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てきとうなメモ

本の感想とか技術メモとか

CVE-2016-6210の修正

SSH Security

OpenSSH 7.3がリリースされて、CVE-2016-6210が修正されたそうだ

sshd(8): Mitigate timing differences in password authentication

that could be used to discern valid from invalid account names
when long passwords were sent and particular password hashing
algorithms are in use on the server. CVE-2016-6210, reported by
EddieEzra.Harari at verint.com

http://www.openssh.com/txt/release-7.3

どう修正されたのかなと。gitリポジトリをcloneしてきてコミットログをみてみた。

$ git show 9286875a
commit 9286875a73b2de7736b5e50692739d314cd8d9dc
Author: Darren Tucker <dtucker@zip.com.au>
Date:   Fri Jul 15 13:32:45 2016 +1000

    Determine appropriate salt for invalid users.
    
    When sshd is processing a non-PAM login for a non-existent user it uses
    the string from the fakepw structure as the salt for crypt(3)ing the
    password supplied by the client.  That string has a Blowfish prefix, so on
    systems that don't understand that crypt will fail fast due to an invalid
    salt, and even on those that do it may have significantly different timing
    from the hash methods used for real accounts (eg sha512).  This allows
    user enumeration by, eg, sending large password strings.  This was noted
    by EddieEzra.Harari at verint.com (CVE-2016-6210).
    
    To mitigate, use the same hash algorithm that root uses for hashing
    passwords for users that do not exist on the system.  ok djm@

システム上のrootが使っているハッシュアルゴリズムと同じものを利用するようにしたと。なるほど。

openbsd-compat/xcrypt.cのpick_salt関数で/etc/shadowのrootのエントリから$id$salt$の部分を取得している。

/*
 * Pick an appropriate password encryption type and salt for the running
 * system.
 */
static const char *
pick_salt(void)
{
       struct passwd *pw;
       char *passwd, *p;
       size_t typelen;
       static char salt[32];

       if (salt[0] != '\0')
               return salt;
       strlcpy(salt, "xx", sizeof(salt));
       if ((pw = getpwuid(0)) == NULL)
               return salt;
       passwd = shadow_pw(pw);
       if (passwd[0] != '$' || (p = strrchr(passwd + 1, '$')) == NULL)
               return salt;  /* no $, DES */
       typelen = p - passwd + 1;
       strlcpy(salt, passwd, MIN(typelen, sizeof(salt)));
       explicit_bzero(passwd, strlen(passwd));
       return salt;
}

ただ、最新版のopenbsd-compat/xcrypt.cを見るとrootがパスワード持っているとは限らないので、初めて見つけたDES以外のエントリの$id$salt$を返すようになっていた。

/*
 * Pick an appropriate password encryption type and salt for the running
 * system by searching through accounts until we find one that has a valid
 * salt.  Usually this will be root unless the root account is locked out.
 * If we don't find one we return a traditional DES-based salt.
 */
static const char *
pick_salt(void)
{
        struct passwd *pw;
        char *passwd, *p; 
        size_t typelen;
        static char salt[32];

        if (salt[0] != '\0')
                return salt;
        strlcpy(salt, "xx", sizeof(salt));
        setpwent();
        while ((pw = getpwent()) != NULL) {
                passwd = shadow_pw(pw);
                if (passwd[0] == '$' && (p = strrchr(passwd+1, '$')) != NULL) {
                        typelen = p - passwd + 1;
                        strlcpy(salt, passwd, MIN(typelen, sizeof(salt)));
                        explicit_bzero(passwd, strlen(passwd));
                        goto out;
                }   
        }   
 out:
        endpwent();
        return salt;
}

紙のコミックとKindleコミックで発売日が同じもの 2016年09月分

Book

ハッピィミリィ 1 (ジャンプコミックスDIGITAL)

ハッピィミリィ 1 (ジャンプコミックスDIGITAL)

opensshでユーザの存在を確認できる脆弱性(CVE-2016-6210)

