Windows圖像如何解析Fuzzing顏色配置文件

Windows圖像如何解析Fuzzing顏色配置文件，相信很多沒有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個(gè)問題。

一、概述

圖像解析和渲染是任何現(xiàn)代操作系統(tǒng)（OS）的基礎(chǔ)功能。同時(shí)，圖像解析也是一個(gè)易于訪問的攻擊面，這一功能可以導(dǎo)致遠(yuǎn)程代碼執(zhí)行或信息泄露風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)攻擊者來說非常有價(jià)值。在這一系列文章中，我將回顧Windows操作系統(tǒng)內(nèi)置的圖像解析器和相關(guān)文件格式，特別關(guān)注構(gòu)建工具、尋找語料庫（Corpus）以及通過模糊測(cè)試（Fuzzing）發(fā)現(xiàn)漏洞的過程。在第一部分中，我們重點(diǎn)分析顏色配置文件。該文件并不是圖像格式本身，而是規(guī)則嵌入在圖像中的顏色。

二、ICC顏色配置文件分析

在維基百科上，提供了對(duì)ICC顏色配置文件的定義：“在顏色管理過程中，根據(jù)國際顏色協(xié)會(huì)（ICC）發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，ICC配置文件是一組定義顏色輸入輸出設(shè)備以及顏色空間的數(shù)據(jù)。配置文件通過定義設(shè)備源或目標(biāo)顏色空間與配置文件連接空間（PCS）之間的映射，描述特定設(shè)備的顏色屬性或預(yù)覽要求。這里的PCS可以是CIELAB (L*a*b*)，或者是CIEXYZ。可以使用定義插值（Interpolation）的表格來指定映射，也可以通過一系列參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

簡而言之，ICC顏色配置文件是一個(gè)二進(jìn)制文件，該文件會(huì)嵌入到圖像中，并在ICC支持的軟件處理圖像時(shí)進(jìn)行解析。

三、ICC規(guī)范

ICC規(guī)范大概有100頁，相對(duì)比較容易瀏覽。通讀規(guī)范可以更好地理解文件格式，不同類型的顏色配置文件以及顏色轉(zhuǎn)換背后的數(shù)學(xué)原理。此外，了解文件格式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以為我們提供信息，以便更好地優(yōu)化模糊測(cè)試、選擇良好的語料庫以及準(zhǔn)備模糊測(cè)試的字典。

四、關(guān)于Windows顏色管理

從Windows 95開始，發(fā)布了圖像顏色管理（ICM）的1.0版本，從Windows 98以后開始發(fā)布2.0版本。從Windows Vista開始，對(duì)Windows色彩系統(tǒng)（WCS）1.0版本進(jìn)行了大幅改動(dòng)。ICC顏色配置文件是二進(jìn)制文件，而WCS顏色配置文件則使用XML作為其文件格式。在這篇文章中功能，我們專注于分析ICC顏色配置文件。

Microsoft曾發(fā)布過支持的Windows API的列表，其中就包含一些名稱非常明顯的API，例如OpenColorProfile，我們可以看到它是在MSCMS.dll中實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)DLL是通用入口點(diǎn)，支持加載Microsoft的顏色管理模塊（CMM）和第三方顏色管理模塊（例如Adobe的CMM）。Microsoft的CMM（即ICM）可以在system32目錄中找到，名稱為ICM32.dll。

ICM32：

Windows的CMM是在Windows 95時(shí)代由第三方編寫的，發(fā)展至今仍然或多或少地包含當(dāng)時(shí)的代碼，但已經(jīng)經(jīng)過了數(shù)十年來的安全修復(fù)。既然是如此古老的模塊，我們就有希望在其中發(fā)現(xiàn)新的漏洞。但是，這也是一個(gè)非常小的模塊，可能經(jīng)過了多輪審計(jì)和模糊測(cè)試，包括內(nèi)部產(chǎn)品安全團(tuán)隊(duì)和外部研究人員，這個(gè)事實(shí)在一定程度上降低了我們找到漏洞的希望。我們檢索近期發(fā)現(xiàn)的ICM32漏洞，可以發(fā)現(xiàn)Project Zero和ZDI的研究人員在2017-2018年期間發(fā)現(xiàn)了多個(gè)漏洞，但從2019年開始就沒有找到更多的研究成果。

