IPBUF安全漏洞报告
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CVE-2022-50511 CVSS 5.5 中危

CVE-2022-50511 Linux内核字体库位移未定义行为漏洞

披露日期: 2025-10-07
来源: 416baaa9-dc9f-4396-8d5f-8c081fb06d67

漏洞信息

漏洞编号
CVE-2022-50511
漏洞类型
未定义行为(Undefined Behavior)/ 位移越界
CVSS评分
5.5 中危
攻击向量
本地 (AV:L)
认证要求
低权限 (PR:L)
用户交互
无需交互 (UI:N)
影响产品
Linux Kernel(lib/fonts 子模块)

相关标签

Linux Kernel未定义行为Undefined BehaviorUBSAN位移越界Shift-out-of-boundslib/fontsfbconbochs本地权限提升

漏洞概述

CVE-2022-50511是Linux内核lib/fonts模块中的一个未定义行为漏洞,位于fonts.c文件的get_default_font函数中。该漏洞源于在C语言中对一个有符号32位整数值进行31位的左移操作,这种操作在C语言标准中属于未定义行为(Undefined Behavior),因为有符号整数位移可能溢出,无法用目标类型的位宽表示。具体表现为UBSAN(Undefined Behavior Sanitizer)检测到'left shift of 1 by 31 places cannot be represented in type int'的警告。该漏洞在系统启动过程中,当帧缓冲控制台(fbcon)初始化并调用get_default_font函数选择默认字体时被触发,调用链涉及bochs显示驱动的PCI探测过程。攻击者需要本地低权限访问即可触发此漏洞,可能导致系统可用性受到影响(如内核异常或系统不稳定)。该漏洞由Linux内核修复,修复方式是将相关位移操作的变量从有符号类型更改为无符号类型,避免触发未定义行为。此漏洞影响多个Linux内核稳定版本,已通过多个内核补丁进行修复。

技术细节

该漏洞的技术原理在于C语言标准中对有符号整数左移操作的未定义行为定义。在C99/C11标准中,当对有符号整数进行左移操作时,如果结果不能用目标类型表示,则行为未定义。在fonts.c第139行,代码执行了类似'1 << 31'的操作,其中1是有符号int类型常量,左移31位后结果为0x80000000(INT_MIN),这在有符号32位整数中无法正确表示,从而触发UBSAN的shift-out-of-bounds检测。

漏洞触发路径如下:系统启动时,bochs PCI显示驱动被加载并调用drm_fbdev_generic_setup进行帧缓冲设备初始化;随后drm_fbdev_client_hotplug触发drm_fb_helper_initial_config_and_unlock;该函数最终调用register_framebuffer注册帧缓冲设备;在注册过程中,fbcon_fb_registered回调被触发,进而调用do_fbcon_takeover、do_take_over_console和fbcon_startup;最后fbcon_startup调用get_default_font函数选择默认控制台字体,在该函数内部触发了未定义行为。

利用方式:攻击者需要本地低权限访问系统,通过加载bochs显示驱动模块或触发相关帧缓冲初始化流程即可触发此漏洞。虽然此漏洞本身不直接导致代码执行或权限提升,但未定义行为可能导致编译器生成的代码行为不可预测,理论上可能被利用导致系统崩溃(内核panic)或拒绝服务攻击。CVSS评分中的可用性影响为高(A:H),反映了此类未定义行为可能导致系统不稳定。修复方案是将位移操作数改为无符号类型(使用1U << 31代替1 << 31),从而确保位移操作的行为是良定义的。

攻击链分析

STEP 1
步骤1
攻击者获取目标系统的本地低权限访问权限(PR:L),可以通过普通用户账户登录或利用其他漏洞获得本地shell访问。
STEP 2
步骤2
攻击者加载或触发bochs显示驱动(bochs_drm),或通过注册新的帧缓冲设备来触发帧缓冲控制台(fbcon)的初始化流程。
STEP 3
步骤3
系统调用链被触发:bochs_pci_probe → drm_fbdev_generic_setup → drm_fbdev_client_hotplug → drm_fb_helper_initial_config_and_unlock → register_framebuffer → fbcon_fb_registered → do_fbcon_takeover → do_take_over_console → fbcon_startup → get_default_font。
STEP 4
步骤4
在get_default_font函数中,执行'1 << 31'的有符号整数左移操作,触发UBSAN检测到的shift-out-of-bounds未定义行为。
STEP 5
步骤5
未定义行为可能导致系统不稳定、内核异常或拒绝服务状态(影响可用性,A:H),具体后果取决于编译器对未定义行为的实现方式。

PoC / 利用代码

⚠️ 仅供安全研究
以下代码仅用于安全研究和授权测试,未经授权使用属于违法行为。
PoC
// PoC: Triggering CVE-2022-50511 via bochs display driver loading // This PoC demonstrates how to trigger the undefined behavior in get_default_font // by loading the bochs PCI display driver, which initializes the framebuffer console. // Method 1: Load bochs driver module (requires QEMU/KVM with bochs display) // Run as root or with appropriate privileges: // modprobe bochs_drm // Method 2: Trigger via QEMU virtual machine boot with bochs display // qemu-system-x86_64 -vga std -display none // Method 3: Kernel module to trigger framebuffer registration #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fb.h> MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Security Researcher"); MODULE_DESCRIPTION("PoC for CVE-2022-50511"); static int __init cve_2022_50511_init(void) { // Register a framebuffer device to trigger fbcon initialization // This will eventually call get_default_font() and trigger // the undefined behavior in bit shift operation struct fb_info *info; int ret; info = framebuffer_alloc(0, NULL); if (!info) return -ENOMEM; // Set minimal info to allow registration info->var.xres = 640; info->var.yres = 480; info->var.bits_per_pixel = 32; info->fix.line_length = 640 * 4; info->fix.smem_len = 640 * 480 * 4; info->screen_base = (void __iomem *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL); info->screen_size = info->fix.smem_len; ret = register_framebuffer(info); if (ret < 0) { framebuffer_release(info); return ret; } printk(KERN_INFO "CVE-2022-50511 PoC: Framebuffer registered\n"); return 0; } static void __exit cve_2022_50511_exit(void) { printk(KERN_INFO "CVE-2022-50511 PoC: Unloaded\n"); } module_init(cve_2022_50511_init); module_exit(cve_2022_50511_exit); // Build: Makefile // obj-m += cve_2022_50511.o // Build and load: // make -C /lib/modules/$(uname -r)/build M=$(pwd) modules // insmod cve_2022_50511.ko // Check dmesg for UBSAN warnings

影响范围

Linux Kernel < 5.16(多个稳定版本受影响)
Linux Kernel 5.15.x 系列
Linux Kernel 5.10.x LTS 系列
Linux Kernel 5.4.x LTS 系列
Linux Kernel 4.19.x LTS 系列
Linux Kernel 4.14.x LTS 系列

防御指南

临时缓解措施
在无法立即升级内核的情况下,建议采取以下临时缓解措施:1)限制本地用户对帧缓冲设备的访问权限,避免普通用户触发帧缓冲注册操作;2)在内核启动参数中添加'nousb'或禁用相关显示驱动模块;3)如果使用QEMU/KVM虚拟化环境,可以暂时使用其他显示驱动(如virtio-gpu)替代bochs显示驱动;4)启用内核的UBSAN检测功能以便监控此类未定义行为的发生;5)监控系统日志(dmesg),关注UBSAN相关的警告信息,及时发现潜在的安全问题;6)限制普通用户加载内核模块的权限,防止恶意用户主动触发此漏洞。

参考链接

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