives

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이제 저는 취약점이 발생하는 이유를 알고 디버깅 하는 법을 압니다

오늘 정리할 챕터는 챕터 4이고, 이름은 Building exploit primitives입니다.

제목을 보면 취약점을 공격하기 위해 필요한 몇가지를 만드는 방법에 대한 챕터입니다


지금까지 대회 문제를 풀면서 익스를 할땐, 코드 상 취약점, 각 보호기법들을 우회할 수 있는 취약점들을 이용해서, GOT를 릭해 프로그램에서 사용하지 않는 라이브러리 함수를 실행시켜 쉘을 획득했습니다

아직은 각각이 왜 필요하게 되었는지는 알 수 없지만 이 문서에서는 익스플로잇을 위해 메모리릭과 페이크객체가 필요하다고 하고, 각각을 addrof, fakeobj라고 줄여 부른다고 약속합니다


Prerequisites: Int64

지금까지 알아본 바로는 제목에 나와있듯이 Int64라는 형을 어떻게 표현해야 할지 궁금합니다

왜냐면 Int형을 저장할 땐 FFFF 태그를 붙이고 그 외에 48비트로는 Int64형이라고 할 수 없기 때문이죠

8바이트를 풀로 사용하는 데이터형은 지금까지는 Float형밖에 없었습니다

하지만 이 문서에서 [17]로 링크한 ECMA 표준을보면 표준상으로는 모든 숫자가 float이라고 합니다. 하지만 실제로 구현된 JS 엔진들은 성능상의 문제로 32비트 int형을 별도로 만들어 사용한다고 하고, 필요할 때 이를 float형으로 바꿔 사용한다고합니다(32비트 안에서 표현이 불가능할때)

자바스크립트 데이터 타입은 원래 64비트 정수의 표현이 불가능하기 때문에, JSC에서는 이를 위해 별도의 모듈을 구현해 사용한다고 합니다. 그것이 Int64라고 불리구요(이 설명은 맞지 않습니다 fakeobj를 할때 알았는데 int64는 문서를 쓴사람이 임의로 만든것 같습니다 https://github.com/saelo/jscpwn/  여기서 받아서 쓰면되고, 실행은 ./jsc utils.js Int64.js fakeobj.js로 하면됩니다)


Int64는 제가 보기에는 Object의 형태로 사용이 되는것으로 보이고 아래와 같은 특징을 가집니다

  • (String, Number, Byte) -> Int64로의 형변환이 가능합니다
  • Int64의 덧셈과 뺄셈이 가능하고 assignXXX 메소드를 이용한다는데 assignAdd와 assignSub입니다
  • Add와 Sub의 함수의 리턴값으로 새로운 오브젝트를 만들 수 있다고 합니다

아 여기까지 보면은 Int64 인스턴스를 만들어서

Int64 my_var = Int64("123948120830"), 즉 String을 이용한 초기화가 가능하고

my_var.assignXXX(123123) // 이렇게 사용된다는 거 같네요

그리고

Int64 new_var = Add(my_var, 123) // 이런식으로 사용된다는게 지금까지 세개 특징의 의미입니다


그리고 마지막 특징으로는 Double과 Int64간의 형변환이 가능하다는것을 들었습니다

이거는 뭐 원래 double이 64비트를 풀로 이용하니 어려울 게 없는 특징입니다

변환하는 방법은 Int64("12341234").asDouble() 입니다




addrof and fakeobj

이 두가지 요소 모두 JSC가 double 배열을 저장할 때 NaN-Boxing 표현방식에 구애받지 않는다는점을 이용한다고 합니다

double은 사실 0001-fffe, 즉 태그가 0이나 ffff가 아닌 모든 것이기 때문에 규칙이 있다고 보기는 어렵죠. 그런 말을 하는 것 같습니다

즉, 우리가 double 배열을 사용하면은 결국 JSValue(Nan-Boxed value)를 사용하는 것과 똑같아서 편해진다 이런 말을 하는것 같습니다


그다음에 메모리릭을 하는 방법에 대해 설명을 하는데

[메모리릭]

1. double 배열을 생성한다. 내부적으로는 ArrayWithDouble이라는 타입을 가진 array가 생성이 된다

2. The Bug 섹션에서 했던대로 valueOf를 이용해서 아래와 같은 오브젝트를 생성한다

2-1. 1에서 만든 배열을 shrink시킨다(shrink시킬때 threshold보다 높게 하면 reallocate되는 것 다시 기억)

