CVE-2017-11826：Office Open XML 標籤嵌套解析混淆漏洞

\x01 前言

• CVE-2017-11826 據說是 360 在 2017 年 9 月底發現的一個關於 XML 格式解析的一個漏洞，之後微軟在 10 月份發佈了關於 CVE-2017-11826 的補丁，補丁地址：https://portal.msrc.microsoft.com/en-US/security-guidance/advisory/CVE-2017-11826
  
• 該漏洞的成因是由於在解析閉合元素時，沒有對元素的完整性做出判斷，導致將當前元素的嵌套關係加上 1。這樣的話 wwlib 模塊在處理閉合標籤時，會錯誤的使用父級元素 w:name 屬性 +44 的地址進行虛函數調用，攻擊者通過修改 w:name 屬性，就可以進行任意地址調用。
• 受影響的 Office 版本。
  

\x02 調試環境

• 操作系統：Windows 7 + VMware
• 調試工具：x64dbg
• 漏洞樣本：POC（提取碼：lxx6）

\x03 調試分析

• 從 GitHub 上下載關於 CVE-2017-11826 漏洞的文件夾，解壓後發現包括解壓過的 docx 文件、README 文件、俄文文檔，俄文文檔沒有仔細看，好像是關於漏洞利用的。
  
• 包含漏洞的 XML 文件爲 document.xml，文件在 word 路徑下。打開 document.xml 文件，分析後發現 <w:font> 標籤使用了 </o:idmap> 標籤進行閉合，而 <w:font> 標籤的 w:name 屬性有點奇怪，可能是用於控制某一個地址的值。
  
• 將解壓過的 docx 文檔重新壓縮，之後使用註冊表附加調試器準備調試。
  
• 附加完成之後打開含有漏洞的文檔，運行後觸發異常，其中 call [ecx+4] 指令是利用虛函數表調用虛函數，而 ecx 爲虛函數表指針，通過 wwlib.41249DA0 函數返回。
  
• 查看堆棧調用，發現用於處理 XML 格式的 msxml 模塊，msxml 模塊通過間接調用 wwlib 模塊去協助解析 XML 格式。暫且將 wwlib.3161309E 函數定爲漏洞函數。
  
• 對漏洞函數下記錄斷點後查看日誌內容，發現漏洞函數被調用了 6 次，結合 document.xml 文件中的標籤元素分析漏洞函數很有可能是用於解析元素標籤的，至於解析的是什麼，目前還不清楚。
  
  
• 選取最後一次調用漏洞函數的 esp 下條件斷點，分析漏洞函數處理流程。
  
• 函數斷下後從傳入的參數可以發現，esi 可能是儲存標籤信息的數據結構。
  
• 單步進入該函數，在如圖所示的位置會取出元素的嵌套關係，此時 <o:idmap> 標籤已經插到了 w:font 標籤的後面（以 ":" 符號爲分隔符）。而 <w:font> 標籤在未閉合的情況插入了 <o:idmap> 標籤，說明嵌套關係已經被錯誤的解析。
  
• 調試到 0x31613084 地址時發現會調用 wwlib.31249DA0 函數，經過分析後發現該函數的返回值和異常處的虛函數表調用有關，所以進入這個函數看看。
  
• 通過分析發現該函數對 ecx 和 edx 做了一些簡單的計算，算法爲 [[ecx]+8]*edx + [[ecx]+C] + [ecx]，計算結果爲 0x0751D140；而 ecx 是由 esi 傳入，edx 又等於 [[esi]]，所以算法變爲 [[esi]+8]*([[esi]]-2) + [[esi]+C] + [esi]，由傳入的 esi 控制，經過後面的分析可以得出 [[esi]] 其實就是當前元素的嵌套等級。
  
• 調用完 wwlib.31249DA0 後會將 [[0x0751D140+44]+44] 地址的值作爲虛函數表指針進行虛函數調用，進而觸發異常。如圖所示可以看出 [0x0751D140+44] 地址被覆蓋成了 <w:font> 元素的 w:name 屬性，所以攻擊者通過修改 <w:font> 標籤的 w:name 屬性就可以做到調用任意地址。
  
  
• 接下來更改樣本中的 document.xml 文件，手動添加 </w:font> 閉合標籤，看看是否會觸發異常。
  
• 在漏洞函數處斷下，這時的嵌套等級爲 5。
  
• 之後通過 wwlib.31249DA0 計算虛函數調用地址爲 0x075098F4。由於嵌套等級爲 5，所以計算出的結果爲 F4（4C*(5 - 2) + 10），之前的爲 140（4C*(6 - 2) + 10）。
  
• 虛函數調用後程序並沒有觸發異常。
  

\x04 分析 msxml 模塊處理步驟

• 爲了快速瞭解 msxml 模塊的處理流程，對調用堆棧中的所有 msxml 模塊函數下記錄斷點，查看日誌。
  
• 從日誌中可以發現漏洞函數的調用都是通過 sub_78887830 函數中的 call [ebx+200] 的指令實現的，但是倒數第二個漏洞函數的調用卻沒有經過 call [ebx+200] 而是直接跳到了 MSO 模塊。
  
