WIP: allow_insecure_tainted_data
[users/heiko/exim.git] / doc / doc-txt / cve-2019-15846 / qualys.mbx
1 From qsa@qualys.com Wed Aug 14 01:29:25 CEST 2019
2 Date: Tue, 13 Aug 2019 23:29:25 +0000
3 From: Qualys Security Advisory <qsa@qualys.com>
4 To: Heiko Schlittermann <hs@schlittermann.de>
5 Subject: Re: Help evaluating a Bug in Exim MTA
6 Return-Path: <qsa@qualys.com>
7 Authentication-Results: mx.net.schlittermann.de; iprev=pass
8  (mx0b-001ca501.pphosted.com) smtp.remote-ip=148.163.158.195; spf=pass
9  smtp.mailfrom=qualys.com; dkim=pass header.d=qualys.com header.s=qualyscom
10  header.a=rsa-sha256; dkim=pass header.d=qualys.onmicrosoft.com
11  header.s=selector2-qualys-onmicrosoft-com header.a=rsa-sha256; dmarc=none
12  header.from=qualys.com
13 Authentication-Results: ppops.net; spf=pass smtp.mailfrom=qsa@qualys.com
14 Status: O
15 Content-Length: 3899
16 Lines: 80
17
18 Hi Heiko,
19
20 On Mon, Aug 12, 2019 at 11:56:12PM +0200, Heiko Schlittermann wrote:
21 > So I'd say, you do not need to rush, but I'd like to close it sooner or
22 > later in either manner.
23
24 OK, below is our preliminary analysis. First:
25
26 - From an attacker's point of view, most calls to
27   string_interpret_escape() are uninteresting. For example, nextitem()
28   in src/filter.c checks for buffer overflows, and string_dequote()
29   seems to process trusted strings only (strings from configuration
30   files).
31
32 - On the other hand, string_unprinting() is very interesting:
33
34   - It is used in tls_import_cert() (for peercert, for example); but
35     certificates are in PEM format (i.e., base64) and hence unlikely to
36     contain the problematic backslash-null-byte sequence.
37
38   - It is used for peerdn and sni in src/spool_in.c; but peerdn is used
39     only if client certificates are processed by Exim, and this is not
40     the default (and although some sites use client-certificate
41     authentication, this is not very common, and hence not very
42     interesting for an attacker).
43
44   - In any case, as long as Exim supports and accepts tls connections,
45     an attacker can send an sni, and hence reach the problematic
46     string_unprinting() and string_interpret_escape() functions.
47
48 Next question: is it possible to send an sni that is written to the
49 spool header file and that ends with the problematic backslash-null-byte
50 sequence? The answer is yes, because of what we believe is another bug,
51 in string_printing(): the sni is written to the spool header file via
52 string_printing(tls_in.sni), which escapes characters with backslash,
53 but does *not* escape the escaping character itself (backslash),
54 although it definitely should.
55
56 This bug is what makes it possible to reach and trigger the bug in
57 string_unprinting() and string_interpret_escape(), with an sni that ends
58 in an unescaped backslash (followed by the terminating null byte).
59
60 Last question: is this exploitable? The answer is, almost certainly, yes
61 (and, because spool_read_header() runs as root, this means remote root).
62
63 The sni is read from the spool via string_unprinting(string_copy()), and
64 both string_unprinting() and string_copy() use store_get(): as a result,
65 the destination buffer is allocated right after the source buffer, and
66 the characters that are read out-of-bounds after the end of the source
67 buffer are the first characters of the destination buffer, which are
68 fully under the attacker's control. This results in a heap overflow
69 whose length and contents are both under the attacker's control (we
70 verified this). This is almost certainly exploitable.
71
72 Our advice is to start the security-release process as soon as possible.
73 We know it is very painful, but we are really confident that this bug is
74 exploitable; we will try to confirm this in the next few days. We also
75 believe that an Exim server must support and accept tls connections to
76 be remotely exploitable (via sni).
77
78 During our analysis of this bug, we probably spotted three other bugs:
79
80 - The unescaped backslash in string_printing() that we mentioned above.
81
82 - A bug in spool_read_header(): before the for (;;) loop, p is set to
83   big_buffer + 2; and inside the loop, big_buffer may be re-allocated;
84   but p is never updated. This can lead to a use-after-free (we did not
85   assess the security impact of this bug, though).