Full Disclosure: opensshd - user enumeration

When SSHD tries to authenticate a non-existing user, it will pick up a fake password structure hardcoded in the SSHD
source code. On this hard coded password structure the password hash is based on BLOWFISH ($2) algorithm.
If real users passwords are hashed using SHA256/SHA512, then sending large passwords (10KB) will result in shorter
response time from the server for non-existing users.

opensshは存在しないユーザでログインしようとするとハードコードされた偽のパスワードのハッシュ値に対して認証しようとする。で、ハッシュ値のパスワードを存在するユーザならば通常SHA256($5)やSHA512($6)でハッシュを計算しているはずが、偽のユーザの場合はハードコードされているハッシュ値がBlowfish($2)であるため、存在するユーザと比べて計算が早く終了するので、ユーザの存在をチェックすることができるという話のようだ。

auth.cのfakepwで確かにハードコードしているな。

struct passwd *
fakepw(void)
{
        static struct passwd fake;

        memset(&fake, 0, sizeof(fake));
        fake.pw_name = "NOUSER";
        fake.pw_passwd =
            "$2a$06$r3.juUaHZDlIbQaO2dS9FuYxL1W9M81R1Tc92PoSNmzvpEqLkLGrK";
#ifdef HAVE_STRUCT_PASSWD_PW_GECOS
        fake.pw_gecos = "NOUSER";
#endif
        fake.pw_uid = privsep_pw == NULL ? (uid_t)-1 : privsep_pw->pw_uid;
        fake.pw_gid = privsep_pw == NULL ? (gid_t)-1 : privsep_pw->pw_gid;
#ifdef HAVE_STRUCT_PASSWD_PW_CLASS
        fake.pw_class = ""; 
#endif
        fake.pw_dir = "/nonexist";
        fake.pw_shell = "/nonexist";

        return (&fake);

Apache Commons FileUploadの脆弱性(CVE-2016-3092)

Security

JVNDB-2016-000121 - Apache Commons FileUpload におけるサービス運用妨害 (DoS) の脆弱性

Apache Commons FileUploadにDoS攻撃脆弱性なのだが、攻撃方法の詳細は説明されていない。調べたところ、推測なのだが、2年前のDoS攻撃脆弱性(CVE-2014-0050)と関係するものではないかと思う。

2年前の脆弱性はこちら。

JVN#14876762: Apache Commons FileUpload におけるサービス運用妨害 (DoS) の脆弱性

この脆弱性はboundaryに長い文字列を指定してマルチパートのPOSTリクエストを送ると発生し、無限ループに陥ることがあるというものである。

この脆弱性に対するPoCはネットを探せば見つかる。どうも以下の2つの条件を満たすと攻撃できるようだ

  • boundaryを4092バイト以上にする
  • bodyに4097バイト以上のboundaryを含まないデータを入れる

適当にサーブレットを作ってPoCを実行すると無限ループに陥る。サーブレットを停止してスタックトレースを見ると以下でループしているようだ。
commons uploadのバージョンは1.3を用いた

MultipartStream$ItemInputStream.makeAvailable() line: 1016    
MultipartStream$ItemInputStream.read(byte[], int, int) line: 901    
MultipartStream$ItemInputStream(InputStream).read(byte[]) line: 101    
Streams.copy(InputStream, OutputStream, boolean, byte[]) line: 101    
Streams.copy(InputStream, OutputStream, boolean) line: 70    
MultipartStream.readBodyData(OutputStream) line: 589    
MultipartStream.discardBodyData() line: 613    
MultipartStream.skipPreamble() line: 630    
FileUploadBase$FileItemIteratorImpl.findNextItem() line: 1018   
FileUploadBase$FileItemIteratorImpl.<init>(FileUploadBase, RequestContext) line: 998    
DiskFileUpload(FileUploadBase).getItemIterator(RequestContext) line: 310    
DiskFileUpload(FileUploadBase).parseRequest(RequestContext) line: 334   
DiskFileUpload(FileUploadBase).parseRequest(HttpServletRequest) line: 288 