2-2. 우리가 주소를 알고자 하는 객체만 포함하고 있는 배열을 생성한다. 이 배열은 2-1에서 reallocate된 배열의 바로 뒤에 위치할 것이다(왜냐하면 butterfly들이 저장된 copied space들은 할당이 선형으로 이뤄지기 때문에, 섹션 3 힙에서 언급되는 내용입니다)

2-3. valueOf에서 return할때 어레이의 새 사이즈(The Bug에서는 a.length=0, return 10; 했음)보다 큰 값을 리턴한다

3. slice를 2에서 만든 오브젝트를 인자로해서 호출하라는데 그냥 a.slice({valueOf:~~}); 하란 뜻이다


이렇게 보고 쓰고 나니까 이제 메모리릭이 어떻게 이뤄지는지 알겠습니다 제일 중요한것은 butterfly들은 copied space에 저장된단 내용인데, 섹션 3에서 한번 중요하다고 언급을 이미 한 내용입니다. 섹션3은 그냥 휙휙 읽으면 되는 섹션이기때문에 따로 블로그에 정리하진 않았습니다


우선은 위에 있는 스텝대로 그대로 해봤습니다





그다음에 값을 보고 메모리를 검사해본 화면입니다

 


보면은 b에 들어가있는 0xcd80cd80, 즉 b가 갖고있는 값 자체가 실제로 출력이 됐고

array 타입 자체가 float형이기 때문에 number가 float형으로 저장된 것 같습니다

그러면 한번 array의 주소도 출력이 되는지 확인 해보겠습니다


오옹홍~

메모리상에서는 출력이 됐고


print()에서도 아주 잘 출력이 돼있었습니다

이걸로 봤을 때 우리가 릭한 값은 slice의 결과 값의 인덱스 3번에 있습니다(0부터 셌을 때

그래서 문서에서 함수로 구현해둔것을 보면


이렇게 array를 만들고 a.slice로 리턴된것의 3번째 인덱스를 리턴하고 있습니다


===================================================


자 그러면 이제 addrof는 완벽하게 이해를 했습니다

addrof를 이해하기위해 가장 중요한것은 섹션 2. The Bug에서 얘기했던 shrink와 allocate,

그리고 섹션 3에서 얘기한 copied space에 butterfly들이 할당된단점과 butterfly들은 선형으로 할당된단점

이렇게 총 네가지만 제대로 이해하고 있으면 되는 것 같습니다



다음으로 fakeobj를 봅시다

fakeobj는 반대로 JSObject포인터를 직접 만드는 거라고 합니다

문서에서 설명한 순서를 먼저 보면


1. 오브젝트들의 배열을 생성함(0000태그, 아마도?), 이 어레이는 ArrayWithContiguous라는 타입을 갖는 배열임

2. 마찬가지로 valueOf를 이용해서 아래와 같은 오브젝트를 만듬

2-1. reallocate를 위한 shrinking

2-2. double 배열을 생성하는데, 우리가 조작하고자하는 JSObject의 비트 패턴과 일치하도록 만든다고 하는데 이건 무슨 뜻일까?

2-3. a.slice로 리턴되는 배열의 length를 조작하기 위해 return 0이상


사실 addrof는 이렇게 쓰고나서 바로 이해를 하고 디버깅으로 확인만해봤는데

fakeobj는 썼는데 무슨뜻인지 하나도 모르겠습니다

디버깅을 해서 이해해보도록 하겠습니다


테스트코드는 프랙문서에 있는 fakeobj() 함수에 디버깅 브포를 위한 print만 붙였습니다



우선 맨처음 print(a)에서 메모리를 보면

예상한대로 나옵니다



아 근데 여기서 더 해봤는데 크래쉬가 자꾸나서 일단 오늘은 여기까지

fakeobj는 지금까지 이해한 바로는, 오브젝트의 배열을 만들고, 그 배열에 우리가 원하는 아무 주소나 써서(문서 작성자의 익스에서는 특정 배열+16의 주소) 그 주소를 오브젝트로써 접근해서 arbitrary write가 가능하게 하는 걸로 보임

그래서 addrof = arbitrary read

fakeobj = arbitrary write

addrof + fakeobj = pwn!



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