Codegate 2014 - Bug Hunting Challenge [Track0]

Bug Hunting Challenge
임정원, 현성원
2014.04.03
CODEGATE 2014 - Track 1
심준보(멘토), 임정원, 최재승, 현성원

PPT
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 발표 시간 이후엔 CODEGATE 공식 웹사이트!
http://cloud.sweetchip.kr/codegate/

목차
 소개
 프로젝트
 프로젝트 소개
 프로젝트 목표
 프로젝트 진행방법
 작성한 구조
 발견한 Crash 구조
 분석
 결론

프로젝트 팀원 소개
 심준보 (passket)
 BOB 2기 멘토
 BlackPerl Security 연구원
 현성원 (sweetchip)
 세종대학교 정보보호학과
 HackerSchool - Wiseguys
심준보, 임정원, 최재승, 현성원
 임정원 (setuid0)
 선린 인터넷 고등학교
 CodeRed 소속
 최재승
 서울대학교 정보보안 연구 동아
리 Guardian 소속
 CTF팀 Alternatives 소속

프로젝트 소개
 프로젝트 명 : 국내외 소프트웨어의 0-day 취약점 발견 및 연구
 기간 : BOB 2기 경연단계 (1월 ~ 2월 28일)
 목표 : IE, Chrome, Java, Flash 등 세계적으로 많이 사용되는 프로그램의 취약
점 발견
 목적 : 비교적 국내 프로그램보다 매우 높은 보안 수준을 가진 프로그램의 취
약점을 발견할 수 있는 능력과 경험

프로젝트 진행 방법
 프로젝트 진행 방법
 처음 프로젝트 계획 당시 브라우저의 경우 UAF 취약점을 발견을 목표로 함.
 UAF 버그가 발생하는 원리를 공부하기 위하여 프로젝트 이전에 발표되었던 Internet
Explorer의 UAF 취약점 Proof Of Concept Code를 다시 분석하고 보고서를 작성.
 브라우저를 공격할 수 있는 방법을 배우기 위하여 오류를 유발할 만한 코드를 손으로 직
접 작성.

DOM
 단순히 DOM Tree 구조를 복잡하게 한 뒤, 구조를 바꾸는 과정에서 발생하는
버그가 여전히 보고되는 것을 확인.
 잘 알려지지 않고 DOM Tree 구조에 영향을 줄 수 있는 함수 탐색.
 DOM 트리 구조가 삭제될 때 하위 Element들을 모두 삭제하는 함수에서 중
복 삭제 오류가 있을 것으로 추측.
 Element들의 상속 구조를 순환하도록 제작 하여 use-after-free 또는 double-
free 류의 버그가 발생할 수 있을 것으로 추측.

Event Handler
 HTML 파일에서 복잡한 구조의 Element들을 생성
 생성한 복잡한 구조에 있는 값을 참조할 만한 이벤트 핸들러를 다수 등록
 이벤트 핸들러에는 구조를 바꾸거나 삭제하는 등 구조에 직접적인 영향을 주도록 한다.
 참조할 만한 이벤트 핸들러 외에도 트리 구조가 바뀔 때 발생하는 이벤트, etc
 등록된 이벤트 핸들러가 작동 될 수 있도록 이벤트를 트리거 시킨다.
 Example : DOMNodeInserted, etc . . .

WebWorker
 웹 브라우저의 JavaScript 엔진은 Race-Condition 취약점이 발생하지 않도록
싱글 쓰레드로 동작하지만 최신 기술인 web worker로 쓰레드를 추가로 생
성하여 작업을 시킬 수 있다.
 DOM은 멀티 쓰레드에 적합하게 설계되지 않았기 때문에 여러 쓰레드를 생
성하고 DOM Tree에 변화를 주는 등 다양한 방법을 이용하여 접근하면 취약
점을 발견할 수 있을 것이라고 기대하고 접근하였다.

Html5
 최근 Pwn2Own 대회에서 공격된 Mozilla FireFox에서 IndexedDB의 IDBkey
취약점이 발견되었음.
 최근에 개발되어 비교적 예전부터 있던 기능보다 안정성 검증이 부족할 것으
로 추정되는 html5에서 새롭게 추가된 기능들을 이용하면 취약점을 찾을 수
있을 것으로 기대.
 Example : IndexedDB, Canvas, LocalStorage, etc . . .

