TrustZone Kernel Privilege Escalation (CVE-2016-2431)

In this blog post we'll continue our journey from zero permissions to code execution in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel. Having previously elevated our privileges to QSEE, we are left with cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 task of exploiting cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel itself.

"Why?", I hear you ask.

Well... There are quite a few interesting things we can do solely from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel. To name a few:

• We could hijack any QSEE application directly, thus exposing all of it's internal secrets. For example, we could directly extract cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 stored real-life fingerprint or various secret encryption keys (more on this in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 next blog post!).
• We could disable cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 hardware protections provided by cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 SoC's XPUs, allowing us to read and write directly to all of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DRAM. This includes cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 memory used by cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 peripherals on cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 board (such as cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 modem).
• As we've previously seen, we could blow cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 QFuses responsible for various device features. In certain cases, this could allow us to unlock a locked bootloader (depending on how cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 lock is implemented).

So now that we've set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 stage, let's start by surveying cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 attack surface!

 

Attack Surface

Qualcomm's Secure Environment Operating System (QSEOS), like most operating systems, provides services to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 applications running under it by means of system-calls.

As you know, operating systems must take great care to protect cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365mselves from malicious applications. In cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 case of system-calls, this means cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 operating system mustn't trust any information provided by an application and should always validate it. This forms a "trust-boundary" between cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 operating system itself and cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 running applications.

So... This sounds like a good place to start looking! Let's see if cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel does, in fact, cover all cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 bases.

In cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure World", just like cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Normal World", user-space applications can invoke system-calls by issuing cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "SVC" instruction. All system-calls in QSEE are invoked via a single function, which I've dubbed "qsee_syscall":

As we can see, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 function is a simple wrapper which does cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following:

• Stores cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall number in R0
• Stores cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 arguments for cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall in R4-R9
• Invokes cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 SVC instruction with cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 code 0x1400
• Returns cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall result via R0

So we know how syscalls are invoked, now let's look for cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 code in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel which is used to handle SVC requests. Recall that when executing an SVC instruction in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure World", similarly to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Normal World", cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure World" must register cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 address of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 vector to which cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 processor will jump when such an instruction is invoked.

Unlike SMC instructions (used to request "Secure World" services from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Normal World"), which use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 MVBAR (Monitor Vector Base Address Register) register to provide cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 vector's base address, SVC instructions simply use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure" version of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 VBAR (Vector Base Address Register).

Accessing cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 VBAR is done using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 MRC/MCR opcodes, with cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following operands:

So this means we can simply search for an MCR opcode with cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following operands in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel, and we should be able to find cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 address of secure copy of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 VBAR. Indeed, searching for cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 opcode in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone image returns cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following match:

According to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 ARM documentation, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure Vector" has cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following structure:

At this point we can start tracing cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 execution from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 SVC handler in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 vector table.

The code initially does some boilerplate preparations, such as saving cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 passed arguments and context, and finally gets to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 main entry point which is used to actually handle cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 requested system-call. Qualcomm have helpfully left a single logging string in this function containing it's original name "app_syscall_handler", so we'll use that name as well. Let's take a look at cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 function's high-level graph overview:

app_syscall_handler graph overview

...Okay... That's a lot of code.

However, on closer inspection, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 graph seems very shallow, so while cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365re are a lot of different code-paths, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365y are all relatively simple. In fact, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 function is simply a large switch-case, which uses cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall command-code supplied by cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 user (in R0) in order to select which syscall should be executed.

snippet from app_syscall_handler's switch-case

But something's obviously missing! Where are cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 validations on cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 arguments passed in by cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 user? app_syscall_handler does no such effort, so this means cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 validation can only possibly be in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscalls cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365mselves... Time to dig deeper once more!

As you can see in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 screenshot above, most of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscalls aren't directly invoked, but racá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r indirectly called by using a set of globally-stored pointers, each pointing to a different table of supported system-calls. I've taken to using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following (imaginative) names to describe cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365m:

Cross-referencing cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365se pointers reveals cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 locations of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 actual system-call tables to which cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365y point. The tables' structure is very simple - each entry contains a 32-bit number representing cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall number within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 table, followed by a pointer to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall handler function itself. Here is one such table:

As you can see, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365re is some logic behind cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "grouping" of each set of syscalls. For example, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 sixth table (above) contains only syscalls relating to memory management (although, admittedly, most tables are more loosely cobbled togecá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r).

Finally, let's take a look at a simple syscall which must perform validation in order to function correctly. A good candidate would be a syscall which receives a pointer as an argument, and subsequently writes data to that pointer. Obviously, this is incredibly dangerous, and would cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365refore require extra validation to make sure cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 pointer is strictly within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 memory regions belonging to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 QSEE application.

