CVE-2017-8620:Windows Search远程代码执行漏洞简单分析及流量侧检测防御思

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CVE-2017-8620:Windows Search远程代码执行漏洞简单分析及流量侧检测防御思路漏洞描述[table][tr][td]
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Windows搜索服务（WSS）是windows的一项默认启用的基本服务。允许用户在多个Windows服务和客户端之间进行搜索。
Windows搜索处理内存中的对象时，存在远程执行代码漏洞，成功利用此漏洞的攻击者可以控制受影响的系统。虽然漏洞与SMB协议本身无关，但攻击者可SMB目标作为攻击媒介，因此该漏洞面临着与Wannacry类似的大规模利用风险。CNVD对该漏洞的技术评级为“高危”。信息搜集

• 漏洞文件：tquery.dll
  
• 漏洞函数：CRegXpr::CRegXpr()数据对象：一个CPropertyRestriction结构
  

漏洞原理分析背景知识

• Windows Search
  
• MS-CIFSMS-SMB
  因为是Windows Search的一个漏洞，需要对Windows Search具备一定的了解，此漏洞使用的SMB的途径，所以也要对SMB有一定的了解。
  

[table][tr][td]
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Windows Search是一个桌面搜索平台，具备对大多数常见文件类型和数据类型的即时搜索功能。 其主要组件是WSearch Windows服务，它负责索引、组织和提取有关本地文件系统的信息。 此外，它还实现了Generic Search Service（GSS），可以为搜索查询提供结果所需的后端功能。客户端使用Windows Search Protocol（WSP）向托管GSS的服务器发出查询。 WSP依赖于服务器消息块（SMB）命名管道协议进行消息传输和身份验证。Windows Search Protocol使用WSP的最小搜索查询可能类似于以下流程：[table][tr][td]
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[ Client ] --------------------> [ Server ] - CPMConnectIn
[ Client ]  [ Server ] - CPMCreateQueryIn
[ Client ]  [ Server ] - CPMSetBindingsIn request
[ Client ]  [ Server ] - CPMGetRowsIn
[ Client ]  [ Server ] - CPMGetFreeCursorIn
[ Client ]  [ Server ] - CPMDisconnectCPMConnectIn消息开始客户端和服务器之间的会话，CPMCreateQueryIn包含规范并创建新查询，CPMSetBindingsIn指定如何在CPMGetRowsOut中构建搜索结果，CPMGetRowsIn从查询中请求数据行。
所有的WSP消息以一个16字节的头部开始，其结构如下：[table][tr][td]
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6[/td][td]
Offset Size (bytes) Field
--------------------------------------------
0x00 0x4 _msg
0x04 0x4 _status
0x08 0x4 _ulChecksum
0x0c 0x4 _ulReserved2_msg字段标识标头部后面的消息类型，_status字段包含所请求操作的状态并由服务器填充，_ulChecksum包含从_ulReserved2字段后面开始的消息的校验和。跟本漏洞相关的是CPMCreateQueryIn消息，故本文暂且重点关注该消息。 此消息创建一个新的搜索查询，并具有以下结构：[table][tr][td]
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Offset Size (bytes) Field
--------------------------------------------------------------------
0x00                             0x4         Size
0x04                             0x1         CColumnSetPresent
0x05                             0x3         paddingCColumnSet
0x08                             var (w)     ColumnSet
0x08 + w                         0x1         CRestrictionPresent
0x09 + w                         var (x)     RestrictionArray
0x09 + w + x                     0x1         CSortSetPresent
0x0a + w + x                     0x3         paddingCCortSet
0x0d + w + x                     var (y)     SortSet
0x0d + w + x + y                 0x1         CCategorizationSetPresent
0x0e + w + x + y                 0x3         paddingCCategorizationSet
0x11 + w + x + y                 var (z)     CCategorizationSet
0x11 + w + x + y + z             0x14         RowSetProperties
0x25 + w + x + y + z             var (m)     PidMapper
0x25 + w + x + y + z + m         var (n)     GroupArray
0x25 + w + x + y + z + m + n     0x4         Lcid从上面的结构中可以看出，有很多字段数值大小不是固定的，这对后续的流量监测可能造成很大困难。
在上面的结构中，需要重点关注的字段是CRestrictionPresent和RestrictionArray。 前者标识了RestrictionArray字段是否存在，后者包含描述查询命令树的CRestrictionArray结构。 命令树是为搜索查询指定的限制和排序顺序的组合。 CRestrictionArray具有以下结构：[table][tr][td]
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Offset   Size(bytes)  Field
-------------------------------------------
0x00     0x1         count
0x01     0x1         isPresent
0x02     0x3         padding
0x05     var         RestrictionisPresent字段标识Restriction字段是否存在且Restriction字段是否包含CRestriction结构。 CRestriction在查询命令树中包含限制节点，并具有以下格式：[table][tr][td]
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Offset   Size(bytes) Field
------------------------------------------
0x00     0x4         ulType
0x04     0x4         Weight
0x08     var         RestrictionulType标识Restriction字段中存在的限制结构的类型。 此漏洞涉及具有指定CPropertyRestriction的ulType为RTProperty（0x5）的CRestrictions。 某些CRestriction类型可以包含嵌套的CRestrictions，形成一个限制树; 因此，CPropertyRestriction可以嵌入以下任何限制中：