五、構(gòu)建工具

盡管在MSDN上有ICM API的列表，但我們需要找到Windows用于所有ICC相關(guān)操作的API序列。要查找API序列，一種方式是搜索Windows DLL和EXE的反匯編并尋找用到的顏色配置文件API，另一種方式是找到適用于開源色彩管理系統(tǒng)（例如Little CMS，LCMS）的工具。使用這兩種方式，最終共同指向了很少的幾個(gè)API，這些API具有打開顏色配置文件和創(chuàng)建顏色轉(zhuǎn)換的功能。

基于上述信息，我編寫了一個(gè)簡單的初始工具：

#include < stdio.h > #include < Windows.h > #include < Icm.h > #pragma comment(lib, "mscms.lib") int main(int argc, char** argv) {     char dstProfilePath[] = "sRGB Color Space Profile.icm";     tagPROFILE destinationProfile;     HPROFILE   hDstProfile = nullptr;       destinationProfile.dwType = PROFILE_FILENAME;     destinationProfile.pProfileData = dstProfilePath;     destinationProfile.cbDataSize = (strlen(dstProfilePath) + 1);     hDstProfile = OpenColorProfileA(&destinationProfile, PROFILE_READ,         FILE_SHARE_READ, OPEN_EXISTING);     if (nullptr == hDstProfile)     {         return -1;     }       tagPROFILE sourceProfile;     HPROFILE   hSrcProfile = nullptr;     HTRANSFORM hColorTransform = nullptr;         DWORD dwIntent[] = { INTENT_PERCEPTUAL, INTENT_PERCEPTUAL };     HPROFILE hProfileList[2];       sourceProfile.dwType = PROFILE_FILENAME;     sourceProfile.pProfileData = argv[1];     sourceProfile.cbDataSize = (strlen(argv[1]) + 1);     hSrcProfile = OpenColorProfileA(&sourceProfile, PROFILE_READ,         FILE_SHARE_READ, OPEN_EXISTING);     if (nullptr == hSrcProfile)     {         return -1;     }       hProfileList[0] = hSrcProfile;     hProfileList[1] = hDstProfile;     hColorTransform = CreateMultiProfileTransform(         hProfileList,         2,         dwIntent,         2,         USE_RELATIVE_COLORIMETRIC | BEST_MODE,         INDEX_DONT_CARE     );     if (nullptr == hColorTransform)     {         return -1;     }       DeleteColorTransform(hColorTransform);     CloseColorProfile(hSrcProfile);     CloseColorProfile(hDstProfile);     return 0; }

六、尋找語料庫和字典

在互聯(lián)網(wǎng)上，可以找到大量提供顏色配置文件的網(wǎng)站。顏色配置文件的另一個(gè)主要來源是圖像。有許多圖像文件都包含顏色配置文件，但需要一些工具將顏色配置文件轉(zhuǎn)儲(chǔ)到單獨(dú)的文件中。

簡單瀏覽規(guī)范，我們還可以保證語料庫至少包含來自7個(gè)不同顏色配置文件的所有樣本。而將它與代碼覆蓋率信息結(jié)合，可以準(zhǔn)備第一套語料，用于模糊測(cè)試。

我們可以在梳理規(guī)范的過程中，創(chuàng)建唯一標(biāo)簽名稱和對(duì)應(yīng)值的列表，從而準(zhǔn)備字典，幫助模糊工具查找其他代碼路徑。另外，還可以從LCMS這樣的開源模糊測(cè)試嘗試過程中找到字典。

七、模糊測(cè)試

我使用16核主機(jī)對(duì)第一套語料進(jìn)行模糊處理，同時(shí)將來自MSCMS.dll和ICM32.dll的代碼覆蓋率信息作為我的模糊工具的反饋。在幾天后，開始出現(xiàn)崩潰。

