来源:Flanker Sky
作者:flanker017

ImageIO
适用于:iPhone 5 及更新机型、iPad 第 4 代及更新机型、iPod touch 第 6 代及更新机型
影响:处理恶意制作的图像可能会导致任意代码执行
说明:内存损坏问题已通过改进输入验证得到解决。
CVE-2017-2416:腾讯科恩实验室的 @flanker_hqd

(For English version see https://blog.flanker017.me/cve-2017-2416-gif-remote-exec/)

Abstract

前段时间偶然发现了一个ImageIO.framework中的图像解析漏洞,通过发送这个恶意图片,可以在任何有图片显示功能的应用中直接触发该漏洞,特别是各种IM应用(例如iMessage, Telegram, Slack, iMessage和国产流行IM,以及邮件应用例如Mail, Outlook, Inbox, Gmail,还有一些想做IM的金融应用例如alipay等),导致应用崩溃。在精心布置的内存布局下还有远程代码执行的可能。

让问题变得更蛋疼的是,很多客户端通常会在启动的时候再去尝试恢复加载之前的记录,也包括图片,这导致每次启动的时候该漏洞都会被触发,自动地成为了一个可持续的漏洞 – -b 例如iMessage和Mail即是如此。通过iMessage给一个没有升级到10.12.4的人发送攻击图片,其iMessage就再也打不开了。

DEMO videos

第一个视频展示了发送一条恶意imessage就导致对方崩溃的过程

然后被攻击的设备就再也打不开imessage了

Crash trace

* thread #1: tid = 0x17570, 0x00007fff9557f1ab ImageIO`IIOReadPlugin::IIOReadPlugin(CGImagePlus*, unsigned int, unsigned int, long long, unsigned char) + 67, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = EXC_BAD_ACCESS (code=EXC_I386_GPFLT)
    frame #0: 0x00007fff9557f1ab ImageIO`IIOReadPlugin::IIOReadPlugin(CGImagePlus*, unsigned int, unsigned int, long long, unsigned char) + 67
ImageIO`IIOReadPlugin::IIOReadPlugin:
->  0x7fff9557f1ab <+67>: mov    al, byte ptr [rdi + 0x40]
    0x7fff9557f1ae <+70>: mov    qword ptr [rbx + 0x20], rdi
    0x7fff9557f1b2 <+74>: mov    byte ptr [rbx + 0xc8], al
    0x7fff9557f1b8 <+80>: xor    eax, eax

Thread 0 Crashed:: Dispatch queue: com.apple.main-thread
0   com.apple.ImageIO.framework        0x00007fffa144d1ab IIOReadPlugin::IIOReadPlugin(CGImagePlus*, unsigned int, unsigned int, long long, unsigned char) + 67
1   com.apple.ImageIO.framework        0x00007fffa14b8c93 GIFReadPlugin::InitProc(CGImagePlugin*, unsigned long, unsigned long) + 59
2   com.apple.ImageIO.framework        0x00007fffa14177da IIOImageSource::makeImagePlus(unsigned long, __CFDictionary const*) + 252
3   com.apple.ImageIO.framework        0x00007fffa141918b IIOImageSource::getPropertiesAtIndexInternal(unsigned long, __CFDictionary const*) + 57
4   com.apple.ImageIO.framework        0x00007fffa141911c IIOImageSource::copyPropertiesAtIndex(unsigned long, __CFDictionary const*) + 98
5   com.apple.ImageIO.framework        0x00007fffa13f03ca CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex + 181
6   com.apple.AppKit                   0x00007fff9cfdbcae +[NSBitmapImageRep _imagesWithData:hfsFileType:extension:zone:expandImageContentNow:includeAllReps:] + 543
7   com.apple.AppKit                   0x00007fff9cfdba68 +[NSBitmapImageRep _imageRepsWithData:hfsFileType:extension:expandImageContentNow:] + 93
8   com.apple.AppKit                   0x00007fff9d4bf08e -[NSImage _initWithData:fileType:hfsType:] + 479

在苹果平台上,基本所有的图像解析功能最后都会调用[NSImage _initWithData:fileType:hfsType:], 随后IIOImageSource将图像的解析根据图像头特征分配到对应的plugin中。注意这里并不是基于文件扩展名做的判断,所以后续我们可以通过这个特性绕过过滤实现利用。

漏洞样例图片

如果把它拖动到任意macos/iOS app中的时候崩溃了,那么你的系统受该漏洞影响,赶快升级吧。 测试样例文件下载:Sample PNG Sample GIF 仅供自测使用,请勿用于非法用途例如发送给他人。