ループしているのはMultipartStream$ItemInputStream.makeAvailableだが、このメソッドを説明するためには各クラスの説明を先にした方が良い。
関係する主要なクラスはMultipartStreamとItemInputStreamである。

MultipartStreamはマルチパートのPOSTリクエストをparseするクラスであり、子クラスItemInputStreamはboundaryで分割された現在のitemを読みだすためのクラスである。

この2つのクラスは効率化のために内部のバッファを利用している。このバッファの処理が脆弱性の原因である。

まず、MultipartStreamはバッファ関係のフィールドとして以下のものを持っている。

byte[] buffer バッファを入れるバイト配列
int bufSize bufferのサイズ
int head buffer上の実際のバッファの開始インデックス
int tail buffer上の実際のバッファの終了インデックス
byte[] boundary boundary+prefixを入れておくバイト配列
int boundaryLength boundary.length
int keepRegion boundaryをバッファから探すために必要なサイズ

さらに、ItemInputStream側にもバッファ関係のフィールドとして以下のものがある。

int pos boundaryを検索した時の、boundaryのMultipartStream.buffer上の開始インデックス
int pad boundaryを検索するために保持すべき実際のバイト数。MultipartStream.keepRegionと似たようなもの

headとtailはbuffer内の有効な部分を指している。1バイト読みだすとheadをインクリメントする。head=tailになるとInputStreamから実際に読み出してbufferに入れている。

boundaryはリクエストで指定されたboundaryを入れるバイト列だが、それだけでなくprefixに[CR,LF,-,-]がくっついている。これは実際の区切り文字にはboundaryに--がくっつくためであり、さらに行頭なのでCR,LFがprefixとしてくっついている。この辺りはコンストラクタのコードを見ることで確認できる。

MultipartStream(InputStream input,
      byte[] boundary,
      int bufSize,
      ProgressNotifier pNotifier) {
  ...
  // BOUNDARY_PREFIXは[CR, LF, -, -]
  this.boundary = new byte[boundary.length + BOUNDARY_PREFIX.length];
  this.boundaryLength = boundary.length + BOUNDARY_PREFIX.length;
  this.keepRegion = this.boundary.length;
  System.arraycopy(BOUNDARY_PREFIX, 0, this.boundary, 0,
          BOUNDARY_PREFIX.length);
  System.arraycopy(boundary, 0, this.boundary, BOUNDARY_PREFIX.length,
          boundary.length);
  ...
}

MultipartStream内では、buffer内からboundaryを検索する際にboundaryの途中までマッチしたという情報を残していない。そのままだと読み込んだ単位の境にboundaryがある場合は検知できない。そのため、バッファを全て読み込んでしまい入力ストリームからバッファに読み込む時に、boundaryのサイズだけは常にバッファに残しておき、残りの部分に入力ストリームからデータを書き込む必要性がある。このboundaryの検索のために保持すべきサイズがkeepRegionであり、padは

pad = min(tail-head, keepRegion)

である。

ItemInputStream.makeAvailableの話に戻る。makeAvailableは読み込み可能なデータがバッファ内にない場合にデータを入力ストリームから読み込みバッファに入れて、読み込み可能なバイト数を返すメソッドである。

private int makeAvailable() throws IOException {
    // boundaryが見つかったので終了
    if (pos != -1) {
        return 0;
    }   

    // head〜tailのうち後ろ側のpad分をbufferの最初にもってくる
    // Move the data to the beginning of the buffer.
    total += tail - head - pad;
    System.arraycopy(buffer, tail - pad, buffer, 0, pad);