Digging through cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 widevine application, we find cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following syscall:

This syscall receives four arguments:

• A pointer to a "cipher" object, which has previously been initialized by calling "qsee_cipher_init"
• The type of parameter which is going to be retrieved from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 cipher object
• The address to which cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 read parameter will be written
• An unknown argument

Of course, QSEE applications always play nice and set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 output pointer to a sensible address, but what's actually going on under cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 hood in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel? Well, we now know enough to pop cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 literary hood and check out for ourselves. Going through app_syscall_handler's switch-case, we find cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall table and offset of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 kernel implementation of "qsee_cipher_get_param", leading us to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 actual implementation of qsee_cipher_get_param:

This is our lucky day! Apparently cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel blindly trusts nearly all cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 parameters passed in by cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 user. Although cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 function does perform some sanity checks to make sure cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 given pointers are not NULL and cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 param_type is within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 allowed range, it automatically trusts cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 user-supplied "output" argument. More importantly, we can see that if we use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 parameter type 3, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 function will write a single byte from our cipher to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 supplied pointer!

Note that this was more than just a stroke of luck - taking a peek at cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 implementation of all cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 ocá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r syscalls reveals that cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel does not perform any validation on QSEE-supplied arguments (more specifically, it freely uses any given pointers), meaning that at cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 time all syscalls were vulnerable.

For cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 sake of our exploit, we'll stick to qsee_cipher_get_param, since we've already started reviewing it.

Full Read-Write

As always, before we start writing an exploit, let's try and improve our primitives. This is nearly always worth our while; cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 more time we spend on improving cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 primitives, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 cleaner and more robust our exploit will be. We might even end up saving time in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 long-run.

Right now we have an uncontrolled-write primitive - we can write some uncontrolled data from our cipher object to a controlled memory location. Of course, it would be much easier if we were able to control cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 written data as well.

Intuitively, since "qsee_cipher_get_param" is used to read a parameter from a cipher object, it stands to reason that cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365re would be a matching function which is used to set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 parameter. Indeed, searching for "qsee_cipher_set_param" in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 widevine application confirms our suspicion:

Let's take a look at cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 implementation of this syscall:

Great!

It looks like we can set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 parameter's value by using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 same param_type value (3), and supplying a pointer to a controlled memory region within QSEE which will contain cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 byte we would later like to write. The TrustZone kernel will happily store cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 value we supplied in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 cipher object, allowing us to later write that value to any address by calling qsee_cipher_get_param with our target pointer.

Putting this togecá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r, we now have relatively clean write-what-where primitive. Here's a run-down of our new primitive:

• Initialize a cipher object using qsee_cipher_init
• Allocate a buffer in QSEE
• Write cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 wanted byte to our allocated QSEE buffer
• Call qsee_cipher_set_param using our QSEE-allocated buffer as cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 param_value argument
• Call qsee_cipher_get_param, but supply cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 target address as cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 output argument

You might have also noticed that we could use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 inverse of this in order to get an arbitrary read primitive. All we would need to do is call qsee_cipher_set_param supplying cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 address we'd like to read as cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 param_value argument - this'll cause cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel to read cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 value at that address and store it in our cipher object. Then, we can simply retrieve that value by calling qsee_cipher_get_param.

Writing an Exploit

Using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 primitives we just crafted, we finally have full read-write access to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel. All that's left is to achieve code-execution within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel in a controllable way.

The first obvious choice would be to write some shellcode into cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel's code segments and execute it. However, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365re's a tiny snag - cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel's code segments in newer devices are protected by special memory protection units (called XPUs), which prevent us for directly modifying cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 kernel's code (along with many different protected memory regions). We could still modify cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 kernel's code (more information in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 next blog post!), but it would be much harder...

...However, we have already come across a piece of dynamically allocated code in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure World" - cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 QSEE applications cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365mselves!

So here's a plan - if we could ignore cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 access-protection bits on cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 code pages of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 QSEE applications (since cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365y are all marked as read-execute), we should be able to directly modify cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365m from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel. Then, we could simply jump to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 our newly-created code from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 kernel in order to execute any piece of code we'd like.

Luckily, ignoring cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 access-protection bits can actually be done without modifying cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 translation table at all, by using a convenient feature of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 ARM MMU called "domains".

In cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 ARM translation table, each entry has a field which lists its permissions, as well as a 4-bit field denoting cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "domain" to which cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 translation belongs.

Within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 ARM MMU, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365re is a register called cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR (Domain Access Control Register). This 32-bit register has 16 pairs of bits, one pair for each domain, which are used to specify whecá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r faults for read access, write access, both, or neicá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r, should be generated for translations of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 given domain.