Iframe
 Iframe의 하위접근이 가능하다는 점을 확인.
 A, B라는 html이 있다면 A.html에 다수의 컨텐츠를 삽입.
 일정 주기마다 html 요소 전체에 대해 select() 함수를 호출.
 B.html에서 A.html을 로딩하는 Iframe 태그 삽입.
 B.html에서 A.html에 있는 document 전체를 unselect() method를 호출.

Stack Overflow
 프로젝트 중 발견된 Crash
 Document Body에 Element 상속 반복
 Exploitable 하지 않은 Crash로 잠정 결론

Use-After-Free

Use-After-Free
 취약점 발견 아이디어
 프로젝트 기간 중 나온 iframe 아이디어를 적용하여 UAF 로 추정되는 Crash를
발견
 취약점이 발생하는 원인
 부모 문서에서 iframe의 DOM tree를 접근할 수 있다는 점을 이용.
 DOM 트리가 삭제될 때 DOM 트리에는 다양한 객체들이 올 수 있음
 부모 문서에서 iframe에 접근하면서 iframe 내부에서는 selectAll 함수를 이용하
여 삭제 과정을 혼란을 주면 삭제할 객체 목록에 잘못된 객체가 들어감

Use-After-Free
 취약점 트리거 방법
 다른 페이지로 이동할 때 브라우저는 DOM의 모든 객체를 삭제한다.
 그 과정에서 모든 Element를 참조하게 되는데 그 순간 Free된 객체의
vtable을 참조하게 되어서 크래시가 발생한다.

분석
 Windbg Script를 이용하여 Memory의 Allocate와 Free 상황을 모니터링
 jscript9.dll의 math 함수에 브레이크 포인트를 설정.
 javascript 코드에서 math 함수를 사용하여 어느 부분에서 Crash가 발생하
는지 알 수 있음.
 Example
 bu jscript9!Js::Math::Atan2 ".printf "%mu", poi(poi(esp+14)+c);.echo;g“ // windbg script
 bu101 ntdll!RtlFreeHeap "j (poi(esp+c)!=0) '.printf "free(0x%p) from (%p)", poi(esp+c), poi(esp); .echo; g'; 'g';
 #####################################################################################
 Math.atan2(0xbadc0de,"LOG : going to call setInterval()"); // javascript code
 Math.atan2(0xbadc0de,"LOG : finshed loading another page");

Ms14-010

프로젝트 결론
 프로젝트 기간 중 진행 한 과정
 windbg를 이용하여 PageHeap을 설정하고 Free된 메모리의 크기를 조사한다.
 Free된 크기만큼 다시 문자열 또는 페이로드를 할당.
 조작된 vtable를 참조하게 되어서 흐름 변경 가능.
 완전한 Exploit을 위해선
 적용된 SandBox 를 깰 수 있는 취약점 1개와 ASLR을 우회할 수 있는 Information Leak
이 가능한 취약점 1건이 추가로 필요.

프로젝트 결론
 프로젝트 기간 중 진행 한 과정
 [사진] 조작된 Vtable 을 참조한 사진

프로젝트 결론
 DEMO (EIP CONTROL)

프로젝트 결론
 프로젝트 결과
 IE, Chrome, Firefox, Safari 에 대한 Stack Overflow, Access violation 유발 Bug 발견
 IE11에 대한 Use-After-Free Bug 발견
 버그를 이용하여 EIP Control을 하는 Proof of concept Code 작성 성공.
 프로젝트 기간 중 발견한 Internet Explorer 11 취약점 분석 보고서 작성 완료

프로젝트 결론
 프로젝트 결과
 현재 EIP 컨트롤 POC코드로는 Remote Code Execution이 불가능 하다.
 ASLR에 의하여 exploit 성공률이 현저하게 떨어진다.
 Sandbox 우회를 위한 Sandbox Escape 취약점 1개가 추가 적으로 필요하다.
 위를 보완할 경우 실제 사이버 공격에 이용 할 수 있는 무기 형태로 만들 수 있다.

프로젝트 결론
 결론
 프로젝트를 진행하면서 실제로 브라우저의 취약점을 발견 해볼 수 있었음.
 브라우저에서 오작동을 발생 시킬 수 있을 만한 코드를 작성 할 능력을 기를 수 있는 기
회가 되었음.

CodeGate 2014 - Track 1
감사합니다.

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