Internet Explorer漏洞分析（五）——CVE-2016-0199

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3.本篇文章是CVE-2016-0199漏洞的分析入手 详细的阐述漏洞的成因
4.本篇文章十分适合漏洞安全研究人员进行交流学习
5.若文章中存在说得不清楚或者错误的地方 欢迎师傅到公众号后台留言中指出 感激不尽

0x01 漏洞信息

0x01.1 漏洞简述

  • 编号：CVE-2016-0199
  • 类型：类型混淆(Type Confusion)
  • 漏洞影响：远程代码执行(RCE)/拒绝服务攻击 (DoS)
  • CVSS 2.0：9.3

mshtml.dll组件在将CElement—>CAttributeCollection—>CAttrArray—>Attribute.nodeValue复制到CAttribute—>Variant时，并未对其进行校验，以致类型混淆，进而可造成任意代码执行。

0x01.2 漏洞影响

Microsoft Internet Explorer 9 through 11

0x01.3 修复方案

[MS16-063]https://docs.microsoft.com/en-us/security-updates/securitybulletins/2016/ms16-063

 

0x02 漏洞分析

0x02.1 分析环境

  • OS版本：Windows 7 Service Pack 1 x86
  • Internet Explorer版本：9.0.8112.16421
  • mshtml.dll版本：9.0.8112.16684
  • jscript9.dll版本：9.0.8112.16684

0x02.2 详细分析

分析用POC来自[exploit-db]https://www.exploit-db.com/exploits/39994：

<!DOCTYPE html>
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=7">
<script>
  oElement = document.createElement("IMG");
  var oAttr = document.createAttribute("loop");
  oAttr.nodeValue = oElement;
  oElement.loop = 0x41424344; // Set original value data to 44 43 42 41
  oElement.setAttributeNode(oAttr); // Replace oElement with original value data
  oElement.removeAttributeNode(oAttr);
  CollectGarbage(); // Use original value data as address 0x41424344 of a vftable
</script>

document.createElement("IMG");语句对应实现为mshtml!CDocument::createElement，其执行流如下：

首先分配堆块用于存储CImgElement对象：

之后由CElement::CElement完成初始化操作：

完成CImgElement对象创建：

var oAttr = document.createAttribute("loop");语句对应实现为mshtml!CDocument::createAttribute，其执行流如下：

分配堆块用于存储CAttribute对象，之后由CAttribute::CAttribute完成初始化操作：

CAttribute对象偏移0x24处存储属性名：

oAttr.nodeValue = oElement;语句对应实现为mshtml!CAttribute::put_nodeValue，其调用CAttribute::PutNodeValueVariantHelper完成功能。首先是复制VARIANT类型对象(存储nodeValue值)至偏移0x28处：

之后判断该CAttribute对象是否为Tracked Object，如果不是则将其设为Root Object，并加入CRootTracker中(感兴趣的读者可自行分析CTrackerHelper::SetAsRoot及CRootTracker::AddRoot函数，此部分与GC机制有关，不在此展开)：

CAttribute对象偏移0x5C处用于判断其是否为Root Object：

oElement.loop = 0x41424344;语句设定CElement对象属性，其属性使用数组存储，对应实现为CAttrArray::Set。该函数首先判断CElement对象偏移0x10处是否置值，若无则分配内存并将返回值写入该处：

于CImplAry::InsertIndirect函数中对CAttributeCollection(CElement offset 0x10)偏移0x04处值与0x00处值进行比较以检查是否需要调整Attribute Array存储空间：

由于是首次设定CElement对象属性，并未开辟Attribute Array空间，故调用HeapAlloc进行分配，具体可分析CImplAry::EnsureSizeWorker函数，完成后内存如下：

共4个元素(0x10>>2)，每个元素占用内存空间为0x10。完成属性赋值，并将Attribute Array当前元素数量加1：

CElement对象部分结构含义如下：

+0x10        CAttributeCollection
            +0x00    The total size of the Attribute Array<<2
            +0x04    Number of Attributes
            +0x08     CAttrArray
            +0x0c
+0x14        CTreeNode

oElement.setAttributeNode(oAttr);语句对应实现为mshtml!CElement::setAttributeNode，其调用CElement::VersionedSetAttributeNode完成功能。首先是执行MSHTML!CAttribute::PrivateQueryInterface+0x920函数，该函数会对esp+30h+var_14处内存置值，此值会决定后续执行CAttrArray::Set函数orCAttrArray::SetAt函数：

之后执行CAttribute::SetElement函数，对CAttribute对象偏移0x3c处及偏移0x08处进行置值，具体流程可自行跟进分析：

CAttrArray::Set函数执行完成：

CAttribute对象部分结构含义如下：

+0x24    Attribute Name(Pointer to BSTR)、
+0x28    Variant(Save the nodeValue)
+0x3c    CElement
+0x5C    IsRootObject

oElement.removeAttributeNode(oAttr);语句对应实现为mshtml!CElement::VersionedRemoveAttributeNode。漏洞发生在将CElement—>CAttributeCollection—>CAttrArray—>Attribute.nodeValue复制到CAttribute—>Variant(0x28)时，并未对其进行校验，以致类型混淆。正常情形下：

<!DOCTYPE html>
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=7">
<script>
  oElement1 = document.createElement("IMG");
  var oAttr1 = document.createAttribute("loop1");
  oAttr1.nodeValue = 0x41424344;
  oElement1.setAttributeNode(oAttr1);
  oElement1.removeAttributeNode(oAttr1);
  CollectGarbage(); 
</script>

其执行流如下：

而在POC情形下，其执行流：

如此一来，CAttribute::EnumerateTrackedObjects传递参数给jscript9!ScriptEngine::EnumerateTrackingClient，其在mov ecx, [eax]时便会发生访问错误：

 

0x03 参阅链接

（完）