    // 有効なのは0〜padになる
    // Refill buffer with new data.
    head = 0;
    tail = pad;

    for (;;) {
        // bufferの有効ではない部分に入力から読み込む
        int bytesRead = input.read(buffer, tail, bufSize - tail);
        if (bytesRead == -1) {
            // The last pad amount is left in the buffer.
            // Boundary can't be in there so signal an error
            // condition.
            final String msg = "Stream ended unexpectedly";
            throw new MalformedStreamException(msg);
        }   
        if (notifier != null) {
            notifier.noteBytesRead(bytesRead);
        }   

        // tailを読んだ分だけ拡張する
        tail += bytesRead;

        // buffer内からboundaryを検索し、その位置をposに入れる
        // boundaryが見つからなければ、pos=-1になる
        findSeparator();
        // bufferから読み込み可能なデータを探して、読み込み可能なバイト数を返す
        int av = available();

        // 読み込み可能なデータがあるか、boundaryが見つかった場合はバイト数を返す
        if (av > 0 || pos != -1) {
            return av; 
        }   
    }   
}

available()は現在の読み込み可能なバイト数を返すが、ちょっと特殊で以下のようになっている。

public int available() throws IOException {
  if (pos == -1) {
    return tail - head - pad;
  }
  return pos - head;
}

buffer内にboundaryが見つかった場合はboundaryの開始インデックスまでのサイズを返すが、見つからなければ今有効なサイズ(tail-head)からboundaryに必要なサイズを除いたサイズを返している。boundaryのサイズ分はすぐには使えないと考えているようだ。

で、ループしているのはmakeAvailableのfor文の部分である。

このforループが以下のような条件で攻撃された時の動作を考えてみる。

  • boundaryを4092文字の文字列とし、
  • 入力ストリームがboundaryのない4097文字のバイト列とする。

初期状態は以下のようになっている

  • head=tail=0
  • bufferは用意されているが、0 fillされている
  • bufSize=4096(デフォルト)
  • boundaryにはCR,LF,-,-,boundaryの値が入っている。よって4096文字
  • keepRegionはboundary.lengthなので4096

すると、以下のように処理が進む

  1. 初期状態ではhead=tail=0となっている。
  2. input.readでバッファを読んでいき、tailも読んだサイズに拡張される。
  3. 初回でバッファのサイズ文読み込まれるとは限らないが、バッファサイズまで読み込まれない場合でも、boundaryが見つからずpos=-1になり、available()もtail-head-pad=tail-head-min(tail-head, 4096)=tail-head-(tail-head)=0を返すので、次のループでバッファ全体に読み込まれる
  4. バッファ全体を読み込んだ時には以下のようになり、ループ条件を抜けられない
    • head = 0, tail = 4096
    • pad = min(tail-head, 4096) = 4096
    • pos = -1 (boundaryは発見できない)
    • available() = tail-head-pad = 0
  5. その後も上記の状態のままinput.readしても0バイト読み込むだけなので終了しない

となって無限ループする。

commons fileuploadのv1.3.1ではこの問題が修正されており、以下のコードが追加されている。

@@ -331,9 +326,14 @@
 
         // We prepend CR/LF to the boundary to chop trailing CR/LF from
         // body-data tokens.
-        this.boundary = new byte[boundary.length + BOUNDARY_PREFIX.length];
         this.boundaryLength = boundary.length + BOUNDARY_PREFIX.length;
+        if (bufSize < this.boundaryLength + 1) {
+            throw new IllegalArgumentException(
+                    "The buffer size specified for the MultipartStream is too small");
+        }
+        this.boundary = new byte[this.boundaryLength];
         this.keepRegion = this.boundary.length;
+
         System.arraycopy(BOUNDARY_PREFIX, 0, this.boundary, 0,
                 BOUNDARY_PREFIX.length);
         System.arraycopy(boundary, 0, this.boundary, BOUNDARY_PREFIX.length,

boundaryLengthはリクエスト指定したboundaryのサイズ+4なので4092バイト以上のboundaryが指定された場合はエラーになるようになった。