86
87 - A bug in spool_write_header(): the return value of tls_export_cert()
88   is not checked (for ourcert, but more importantly, for peercert). If
89   this function fails (maybe because big_buffer is not big enough), then
90   big_buffer may be uninitialized or unterminated, and garbage may be
91   written to the spool file (we did not assess the security impact of
92   this bug, either).
93
94 We are at your disposal for questions, comments, and further
95 discussions. Thank you very much for reaching out! With best regards,
96
97 --
98 the Qualys Security Advisory team
99 From qsa@qualys.com Mon Aug 19 00:23:03 CEST 2019
100 Date: Sun, 18 Aug 2019 22:23:03 +0000
101 From: Qualys Security Advisory <qsa@qualys.com>
102 To: Heiko Schlittermann <hs@schlittermann.de>
103 Subject: Re: Help evaluating a Bug in Exim MTA
104 Return-Path: <qsa@qualys.com>
105 Authentication-Results: mx.net.schlittermann.de; iprev=pass
106  (mx0a-001ca501.pphosted.com) smtp.remote-ip=148.163.156.198; spf=pass
107  smtp.mailfrom=qualys.com; dkim=pass header.d=qualys.com header.s=qualyscom
108  header.a=rsa-sha256; dkim=pass header.d=qualys.onmicrosoft.com
109  header.s=selector2-qualys-onmicrosoft-com header.a=rsa-sha256; dmarc=none
110  header.from=qualys.com
111 Authentication-Results: ppops.net; spf=pass smtp.mailfrom=qsa@qualys.com
112 Status: RO
113 Content-Length: 2484
114 Lines: 59
115
116 Hi Heiko,
117
118 On Tue, Aug 13, 2019 at 11:29:25PM +0000, Qualys Security Advisory wrote:
119 > we are really confident that this bug is exploitable
120
121 We can confirm that this bug is indeed exploitable: we wrote a
122 rudimentary exploit that remotely obtains root privileges (because
123 deliver_message() runs as root).
124
125 Some general notes on this exploit:
126
127 - To the best of our knowledge, the string_interpret_escape() bug
128   (backslash-null) is remotely exploitable if and only if Exim supports
129   and accepts TLS connections (because the only attack vector that we
130   know of is the string_unprinting() of SNI).
131
132 - Both OpenSSL and GnuTLS installations are exploitable.
133
134 - Our exploit is Linux-specific (because our heap-overflow exploitation
135   is specific to glibc's malloc implementation), but works on both i386
136   and amd64.
137
138 Some detailed notes on this exploit:
139
140 - First, we connect to Exim with TLS and send an SNI that ends with
141   backslash-null (this SNI is written unmodified to the spool because of
142   the unescaped-backslash bug in string_printing2()).
143
144 - Second, we exploit the backslash-null bug in string_interpret_escape()
145   (our SNI is read from the spool and unescaped by string_unprinting()),
146   and we transform this out-of-bounds read into an out-of-bounds write
147   (a heap overflow).
148
149 - Next, we use this heap overflow to overwrite the header of a free
150   malloc chunk, and increase its size to make it overlap with other,
151   already-allocated malloc chunks.
152
153 - Last, we allocate this enlarged malloc chunk, and use it to overwrite
154   large parts of the heap (the already-allocated malloc chunks) with
155   arbitrary data:
156
157   . we overwrite the "id" string: it is used to build the message-log
158     file name, and therefore allows us to write to "/etc/passwd" (by
159     overwriting "id" with "/../../../../../../../../etc/passwd");
160
161   . we overwrite the "sender_address" string: it is written to the
162     message-log file, and therefore allows us to add a new user to
163     "/etc/passwd".
164
165 Other exploitation methods may exist. We will not publish our exploit:
166 it is a quick and dirty proof of concept, and we will not have the time
167 to clean it anytime soon. However, please feel free to quote us on the
168 exploitability of this bug (we do have a working exploit), and please
169 feel free to quote all or parts of this email in your announcements.
170
171 We are at your disposal for questions, comments, and further
172 discussions. Thank you very much! With best regards,
173
174 --
175 the Qualys Security Advisory team