漏洞分析

漏洞的一个源头在GIFReadPlugin::init函数中,观察如下反汇编代码:

  v32 = (signed __int16)width * (signed __int64)height;
  if ( v32 > filesize * 1100 * v29 )
  {
    LOBYTE(aspectbyte) = 0;
    v15 = 0LL;
    if ( this->gapC0[8] )
    {
      LOBYTE(aspectbyte) = 0;
      LogError(
        "init",
        498,
        "malformed GIF file (%d x %d) - [canvasSize: %ld  fileSize: %ld   ratio: %d]  \n",
        (unsigned int)(signed __int16)width,
        (unsigned int)(height),    // width >> 16 is height
        (signed __int16)width * (signed __int64)SHIWORD(width),
        filesize,
        v32 / filesize);
      v15 = 0LL;
    }
    goto LABEL_71;
  }

__text:00000000000CC51F                 movsx   rax, r9w
__text:00000000000CC523                 mov     ecx, r9d
__text:00000000000CC526                 shr     ecx, 10h
__text:00000000000CC529                 movsx   rbx, cx
__text:00000000000CC52D                 imul    rbx, rax
__text:00000000000CC531                 imul    rdx, r12, 44Ch
__text:00000000000CC538                 mov     rax, rdx
__text:00000000000CC53B                 imul    rax, rsi
__text:00000000000CC53F                 cmp     rbx, rax

一个攻击者可以构造负数的高度和长度,bypass掉对filesize的比较,造成后续内存越界访问。一般来讲攻击者可以通过手动构造图片输入流/hook进行发送,或者通过app服务自身提供的web服务来进行发送。前面提到过ImageIO解析图片的时候并不是通过判断扩展名来进行的,通过这个特性我们可以同样bypass一些web图片上传界面的过滤,将恶意图片成功发送到对方设备上,粗发漏洞。

相对来讲稍微令人诧异的是苹果的修复。补丁并没有打在size比较这里,而是打在了IIOReadPlugin这里。在补丁之前,IIOReadPlugin的关键代码如下所示:

bool __fastcall IIOReadPlugin::IIOReadPlugin(IIOReadPlugin *a1, __int64 a2, int a3, int a4, __int64 a5, unsigned __int8 a6)
{
    unsigned __int8 v6; // r14@1
    IIOReadPlugin *this; // rbx@1
    __int64 v8; // rax@1
    __int64 sessionwrap; // rdi@1
    IIOImageReadSession *session; // rax@2
    IIOImageRead *v11; // rdi@2
    __int64 v12; // rax@2
    __int64 *v13; // rcx@5
    __int64 v14; // rdx@5
    bool result; // al@5

    v6 = a6;
    this = a1;
    a1->vt = (__int64)off_1659D0;
    a1->field_8 = a2;
    v8 = *(_QWORD *)(a2 + 24);
    a1->field_10 = v8;
    a1->field_38 = a3;
    a1->field_3c = a4;
    a1->field_30 = a5;
    sessionwrap = *(_QWORD *)(v8 + 24);
    if ( sessionwrap )
    {
        session = (IIOImageReadSession *)CGImageReadSessionGetSession(sessionwrap); //session is invalid
        this->session = session;
        v11 = (IIOImageRead *)session->imageread; //oob happens here and lead to crash
        LOBYTE(session) = v11->field_40;
        this->field_20 = (__int64)v11;
        this->field_c8 = (char)session;
        v12 = 0LL;
        if ( v11 )
            v12 = IIOImageRead::getSize(v11);
    }
    else
    {
        this->field_20 = 0LL;
        this->session = 0LL;
        this->field_c8 = 1;
        v12 = 0LL;
    }

在10.12.4中,if分支语句变成了如下所示:

  a1->field_8 = cgimgplus;
  imageplus = CGImagePlusGetIPlus(cgimgplus);
  a1->field_10 = imageplus;
  a1->field_38 = v9;
  a1->field_3c = v8;
  a1->field_30 = v7;
  v12 = *(_QWORD *)(imageplus + 32);
  a1->field_18 = v12;
  imageread = *(IIOImageRead **)(v12 + 32);
  if ( imageread )
  {
    v10->field_c8 = *((_BYTE *)imageread + 64);
    v10->field_20 = (__int64)imageread;
    v14 = IIOImageRead::getSize(imageread);
  }
  else
  {
    v10->field_c8 = 0;
    v10->field_20 = 0LL;
    v14 = 0LL;
  }

IIOImageReadSession的使用在这里被移除了。这是否从根源上解决了问题?让我们拭目以待。

对开发者和用户的建议

对于想自行防御这个问题的开发者来说(毕竟有很多用户没有升级到最新版,锅还是会被他们扣在开发者头上),我建议在图片显示前先自行检查下GIF宽度和高度。

对于终端用户来讲,当然升级系统是最好的办法了。

Timeline

  • 2017.1.10 Initial discovery
  • 2017.1.16 Report to Apple
  • 2017.1.24 Apple responds on they are working on a fix
  • 2017.3.23 CVE-2017-2416 assigned
  • 2017.3.28 Advisory published at https://support.apple.com/zh-cn/HT207617
  • 2017.4.6 Public disclosure

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