• RTAnd (0x1), Restriction contains a CNodeRestriction structure
  
• RTOr (0x2), Restriction contains a CNodeRestriction structure
  
• RTNot (0x3), Restriction contains a CRestriction structure
  
• RTProximity (0x6), Restriction contains a CNodeRestriction structure
  
• RTVector (0x7), Restriction contains a CVectorRestriction structure
  
• RTCoerce_Add (0xA), Restriction contains a CCoercionRestriction structure
  
• RTCoerce_Multiply (0xB), Restriction contains a CCoercionRestriction structure
  
• RTCoerce_Absolute (0xC), Restriction contains a CCoercionRestriction structureRTPhrase (0x00FFFFFD), Restriction contains a CNodeRestriction structure
  

上述列表中的限制具有以下结构：[table][tr][td]
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CNodeRestriction:
Offset     Size（bytes)     Field
----------------------------------------------------------------
0x00         0x4             cNode (number of structures in paNode)
0x04         var             paNode (array of CRestriction structures)

CVectorRestriction:
Offset     Size (bytes)     Field
------------------------------------------------------------
0x00         var (n)         pres (CNodeRestriction structure)
0x00 + n     0x3             padding
0x03         0x4             ulRankMethod


CCoercionRestriction:
Offset     Size (bytes)         Field
-------------------------------------------------------
0x00         0x4                 flValue
0x04         var                 childRes (CRestriction structure)带注释的字段可以包含更多限制，这些限制也可以包含嵌套限制，从而形成树。 CPropertyRestriction结构包含从每一行获取的属性，比较运算符和常量。 对于每一行，将行中特定属性返回的值与常量进行比较，以确定它是否具有指定的关系。 此限制具有以下结构：[table][tr][td]
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Offset     Size (bytes)         Field
------------------------------------------
0x00         0x4                 relop
0x04         var (m)             Property
0x04 + m     var (n)             prval
0x04 + m + n 0x3                 padding
0x07 + m + n 0x4                 lcidrelop字段标识比较的类型，例如， 大于，小于，正则表达式等。属性字段标识要匹配的属性，而prval字段指定与属性相关的值。 prval字段包含一个CBaseStorageVariant项，它具有以下结构：[table][tr][td]
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Offset     Size (bytes)     Field
------------------------------------------
0x00         0x2             vType
0x02         0x1             vData1
0x03         0x1             vData2
0x04         var             vValuevType字段标识存储在vValue中的值的类型。 此漏洞涉及VT_LPWSTR vType，该vType用于存储以null结尾的Unicode字符串。漏洞流程当服务器收到CPMCreateQueryIn消息时，它会解析RestrictionArray并为每个限制实例化相关对象。如果服务解析ulType为0x5的CRestriction，对应于CPropertyRestriction，则解组prval字段并实例化CBaseStorageVariant对象。如果CPropertyRestriction的relop字段与0x6匹配，表示正则表达式比较，则服务开始将正则表达式解析为确定性有限自动机（DFA）。
但是，在解析正则表达式之前，服务无法验证CBaseStorageVariant对象的类型是否为VT_LPWSTR，这是一个以null结尾的Unicode字符串。如果类型不是VT_LPWSTR，则会发生类型混淆。