八、CVE-2020-1117：InitNamedColorProfileData中的堆溢出

在嘗試越界讀取時(shí)，icm32!SwapShortOffset中發(fā)生了以下崩潰：

0:000 > r rax=0000023690497000 rbx=0000000000000000 rcx=00000000000000ff rdx=000000000000ffff rsi=0000023690496f00 rdi=0000023690496fee rip=00007ffa46bf3790 rsp=000000c2a56ff5a8 rbp=0000000000000001  r8=0000000000000014  r9=0000023690497002 r10=0000000000000014 r11=0000000000000014 r12=000000c2a56ff688 r13=0000023690492de0 r14=000000000000000a r15=000000004c616220 iopl=0         nv up ei ng nz ac pe cy cs=0033  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000293 icm32!SwapShortOffset+0x10: 00007ffa`46bf3790 0fb610          movzx   edx,byte ptr [rax] ds:00000236`90497000=??   0:000 > !heap -p -a @rax     address 0000023690497000 found in     _DPH_HEAP_ROOT @ 23690411000     in busy allocation (  DPH_HEAP_BLOCK:         UserAddr         UserSize -         VirtAddr         VirtSize)                              23690412b60:      23690496f00              100 -      23690496000             2000     00007ffa51644807 ntdll!RtlDebugAllocateHeap+0x000000000000003f     00007ffa515f49d6 ntdll!RtlpAllocateHeap+0x0000000000077ae6     00007ffa5157babb ntdll!RtlpAllocateHeapInternal+0x00000000000001cb     00007ffa51479da0 msvcrt!malloc+0x0000000000000070     00007ffa46bf3805 icm32!SmartNewPtr+0x0000000000000011     00007ffa46bf37c8 icm32!SmartNewPtrClear+0x0000000000000014     00007ffa46c02d05 icm32!InitNamedColorProfileData+0x0000000000000085     00007ffa46bf6e39 icm32!Create_LH_ProfileSet+0x0000000000004e15     00007ffa46bf1973 icm32!PrepareCombiLUTs+0x0000000000000117     00007ffa46bf1814 icm32!CMMConcatInitPrivate+0x00000000000001f4     00007ffa46bf12a1 icm32!CWConcatColorWorld4MS+0x0000000000000075     00007ffa46bf11f4 icm32!CMCreateMultiProfileTransformInternal+0x00000000000000e8     00007ffa46bf1039 icm32!CMCreateMultiProfileTransform+0x0000000000000029     00007ffa48f16e6c mscms!CreateMultiProfileTransform+0x000000000000024c     00007ff774651191 ldr+0x0000000000001191     00007ff7746514b4 ldr+0x00000000000014b4     00007ffa505a7bd4 KERNEL32!BaseThreadInitThunk+0x0000000000000014     00007ffa515aced1 ntdll!RtlUserThreadStart+0x0000000000000021

icm32!SwapShortOffset讀取無符號(hào)的短值，對(duì)其進(jìn)行bswap，并將它們存儲(chǔ)在相同的位置，這會(huì)導(dǎo)致讀寫原語崩潰。

反編譯的SwapShortOffset：

unsigned __int16 *__fastcall SwapShortOffset(void *sourceBuff, unsigned int offset, unsigned int len) {   unsigned __int16 *endBuff; // r9   unsigned __int16 *result; // rax     endBuff = (sourceBuff + len);   for ( result = (sourceBuff + offset); result < endBuff; ++result )     *result = _byteswap_ushort(*result);        // read, bswap and write   return result; }

崩潰的函數(shù)icm32!SwapShortOffset并不能立即指向?qū)е略搯栴}的根本原因。為此，我們需要查看icm32!InitNamedColorProfileData。

反編譯的InitNamedColorProfileData：

__int64 __fastcall InitNamedColorProfileData(__int64 a1, void *hProfile, int a3, _DWORD *a4) {   ...   ...   errCode = CMGetPartialProfileElement(hProfile, 'ncl2', 0, pBuffSize, 0i64);      // getting size of ncl2 element   if ( errCode )     return errCode;   minSize = pBuffSize[0];   if ( pBuffSize[0] < 0x55 )     minSize = 0x55;   pBuffSize[0] = minSize;   outBuff = SmartNewPtrClear(minSize, &errCode);                                    // allocating the buffer for ncl2   ...   ...   errCode = CMGetPartialProfileElement(hProfile, 'ncl2', 0, pBuffSize, outBuff);    // reading ncl2 elements to buffer   if ( !errCode )   {     ...     ...     totalSizeToRead = count * totalDeviceCoord;     if ( totalSizeToRead < 0xFFFFFFFFFFFFFFAEui64 && totalSizeToRead + 0x51 <= pBuffSize[0] )  // totalSizeToRead + 0x51 <= element size?     {       currPtr = outBuff + 0x54;            // wrong offset of 0x54 is used       ...       ...       do       {           SwapShortOffset((currPtr + 0x20), 0, 6u);         ...         --count;       }while(count)

