NETGEAR 远程代码执行漏洞分析

最近看到一篇安全资讯：

https://securityaffairs.co/wordpress/99177/security/netgear-flagship-nighthawk-router-rce.html

提到Netgear修复了其产品中的多个高危漏洞，包括PSV-2019-0076、PSV-2018-0352和PSV-2019-0051等。其中，利用部分漏洞可实现远程代码执行，且无需认证。以PSV-2019-0076为例，查看Netgear的安全公告，如下，并没有透露过多的细节。

通常来说，IoT设备上的漏洞相对比较简单，于是打算花点时间看下，尝试通过补丁比对定位具体的漏洞，进一步地得到对应的PoC。

在进行分析时，暂未在网上找到相关漏洞详情或PoC等信息。

漏洞定位

由公告可知，该漏洞在1.0.2.68版本中修复，下载邻近的两个版本1.0.2.62和1.0.2.68的固件到本地进行分析。通过对两个文件系统进行简单比对，发现这2个版本之间的差异非常多。通常来说，不同版本之间的差异越小，越有助于定位漏洞

$ diff -r _R7800-V1.0.2.62.img.extracted/squashfs-root/ _R7800-V1.0.2.68.img.extracted/squashfs-root/ | grep Binary | wc -l
335

从更新时间来看，这两个版本之间间隔差不多有 11 个月。

在对文件系统进行简单分析后，将比对的目录缩小在/www和/usr/sbin两个目录中。浏览了下diff的结果，其中有几个文件比较有意思，包括proccgi和uhttpd等。

先对proccgi进行分析，借助Bindiff插件进行比对，如下。在函数sub_00008824()中，仅改变了处理流程的顺序，未发现安全问题。

同样，对uhttpd进行分析，Bindiff比对的结果如下。大部分发生变化的是系统函数，除了uh_cgi_auth_check()函数之外。

两个版本中uh_cgi_auth_check()函数内的主要差异如下。在新版本中增加了dni_system()函数，而在老版本中则使用snprintf() + system()的模式，熟悉的人一看可能就知道这是典型的命令注入漏洞。在查看dni_system()后，其内部使用execve()来执行命令，更加证实了这一点。

现在大体上定位到了漏洞的具体位置(当然也有可能不是...)，还需要进一步分析看能否触发以及如何触发。

静态分析

uh_cgi_auth_check()函数的部分伪代码如下，其主要逻辑为：找到请求头中的Authorization部分，获取"Basic "后面的内容，在base64解码后获取其中的password，再传入snprintf()中进行格式化，最后调用system()执行。典型的命令注入模式，且发生在进行认证的过程中，与安全资讯中提到的的"无需认证"相对应，再一次说明漏洞很可能就是这里(当然还没有完全确定...)。

signed int __fastcall uh_cgi_auth_check(int a1, int a2, int a3)
{
  // ...
  while ( 1 )  // 从HTTP头中找到Authorization部分, 然后获取"Basic "后面的值
  {
    v11 = *(const char **)(v10 + 16);
    // ...
    if ( !strcasecmp(v11, "Authorization") )
    {
      v12 = *(const char **)(v10 + 20);
      if ( strlen(*(const char **)(v10 + 20)) > 6 )
      {
        v13 = strncasecmp(v12, "Basic ", 6u);
        if ( !v13 )
          break;
    // ...
  }
  // ...
  uh_b64decode(&s, 4095, v12 + 6, v23 - 6);
  v24 = strchr(&s, ':');  // base64解码后的内容为"username:password"这种形式
  // ...
  *v24 = v14;
  v15 = (int)(v24 + 1);
  if ( v24 != (char *)-1 )
  {
    // 将password作为参数传入, 然后调用system()执行
    snprintf((char *)&v29, 0x80u, "/usr/sbin/hash-data -e %s >/tmp/hash_result", v15);
    system((const char *)&v29);
    v3 = cat_file((int)"/tmp/hash_result", v25, v26);
  }
  // ...
}

如果手边有真实设备的话，其实就可以直接在设备上进行测试了，然而我手边并没有真实设备:( ... 所以继续对调用路径进行分析。uh_cgi_auth_check()函数的调用路径很简单，仅有2处调用，且均在main()函数中，如下。对main()函数前面的逻辑进行了简单的分析，主要是解析uhttpd命令行参数、服务初始化、解析部分HTTP 请求参数之类的，没啥特别的。

现在确信这里是可以触发的，奈何手边没有真实设备，于是又开始折腾固件仿真，想进一步通过动态测试验证。

动态分析

对IoT设备进行固件仿真，常见的方式如下：

1、基于qemu user mode，模拟单个服务: D-Link的很多设备可以采用这种方式

2、基于qemu system mode， 模拟整个系统：一些第三方工具对qemu进行了封装，比如Firmadyne、ARM-X

3、"纯软件模拟"：如Qiling

为了方便，首先使用Firmadyne框架进行测试，发现无法获取网络配置信息。而ARM-X和Qiling框架暂时未仔细研究，所以还是采用我经常使用的方式：基于qemu user mode模拟单个服务，如下。幸运的是，服务成功跑起来了，暂时没有报错，无需手动修复环境。

# '-f' option is used for debugging easily
$ sudo chroot . ./qemu-arm-static /usr/sbin/uhttpd -f -h /www -r R7800  -x /cgi-bin -t 80 -p 0.0.0.0:80 -C /etc/uhttpd.crt -K /etc/uhttpd.key -s 0.0.0.0:443
$ netstat -tlnp
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State      
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:443             0.0.0.0:*               LISTEN

由于对R7800这款设备不太熟悉，不知道url的前缀，先直接访问/路径，并带上对应的payload，测试后发现并未成功，难道是没有触发对应的路径？然后在启动时加上qemu的-g选项，采用gdb-multiarch进行附加调试，分析发现在uh_cgi_auth_check()函数头部有一个判断没通过，如下。

signed int __fastcall uh_cgi_auth_check(int a1, int a2, int a3)
{
  // ...
  // 经调试得到: 比较"/start.htm" 和"/cgi-bin"
  v9 = strncasecmp(*(const char **)(v6 + 8), *(const char **)(*(_DWORD *)(*(_DWORD *)(v4 + 4104) + 32) + 4132), v8);
  if ( v9 )
    return 1;
  // ...
}

在将url改为/cgi-bin后，浏览器成功地弹出了认证的对话框，之后在gdb中可以看到成功地到达了漏洞点。然而，命令执行完毕之后，本地还是没有生成hello.txt文件... (PS：尝试了多种 payload 无果，可能和基于qemu user mode仿真有关)

小结

本文从漏洞公告出发，通过固件版本差异分析，再到补丁比对，最终成功定位到漏洞，并结合静态分析和动态仿真的方式对漏洞进行了验证。整体上来说，思路算是完整的，也适用于分析其他的N day，区别在于整个过程中每一步的复杂程度不一样。

相关链接

Security Advisory for Unauthenticated Remote Code Execution on R7800, PSV-2019-0076：

https://kb.netgear.com/000061740/Security-Advisory-for-Unauthenticated-Remote-Code-Execution-on-R7800-PSV-2019-0076