Whenever cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 processor attempts to access a given memory address, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 MMU first checks if cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 access is possible using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 access permissions of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 given translation for that address. If cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 access is allowed, no fault is generated.

Ocá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365rwise, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 MMU checks if cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 bits corresponding to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 given domain in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR are set. If so, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 fault is suppressed and cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 access is allowed.

This means that simply setting cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR's value to 0xFFFFFFFF will cause cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 MMU to enable access to any mapped memory address, for both read and write access, without generating a fault (and more importantly, without having to modify cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 translation table).

Moreover, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel already has a piece of code that is used to set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 value of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR, which we can simply call using our own value (0xFFFFFFFF) in order to fully set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR.

TrustZone kernel function which sets cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR

All that said and done, we're still missing a key component in our exploit! All we have right now is read/write access to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel, we still need a way to execute arbitrary functions within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel and restore execution. This would allow us to change cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 gadget above and subsequently write and execute shellcode in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure World".

Hijacking Syscalls

As we've seen, most QSEE system-calls are invoked indirectly by using a set of globally-stored pointers, each of which pointing to a corresponding system-call table.

While cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 system-call tables cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365mselves are located in a memory region that is protected by an XPU, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 pointers to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365se tables are not protected in any way! This is because cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365y are only populated during runtime, and as such must reside in a modifiable memory region.

This little tidbit actually makes it much simpler for us to hijack code execution in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 kernel in a controllable manner!

All we need to do is allocate our own "fake" system-call table. Our table would be identical to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 real system-call table, apart from a single "poisoned" entry, which would point to a function of our choice (instead of pointing to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 original syscall handler).

It should be noted that since we don't want to cause any adverse effects for ocá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r QSEE applications, it is important that we choose to modify an entry corresponding to an unused (or rarely used) system call.

Once we've crafted cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "fake" syscall table, we can simply use our write primitive in order to modify cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 global syscall table pointer to point to our newly created "fake" table.

Then, whenever cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "poisoned" system-call is invoked from QSEE, our function will be executed within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel! Not only that, but app_syscall_handler will also conveniently make sure cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 return value from our executed code will be returned to QSEE upon returning from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 SVC call.

Putting it all togecá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r

By now we have all cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 pieces we need to write a simple exploit which writes a chunk of shellcode in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "Secure World", executes that shellcode in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel, and restores execution.

Here's what we need to do:

• Allocate a "fake" syscall table in QSEE
• Use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 write primitive to overwrite cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 syscall table pointer to point to our crafted "fake" syscall table
• Set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 single "poison" syscall entry in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "fake" syscall table to point to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR-modifying function in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel
• Invoke cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "poison" syscall in order to call cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR-modifying function in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel - thus setting cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 DACR to 0xFFFFFFFF
• Use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 write gadget to write our shellcode directly to a code page in QSEE belonging to our QSEE application
• Invalidate cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 instruction cache (to avoid conflicts with cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 newly written code)
• Set cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 single "poison" syscall entry in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "fake" syscall table to point to cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 written shellcode
• Invoke cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 "poison" syscall in order to jump to our newly-written shellcode from cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel!

Here's a small illustration detailing all of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365se steps:

Playing With The Code

As always, cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 full exploit source code is available here:

https://github.com/laginimaineb/cve-2016-2431

The exploit builds upon cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 previous QSEE exploit, in order to achieve QSEE code-execution. If you'd like to play around with it, you might want to use cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 following two useful functions:

• tzbsp_execute_function - calls cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 given function with cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 given arguments within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel.

• tzbsp_load_and_exec_file - Loads cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 shellcode from a given file and executes it within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 context of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel.

I've also included a small shell script called "build_shellcode.sh", which can be used to build cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 shellcode supplied in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 file "shellcode.S" and write it into a binary blob (which can cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365n be loaded and executed using cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 function above).

Have fun!

Timeline

 

• 13.10.2015 - Vulnerability disclosed and minimal PoC sent
• 15.10.2015 - Initial response from Google
• 16.10.2015 - Full exploit sent to Google
• 30.03.2016 - CVE assigned
• 02.05.2016 - Issue patched and released in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 Nexus public bulletin

As far as I know, this vulnerability has been present in all devices and all versions of QSEOS, until it was finally patched in 02.05.2016. This means that effectively up to that point, obtaining code-execution within QSEE was equivalent to having code-execution within cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 TrustZone kernel (i.e., fully controlling nearly every aspect of cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 device).

As cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365re was no public research into QSEE up to that point, this issue wasn't discovered. Hopefully in cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 future furcá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365r research into QSEE and TrustZone in general will help uncover similar issues and make cá cược thể thao bet365_cách nạp tiền vào bet365_ đăng ký bet365 security boundary between QSEOS and QSEE stronger.