• 對倒數第二個漏洞函數下斷點。斷下後分析堆棧調用，發現 msxml.78887830 函數中的 call [ecx+20] 的指令也會調用漏洞函數。
  
  
• 這樣的話函數調用流程圖就能分析出來了，函數調用流程如下圖所示：
  
• 下面根據 msxml.78887830 函數的最後一次調用，簡單分析 call [ebx+200] 下的函數鏈調用。
  
  
• 在 msxml.78887830 函數開頭會將元素標籤對象儲存在 ebx 中，元素標籤對象儲存當前解析元素的信息，主要是元素的嵌套關係，嵌套等級等。
  
• 向下調試後發現 msxml.788872F7 函數會獲取 <w:font> 元素的 w:name 屬性字符的指針。
  
• 而下面的 msxml.78887335 函數會獲取 o:idmap 元素字符的指針
  
• 獲取完 o:idmap 元素字符的指針後，調用 msxml.788872F7 函數解析 o:idmap 元素，在內存窗口可以看出字符指針已經指向了 incer 的位置，說明已經把 idmap 標籤解析出來了。
  
• 之後調用 msxml.788873F0 計算元素的嵌套等級，可以看出元素的嵌套等級計算出爲 6，但此時元素的嵌套等級依舊是 5，還沒有更新爲 6。
  
• 在將 [ebx+1e8] 賦值給 eax 之後，發生了跳轉，從而跳過了 call [ecx+20] 的調用轉而進行 call [ebx+200] 的調用。
  
  
  
• 調用的函數爲 mso.32751CAA，其實 MSO 模塊的函數調用沒有太大的作用，只是給後面 wwlib 模塊的做間接處理。
  
• 到達 0x32751D5C 的位置後執行 call [ecx+20] 指令調用 sub_3277FAC0 函數，此時 esi = [esi+60]。
  
• 接着 sub_3277FAC0 函數中會執行 call [eax+10] 指令調用 wwlib.3127D3FB。
  
• 進入 wwlib.3127D3FB 函數之後繼續向下調試，此時 [[esi+b14]] 的地址中儲存着元素的嵌套關係。
  
  
• 之後調用完 wwlib.3127E6B3 函數後會進行一個判斷，如果 ebx 等於 0x80004001 就跳轉。
  
• 跳轉完成之後調用漏洞函數，下面的流程剛剛已經分析過了。
  
• 根據上面調試分析的結果對其中幾個位置下記錄斷點。查看日誌可以發現 msxml.78887830 函數會逐一對元素進行解析，當解析到 <idmap> 標籤時嵌套關係爲 5。
  
  
• 但是在異常處嵌套關係爲 6，對最後一次調用 msxml.78887830 函數下斷點，查看嵌套關係是何時變爲 6 的。
  
• 重新運行後斷下，此時嵌套關係爲 5。
  
• 當調試到 wwlib.3127D3FB 函數中的 0x3128E3AD 位置時，嵌套關係變爲了 6，說明 wwlib.312C6142 函數更新了嵌套關係。
  
• 接着分析一下 w:name 屬性是何時被複制的。通過對漏洞異常處的分析發現 w:name 屬性儲存在元素對象中，通過對元素對象儲存 w:name 位置下寫入斷點發現在 WWLIB.sub_3127D3FB 函數中會調用 wwlib.3127E773 函數複製 w:name 到元素對象當中，之後漏洞函數中會把 w:name 屬性取出來進行虛函數表調用。
  
  
  
• 需要注意的是再上面的分析中該跳轉並沒有實現，也就是說這裏在複製完 w:name 屬性之後直接返回了。而判斷跳轉的值是由 wwlib.3127E6B3 返回的，進入該函數，分析後發現在函數末尾處會將 0x80004001 賦值給 eax，在這之前會以 0x3149BFA3 作爲基址，以 eax * 4 做爲偏移地址進行調用，而 eax 是通過 [ebp-1c] 傳進來的，對該位置下記錄斷點後查看日誌。
  
• 根據日誌可以發現當 [ebp+1c] 的值爲 0xFFFF 時纔會調用漏洞函數。而且解析 <w:font> 標籤前調用一次，解析 <o:idmap> 標籤後調用一次。
  
• 之後把 <o:idmap> 標籤刪除，再對比日誌信息。
  
• 可以發現只有在 <w:font> 標籤解析前纔會將此值設置爲 0xFFFF，所以這一個值可能是用於判斷元素是否閉合。
  

\x05 總結

• 當 msxml.78887830 函數解析到 <w:font> 標籤時，會誤以爲標籤已經閉合，從而將 <w:font> 標籤的 w:name 屬性（假如有的話）添加到對象之中，同時更新元素的嵌套關係（嵌套關係變爲 6），導致最後使用 call [ecx+4] 進行虛函數表調用時虛表指針被錯誤的覆蓋成了 w:name 屬性中的數據觸發了異常。
  
  

關於 CVE-2017-11826 的漏洞分析到此結束，如有錯誤，歡迎指正