在這里，代碼嘗試讀取“ncl2”標(biāo)簽/元素，并從文件中獲取流的大小。一個(gè)緩沖區(qū)會(huì)被分配，并再次進(jìn)行相同的調(diào)用，以讀取元素ncl2的完整內(nèi)容。該緩沖區(qū)將被解析，以查找設(shè)備位置的計(jì)數(shù)和編號(hào)，并通過確保讀寫操作位于緩沖區(qū)大小中來驗(yàn)證該值。其中存在一個(gè)漏洞，用于驗(yàn)證的偏移量（0x51）小于緩沖區(qū)指針的偏移量（0x54），該漏洞導(dǎo)致可以超過邊界讀寫3個(gè)字節(jié)。

該漏洞的修復(fù)方法非常簡單，將用于驗(yàn)證的偏移量修改為0x54即可，這也是Microsoft實(shí)際修復(fù)此漏洞的方式。

九、其他漏洞

在分析上面的漏洞時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)過程中會(huì)使用到CMGetPartialProfileElement函數(shù)讀取大小、進(jìn)行分配和讀取內(nèi)容。而這種模式可能會(huì)引入漏洞，例如大小不受限制、整數(shù)溢出、導(dǎo)致偏移量增加等。我決定分析這個(gè)函數(shù)，并尋找ICM32.dll中是否存在這樣的實(shí)例。

最終發(fā)現(xiàn)有3個(gè)實(shí)例具有未經(jīng)檢查的偏移量訪問，分別是：CMConvIndexToNameProfile、CMConvNameToIndexProfile和CMGetNamedProfileInfoProfile。所有這些函數(shù)都可以通過導(dǎo)出的、有詳細(xì)說明的MSCMS函數(shù)進(jìn)行訪問，分別是ConvertIndexToColorName、CMConvertColorNameToIndex和GetNamedProfileInfo。

反編譯后的CMConvIndexToNameProfile：

__int64 __fastcall CMConvIndexToNameProfile(HPROFILE hProfile, __int64 a2, __int64 a3, unsigned int a4) {   ...   ...   errCode = CMGetPartialProfileElement(hProfile, 'ncl2', 0, pBuffSize, 0i64);    // read size   if ( !errCode )   {     allocBuff = SmartNewPtr(pBuffSize[0], &errCode);     if ( !errCode )     {       errCode = CMGetPartialProfileElement(hProfile, 'ncl2', 0, pBuffSize, allocBuff);    // read to buffer       if ( !errCode )       {         SwapLongOffset((allocBuff + 12), 0, 4u);         // 12 > *pBuffSize ?         SwapLongOffset((allocBuff + 16), v12, v13);

在CMConvIndexToNameProfile和其他兩個(gè)函數(shù)中，我們發(fā)現(xiàn)了漏洞，并沒有檢查ncl2元素的最小長度，且偏移量12和16可以直接訪問以進(jìn)行讀取和寫入。那么如果allocBuffer的大小小于12，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)allocBuffer的越界讀寫。

由于在Windows中沒有二進(jìn)制文件使用這些函數(shù)，因此Microsoft決定不會(huì)立即修復(fù)這三個(gè)漏洞。此外，我們也沒有找到使用這些API的任何Windows軟件或第三方軟件。

十、總結(jié)

在這一系列文章的第一部分中，我們對(duì)顏色配置文件進(jìn)行了深入分析，編寫工具并成功找到了多個(gè)漏洞。請(qǐng)大家繼續(xù)關(guān)注第二部分，在第二部分中，我們將分析很少有人研究的一類漏洞——內(nèi)存未初始化漏洞。

看完上述內(nèi)容，你們掌握Windows圖像如何解析Fuzzing顏色配置文件的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！