Fuzzing in Word溢出分析和利用

本文已经发表在《黑客防线》2007年7月刊。作者及《黑客防线》保留版权，转载请注明原始出处。

适合读者：溢出爱好者
前置知识：汇编语言、缓冲区溢出基本原理
Fuzzing in Word溢出分析和利用
文/图 gyzy[江苏大学信息安全系&EST]
  从03年到07年，Office连续曝出了一系列的漏洞，也就是从那时起，人们逐渐将目光从远程服务溢出转向了客户端程序的溢出，现在milw0rm上平均每公布的10个溢出的POC代码有8个都是客户端程序的溢出，其中甚至不乏杀毒软件这样的“安全产品”。Word作为Microsoft Office系列产品中的主打产品，其安全性成了众多安全研究者关注的焦点，从一开始的宏病毒发展到现在的溢出、对象指针漏洞，其危害性越来越大，许多企业的机密信息的泄露源也许就是员工收到的一封Email中夹带的附件。微软现在发布的安全公告也是越来越简洁明了了，例如对本文所要探究的MS06-027，微软对其的描述只有以下寥寥几句：
Microsoft 安全公告 MS06-027
Microsoft Word 中的漏洞可能允许远程执行代码 (917336)
Microsoft Word 格式错误的对象指针漏洞 - CVE-2006-2492
这给漏洞研究者重现漏洞带来了很大的难度，本文就以MS06-027为例，如何利用手头上的一些资料来构造此类漏洞的POC，也给挖掘此类漏洞的研究者提供一些思路上的提示。

踩点
单从微软的描述恐怕永远也构造不出样本，所以还是得依靠搜索引擎来获得关于此漏洞的一些信息，在Google中以MS 06 027为关键字进行搜索，就能搜出很多条目，但大多数都只是微软公告的盗版，但我在绿盟的网站上还是找到了关于06027的一些资料，虽然很少，但很关键：
2006-06-13 Microsoft Word畸形对象指针内存破坏漏洞（MS06-027）
NSFOUCS ID: 8842
综述:
  Microsoft Word打开Word文件时在处理smarttags对象指针存在漏洞，远程攻击者可能利用此漏洞通过诱骗用户打开恶意DOC文件在用户机器上执行任意指令。
危害:
  远程攻击者可能利用此漏洞通过诱骗用户打开恶意DOC文件在用户机器上执行任意指令
从这个公告中可以知道触发这个漏洞的关键就是smarttags，那么究竟什么是smarttags呢？在MSDN上我搜索到了如下信息，如图1：
 

图片：1.JPG

 图1
为了照顾E文不好的兄弟，我就献丑翻译一下，大意就是说Word能智能识别文档中的一些人名例如(Outlook中的联系人)或者地名，然后自动弹出一个标签，可以方便用户给对方发电子邮件或者作一些处理。第一步就是要构造出一个包含Smarttags的Word文档，新建一个空白的Word文档，然后输入:John Smith，然后回车，John Smith下面就会出现紫色的虚线，这个时候保存出来的文档就包含了Smarttags,如果没有出现，可以点击工具菜单中的自动更正选项，里面有个智能标记标签，复选所有人名有关的就可以了，Word默认就会将Smarttags保存在Word文档里面，如图2：
 

图片：2.JPG

 图2
到此，POC的构造已经完成了20%，从现有的信息我们仅仅知道Word在处理Smarttags对象上存在问题，但究竟是什么问题我们一无所知，但基本可以肯定的不是简单的栈溢出。这时，本文的主题fuzzing就开始发挥作用了。

Fuzz
何为fuzz？根据笔者肤浅的理解就是一种黑盒测试的方法，通过给应用程序提交畸形的参数来观察应用程序的反应。一些协议fuzzer相对来说容易实现一点，对于文件格式来说，不是所有的格式都适合去fuzz,而且在技巧上也更为讲究，填充什么东西，每次填充多少字节，从什么地方开始，都是很值得研究的东西。Word是一种复合的二进制文档，其文档格式是比较适合fuzz的。在这之前，需要对Word文档格式有一个宏观的了解，一个Word文档是由一个头，和无数个Sector组成的，OpenOffice上有一个专门介绍复合文档格式的资料，有兴趣的读者可以看一下。Word里面对象有两种要么是Storage，要么是Stream,前者就相当于文件夹，后者就相当于文件，可能这样比较容易理解一些。WordDocument流是以一个FIB(FiIe Information Block）开头的，记录了Word文档里面保存的对象。一开始，我是这样考虑的，既然是Smarttags对象畸形指针漏洞，那就应该fuzz保存在1Table流中的Smarttags对象，下面是我fuzzing代码，写的比较粗糙，

for ( DWORD offset = 0x2ab0 ; offset < 0x3400 ; offset+=4)
{
//从0x2ab0开始fuzz，步进4字节
//将文件内容拷贝到ccl中，ccl是申请的一片内存空间
  memcpy(ccl,content,filesize);

