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CVE-2022-21198 Intel SMM 漏洞分析
背景
2022年10月下旬，我参加了Intel的Circuit Breaker项目。该项目是Intel发起的漏洞奖励计划，在签署了一系列协议之后我终于拿到了代码。第一次拿到Intel的UEFI代码还是有点小激动的，有些模块在IDA里看过很多遍，但是当真正看到代码的时候还是有种既熟悉又陌生的感觉。
大概一周后，我在一个SMI处理程序中发现了一处TOCTOU漏洞，配合DMA攻击能够读写SMRAM并将权限提升到系统管理模式(SMM)。在上报该漏洞后，Intel认为该问题与内部审计的漏洞(CVE-2022-21198) 相同。从Intel 2022年11月份的安全公告 Intel-sa-00688和安全更新情况来看，他们可能提前就知道这个漏洞了，很遗憾这次无缘奖金。
Intel给CVE-2022-21198的评分为7.9分，属于高危漏洞，但在公告里一笔带过。因此，本文主要聊一聊漏洞的细节，以及Intel是如何修复的。
由于NDA的缘故，源码就不进行展示了。这里用IDA的伪代码进行替代，这份代码相信许多看官手里也都有。
漏洞
该漏洞位于SpiSmmStub的一处SMI handler中。
深入ChildSwSmiHandler分析：
处理程序调用 SmmIsBufferOutsideSmmValid来检查攻击者控制的 CommBuffer指针是否与SMRAM重叠，以避免SMI处理程序读/写它自己的地址空间。然后分配一块内存，把CommBuffer复制到安全的内存上，避免TOCTOU攻击。一切都是标准的中规中矩的操作，到目前为止，一切都很好。
真正有问题的部分在这里。在完成某个具体的功能的时候，比如SPI_FUNCTION_FLASH_READ处理函数从安全内存中取参数，调用Interface+n执行具体操作，在操作完成后还需要把结果返回给调用者，也就是放回到CommBuffer中。
而如上图所示，在返回的数据结构的构造中，数据长度、嵌套指针的值等等这些都没有从安全内存中获取，而是从攻击者可控的CommBuffer中重新获取，这也为攻击者提供了TOCTOU利用的机会。比如上面这个代码片段，CopyMem的目的地址和长度都是攻击者可控的，尽管前面有检查，但是在这里仍然留下了很长的时间窗口可以让攻击者利用DMA攻击修改这些值。
而整个ChildSwSmiHandler的代码风格都是类似的，这也导致了许多功能处理都有一样的问题。
SPI_FUNCTION_FLASH_READSPI_FUNCTION_FLASH_READ_SFDPSPI_FUNCTION_FLASH_READ_JEDEC_IDSPI_FUNCTION_FLASH_READ_STATUSSPI_FUNCTION_GET_REGION_ADDRESSSPI_FUNCTION_READ_PCH_SOFTSTRAPSPI_FUNCTION_READ_CPU_SOFTSTRAP
整个漏洞的情况大致如此，并不复杂。
POC
由于我并没有PCILeech之类的可以做DMA attack的东西，只能把代码拿出来用线程来构造竞争条件模拟一下，所以就不拿来献丑了。
修复方案
再来看看Intel的补丁。
Intel的修复方案也很简单，在从Commbuffer复制到安全内存和从安全内存复制到Commbuffer动作之后多加了一个修复嵌套指针的操作。
简单地说，SMI handler不再直接使用外部提供的嵌套指针了。这个函数根据不同功能号重新构造内部的嵌套指针，返回数据的时候也是一股脑地把Commbuffer填满然后再去修复内部的指针。
这个修复方案仍然有一点点瑕疵，目前已经报告给Intel了，由于还没有披露，具体就不多说了。
最后附上一份fwhunt rule。（大部分时候是好用的）
INTEL-SA-00688:meta:author: charleslicense: CC0-1.0name: CVE-2022-21198namespace: vulnerabilitiesCVE number: CVE-2022-21198vendor id: INTEL-SA-00688CVSS score: 7.9 Highadvisory: https:/www.intel.com/content/www/us/en/security-center/advisory/intel-sa-00688.htmldescription: Time-of-check time-of-use race condition in the BIOS firmware for some Intel(R) Processors may allow a privileged user to potentially enable escalation of privilege via local access.volume guids:- 7D655829-26DD-4342-96AD-04899477C3FAhex_strings:not-all:- 488b014883e80174624883e801745c4883e802744d4883e801743e4883e801742f4883e80174294883e80174154883e80174064883f801753a488d412048894118c3488d412448894114488d4128eb1f488d411c48894114c3488d411d48894115c3488d412148894119c3488d41244889411ccode:and:- pattern: E8....FFFF488B....803D....000000place: child_sw_smi_handlers
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原文始发于微信公众号（联想全球安全实验室）：【重大福利在文末↓↓↓】CVE-2022-21198 Intel SMM 漏洞分析