さて、大元のCVE-2016-3092の話に戻る。boundaryが4092バイト以上の場合は良いが4091バイトだったらどうか。
バッファいっぱいまで読み込んだ状態では

  • head=0,tail=4096
  • keepRegion=4091+4=4095
  • pad=min(tail-head, keepRegion)=min(4096,4095)=1

となり、availableは1を返す。ではmakeAvailableを読んでいる方は以下のコードになる

public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
  if (closed) {
    throw new FileItemStream.ItemSkippedException();
  }
  if (len == 0) {
    return 0;
  }
  int res = available();
  if (res == 0) {
    // resに1が入る
    res = makeAvailable();
    if (res == 0) {
      return -1;
    }
  }
  res = Math.min(res, len);
  // 1バイトしかコピーされない
  System.arraycopy(buffer, head, b, off, res);
  head += res;
  total += res;
  return res;
}

1バイトに対するSystem.arraycopyが発生する。リクエストボディが小さければ大したことないが1MB程度のリクエストを送るとこれを1バイトずつ処理して100万回近くループが発生してしまう。おそらくこれがCVE-2016-3092の脆弱性ではないかと思う。

This caused the file
upload process to take several orders of magnitude longer than if the
boundary length was the typical tens of bytes.

http://mail-archives.apache.org/mod_mbox/www-announce/201606.mbox/%3C6223ece6-2b41-ef4f-22f9-d3481e492832@apache.org%3E

と無限ループになるわけではないし、今回の修正のdiffをみるとコンストラクタで最低でもboundaryLengthの2倍をとるようになっているという点とも合致する。

@@ -325,12 +325,6 @@
         if (boundary == null) {
             throw new IllegalArgumentException("boundary may not be null");
         }
-
-        this.input = input;
-        this.bufSize = bufSize;
-        this.buffer = new byte[bufSize];
-        this.notifier = pNotifier;
-
         // We prepend CR/LF to the boundary to chop trailing CR/LF from
         // body-data tokens.
         this.boundaryLength = boundary.length + BOUNDARY_PREFIX.length;
@@ -338,6 +332,12 @@
             throw new IllegalArgumentException(
                     "The buffer size specified for the MultipartStream is too small");
         }
+
+        this.input = input;
+        this.bufSize = Math.max(bufSize, boundaryLength * 2);
+        this.buffer = new byte[this.bufSize];
+        this.notifier = pNotifier;
+
         this.boundary = new byte[this.boundaryLength];
         this.keepRegion = this.boundary.length;

こうすることで、バッファの半分程度はavailable()で返るようになり、デフォルトのバッファのサイズが4KBなので最低でも2KB程度ずつは処理されることになる。

プリンシプル オブ プログラミング

Book Programming

良いプログラミングに必要な原則、手法をまとめた本。著者は具体例やコードを用いないというポリシーで書いているのだが、やはり具体例がないと頭に入ってこない感じがしてよくないな。

set -eはどこまで有効なのか

Shell Bash

シェルスクリプト(bash)はコマンドが失敗しても次のコマンドを実行してしまうので怖い→set -eしておけという話はよくあるが、実際どこまで有効なのか。

基本

コマンドの戻り値が0になった時にシェルを終了する

#!/bin/bash
set -e
echo "before false"
false
echo "after false"
./basic.sh 
before false
# falseで0以外を返したので、シェルが終了しechoが実行されない

if

ifの条件が0以外を返してもシェルは終了しない

#!/bin/bash
set -e
echo "before if"
if [ 1 = 0 ]; then
  echo "in if"
fi
echo "after if"
$ ./if.sh
before if
after if # ifの条件は0以外を返しているがシェルは終了していない

while,until

whileやuntilの条件が0以外を返してもシェルを終了しない

#!/bin/bash
set -e

i=0
echo "start while"
while [ $i -lt 5 ]
do
  echo $i
  i=$((i+1))
done
echo "end while"

echo "start until"
until [ $i -lt 0 ]
do
  echo $i
  i=$((i-1))
done
echo "end until"
$ ./while.sh 
start while
0
1
2
3
4
end while # i=5の時にwhileの条件が0以外を返すがシェルは終了していない
start until
5
4
3
2
1
0
end until # i=-1の時にuntilの条件が0以外を返すがシェルは終了していない