//每次修改4字节
  for( int x =0 ; x<4 ;x++)
  ccl[offset+x]=0xEE;

  //写出修改后的文件
  memset(name,0,20);
  sprintf(name,"%d.doc",count);
  hccl = CreateFile(name,GENERIC_WRITE,0, NULL,CREATE_ALWAYS,0,NULL);
  WriteFile(hccl, (LPCVOID)ccl,filesize,&dwWritten,NULL);
  CloseHandle(hccl);

  count++;
}

第一次fuzz生成了103个doc，一个个打开看看，反正不是太多，-_-!当打开到103个的时候，Word终于崩溃了,如图3:

 

图片：3.JPG

 图3
可惜是个内存违规访问，基本是UnExploitable那一类的。看来再往下fuzz也不是明智的选择，只能扩大fuzz的范围了，事实证明了我后来的猜想是正确的。下面fuzz的过程我就不再赘述了，直接给出答案：应该fuzz WordDocument这个流，从0x632开始的四个字节改成0xEE后，Word就会崩溃，如图4和5

 

图片：4.JPG

图4

 

图片：5.JPG

 图5

尝试利用
呵呵，颇有点“千里之堤，溃于蚁穴”的味道，如此庞大的一个应用程序居然修改了4个字节之后就崩溃了。301AC0F9处的CALL DWORD PTR DS:[ECX+14]的内存违规访问导致了Word的崩溃，假如我们可以控制ECX寄存器的话，那不就可以执行我们的Shellcode了吗？！这儿从OD中看似乎ECX寄存器是不可控制的，是一个随机数，为此我也郁闷了很久，后来使用Softice调试以后才发现ecx是可控的。Ecx是通过eax寻址的，看看Softice下eax指向的是0x125AA8,D eax一下，看看eax指向的内容，如图6：
 

图片：6.JPG

图6

可以发现这时候0x125AA8周围的内容都是来自Word文档的内容，大家可以对比图7中Word文档的内容，0x125AA8此时是0x00000000，肯定会引起崩溃，怎样去控制Ecx寄存器呢，可以在0x125AA8处填充0x125AA8这个地址，0x125AA8+0x14 = 0x125ABC在CALL DWORD PTR DS:[ECX+14]之后EIP就跳到了0x125ABC所指向的地址，而此时堆栈中的内容是我们可以控制的,

如图7

 

图片：7.JPG

图7
在填充了四个0x125AA8之后，EIP跳回了00125AA8，由于00125AA8是Nop-Like指令，所以顺利跳入了我们的Shellcode，如图8:

 

图片：8.JPG

图8

总结
考虑到这类漏洞的危害性，利用程序就不公布了，有兴趣的读者可以在样本的基础上自行修改，我想也不是什么难事。可以给大家一些思路上的提示，由于WordDocument流中不可能放入大的Shellcode，也许会破坏Word文档的结构，所以只能采取Egg-Hunt的方法，就是小Shellcode找大Shellcode，复杂的功能可以放在大Shellcode中实现。看到WinWord.exe的CPU占用率变成了100%，心中的一块巨石也算落地了，对MS06-027的调试前后经历了一个多星期，主要介绍了在没有POC的情况下如何利用的一些已公开的漏洞的方法和心得，并给了相关实例，希望对感兴趣的朋友能起到抛砖引玉的作用。我的博客http://www.gyzy.org以后会陆续放出一些微软漏洞的Poc代码，感兴趣的读者可以关注一下。
文章也写的比较仓促，错误疏漏在所难免，敬请广大读者指正，有任何问题来我的博客留言:http://www.gyzy.org
（文中所涉及的程序码，请到黑防官方网站下载，详细地址请看公共论坛置顶帖）

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嗯，学习中