远程未经身份验证的攻击者可以通过向目标服务器发送恶意CPMCreateQueryIn消息来利用这些漏洞。成功利用可能会导致在SYSTEM上下文中的目标服务器上执行远程代码。
需要注意，SMB和WSP中的所有多字节整数都以little-endian字节顺序存储漏洞触发代码[table][tr][td]
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使用的dll版本为7.0.7601.23861CPropertyRestriction::CPropertyRestriction(long, class PDeSerStream &):[table][tr][td]
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.text:6EC88B61 push ebx ; struct PDeSerStream *
.text:6EC88B62 lea ecx, [ebp+var_20]
.text:6EC88B65 call ??0CStorageVariant... ; unmarshall prval
.text:6EC88B6A push eax
.text:6EC88B6B mov ecx, edi
.text:6EC88B6D mov byte ptr [ebp+var_4], 3
.text:6EC88B71 call ??4CStorageVariant... ; CStorageVariant::operator=Parse(const struct CRestriction , struct CTimeLimit ):[table][tr][td]
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14[/td][td]
.text:6ED350B3 cmp eax, 6 ; eax contains relop, check if relop indicates regexp
.text:6ED350B6 jnz short loc_6ED350DE
.text:6ED350B8 push 40h ; unsigned int
.text:6ED350BA call ?ciNew@@YGPAXI@Z ; ciNew(uint)
.text:6ED350BF mov [ebp+arg_0], eax
.text:6ED350C2 mov ecx, [esi+14h]
.text:6ED350C5 mov edx, [esi+10h]
.text:6ED350C8 push ecx
.text:6ED350C9 push edx
.text:6ED350CA push [ebp+arg_4]
.text:6ED350CD mov ecx, eax
.text:6ED350CF push esi
.text:6ED350D0 mov byte ptr [ebp+var_4], 7
.text:6ED350D4 call ??0CRegXpr@@QA... ; CRegXpr(), 解析正则表达式CRegXpr::CRegXpr(class CInternalPropertyRestriction *, class CTimeLimit &, unsigned long, unsigned long):[table][tr][td]
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11[/td][td]
.text:6ED37ABC push 0A8h ; unsigned int
.text:6ED37AC1 call ?ciNew@@YGPAXI@Z ; ciNew(uint)
.text:6ED37AC6 mov [ebp+var_7C], eax
.text:6ED37AC9 push [ebp+var_78] ; int
.text:6ED37ACC mov ecx, [esi+20h]
.text:6ED37ACF push 0 ; int
.text:6ED37AD1 push [ebp+arg_4] ; int
.text:6ED37AD4 mov byte ptr [ebp+var_4], 6
.text:6ED37AD8 push ecx ; unsigned __int16 *
.text:6ED37AD9 mov ecx, eax
.text:6ED37ADB call ??0CDFA@@Q... ; CDFA::CDFA(), 不检测类型就直接解析vValueCNFA::CNFA(unsigned __int16 *, int, int):[table][tr][td]
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5[/td][td]
.text:6AF2781E mov dx, [eax] ; eax指向VT_LPWSTR data
.text:6AF27821 inc eax
.text:6AF27822 inc eax
.text:6AF27823 cmp dx, di
.text:6AF27826 jnz short loc_6AF2781E漏洞触发流<ul type="1" class="litype_1">The attacker sends a NEGOTIATE request to the target server:
[ Attacker ] --------------------> [ Target ]The server responds:
[ Attacker ]  [ Target ]The server responds:
[ Attacker ]  [ Target ]The server responds:
[ Attacker ]  [ Target ]The server responds:
[ Attacker ]  [ Target ]The server responds:
[ Attacker ]  [ Target ]The server responds with a CPMConnectOut message:
[ Attacker ]  [ Target ]The server responds with a CPMCreateQueryOut message:
[ Attacker ]