&&や||

&&や||の前のコマンドが0以外を返していてもシェルを終了しない

#!/bin/bash
set -e
echo "start and or"
rm hoge || echo hoge
rm fuga && echo fuga
echo "end and or"
$ ./andor.sh
start and or
rm: hoge: No such file or directory
hoge              # rm hogeが0以外を返していても後ろのコマンドも実行される
rm: fuga: No such file or directory
end and or    # rm fugaが0以外を返していてもシェルは終了していない

パイプライン

パイプラインの途中で0を返しても、最後まで実行される。

$ cat pipe.sh 
#!/bin/bash
set -e
echo "hoge" | grep fuga | wc -l
echo ${PIPESTATUS[*]}
./pipe.sh 
       0           # grep fugaが0以外を返していてもwc -lが実行されている
0 1 0            # パイプラインの各コマンドのステータス

シーケンス(;)

セミコロンで繋がれたコマンドの連続の場合は途中で0を返せばシェルを終了する

#!/bin/bash
set -e
echo "before seq"; rm hoge; echo "after seq";
./sequence.sh 
before seq
rm: hoge: No such file or directory
# rm hogeが0以外を返したのでechoの前にシェルが終了した

サブシェル

サブシェルもset -eが有効になる。以下の場合は、rm hogeでサブシェルが終了し、その結果(...)が0以外を返して親のシェルも終了する。

#!/bin/bash
set -e
echo "before subshell"
(rm hoge; echo "in subshell")
echo "after subshell"
$ ./subshell.sh 
before subshell
rm: hoge: No such file or directory

関数

関数の内部で0以外を返していれば、関数の途中でシェルを終了する。

#!/bin/bash

hoge() {
  false
  echo "in function"
}

set -e
echo "before function hoge"
hoge
echo "after function hoge"
$ ./function.sh 
before function hoge
# hoge内のfalseで0以外を返したのでシェルが終了した

まあman見ればよかったのだけども。

$ bash --version
GNU bash, バージョン 4.3.11(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)
...
$ man bash
...
-e    Exit  immediately if a pipeline (which may consist of a
        single simple command), a list, or a  compound  command
        (see  SHELL GRAMMAR above),  exits with a non-zero sta‐
        tus.  The shell does not exit if the command that fails
        is  part  of  the  command list immediately following a
        while or until keyword, part of the test following  the
        if or elif reserved words, part of any command executed
        in a && or || list except  the  command  following  the
        final && or ||, any command in a pipeline but the last,
        or if the command's return value is being inverted with
        !.  If a compound command other than a subshell returns
        a non-zero status because a command failed while -e was
        being ignored, the shell does not exit.  A trap on ERR,
        if set, is  executed  before  the  shell  exits.   This
        option  applies  to the shell environment and each sub‐
        shell environment  separately  (see  COMMAND  EXECUTION
        ENVIRONMENT  above),  and  may  cause subshells to exit
        before executing all the commands in the subshell.

mac os xbashのmanはmanが古いのか嘘が書いてあった。パイプラインやサブシェルの話は書いていない

$ bash --version
GNU bash, version 3.2.57(1)-release (x86_64-apple-darwin15)
Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
$ man bash
...
-e    Exit immediately if a simple command (see SHELL  GRAMMAR
        above) exits with a non-zero status.  The shell does not
        exit if the command that fails is part  of  the  command
        list  immediately  following  a  while or until keyword,
        part of the test in an if statement, part of a && or  ||
        list, or if the command's return value is being inverted
        via !.  A trap on ERR, if set, is  executed  before  the
        shell exits.

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