0x00 前言
近期，国外研究员Nabeel Ahmed泄露了CVE-2019-0841漏洞的细节，该漏洞一旦被成功利用，低权限用户便可获得目标文件的“完全控制”权限。红队人员通过结合dll劫持等攻击技术，可以实现提升权限至NT Authority/SYSTEM并进行后门攻击。微软认为，该漏洞是由Windows AppX部署服务(AppXSVC)在处理硬链接时出现错误导致的，实际上是利用了Windows系统的三个特性组合而成的。绿盟科技M01N红队对该漏洞的原理和利用进行了详细分析。
0x01 相关概念
DACL（Discretionary Access Control List）是ACE（Access Control Entries）的集合。ACE访问控制条目定义了谁可以对某个对象执行何种操作（如读取/写入等）：
硬链接（Hard link）是一种特殊的文件快捷方式，不占用系统空间，但必须与目标文件位于同一驱动器内，且数据会同步（修改一个文件的内容，其他链接文件的内容也会被修改）。
0x02 漏洞原理
Windows应用的用户配置文件位于C:\Users
该文件用于追踪应用的注册表设置。NT Authority/SYSTEM使用该文件修改应用配置，而普通用户也拥有完全控制的访问权限：
以系统默认安装的Edge浏览器为例，打开Edge浏览器后，settings.dat文件会被NT Authority/SYSTEM访问，首先会检查文件的权限，如果发现权限错误，就会修复文件权限。然后，SYSTEM会读取文件内容，若内容已损坏，则会删除该文件，同时通过复制位于C:\Windows\System32目录下的settings.dat模板文件来重置应用配置。之后，获取新文件的排他锁（Exclusive lock）以防止其他进程在应用运行时访问该文件。
这些行为大部分是以用户身份进行的，因为当前用户也拥有完全控制的访问权限。如果我们能够将该注册表文件设置为目标文件的硬链接，我们将不再拥有对该配置文件的完全控制权，因为此时该硬链接文件已经变成了目标文件的访问权限属性。SYSTEM在检查该文件权限时会修复当前的权限错误（给当前用户完全控制的访问权限），而对该配置文件的属性修改会传递到目标文件上，也就是说，SYSTEM为我们配置了对目标文件的完全控制权。
0x03 漏洞分析
下图为networks文件属性，当前普通用户只具有读取与执行的权限，而SYSTEM具有完全控制权：
使用系统内置命令mklink为networks文件设置硬链接，并将该链接文件设为Edge浏览器的注册表配置文件settings.dat：
可以看到，该操作被拒绝访问。在事件属性Desired Access中我们可以看到，程序希望获得对networks文件写属性（Write Attributes）和同步（Synchronize）的访问权限。
下面使用GoogleProjectZero的符号链接测试工具集中的硬链接创建文件进行操作：
同样在事件属性Desired Access中可以看到，这次程序希望获得对networks文件的最大可允许访问权限（Maximum Allowed），并成功通过SetLinkInformation操作设置了硬链接。
根据Project Zero博客中的描述，mklink进行创建硬链接操作时，请求的是FILE_WRITE_ATTRIBUTE权限：
而他们发现，在打开链接文件时即使不去请求写权限，仍然能完成硬链接的创建，因此可以自行调用系统API实现硬链接创建：
在创建硬链接后启动Edge浏览器。Edge可以读取settings.dat文件内容，但是当它请求进行写操作时，被拒绝访问了，因为此时该文件为hosts文件的硬链接，而当前低权限用户并不具有对networks文件的完全控制/修改权限。此时，SYSTEM为当前用户配置该文件的读写等权限（因为当前用户本应具有对该settings.dat文件的完全控制权）：
SYSTEM读取该文件后发现内容已损坏（因为此时它的内容是hosts文件内容，而不是注册表文件的内容），删除文件并复制该文件的模板到该目录下以还原此配置。
此时可以发现SYSTEM对此前的硬链接文件的权限进行修改后，权限配置已经被传递到了networks文件，当前用户已经具有对该文件的完全控制权：
利用该思路，攻击者可以通过修改一些可被利用的dll文件的权限，从而篡改文件内容，当程序使用高权限调用该dll时便能执行攻击者的代码内容，从而完全提升权限。
0x04 利用条件
因为是使用SYSTEM身份对文件权限进行修改的，所以SYSTEM必须对目标文件具有完全控制的访问权限；低权限用户/组必须拥有读取/执行的权限，且该权限应该可以被继承。如果用户对目标文件的权限没有启用继承，系统配置settings.dat文件权限时则无法利用硬链接将权限传递/继承到目标文件上。如下图所示，test用户对networks文件的完全控制访问权限实际上是继承于对父对象即settings.dat文件的访问权限：
0x05 漏洞总结
该漏洞的核心思想总结为利用了以下三点Windows的相关特性：
- 系统默认安装应用在启动时，会使用SYSTEM权限检查应用的settings.bat配置文件，包括文件权限、完整性等，在文件权限错误时会对其进行权限修改。
- 系统创建硬链接命令mklink需要对目标文件拥有写权限，但写权限是完成该操作的非必要条件，可以通过调用系统API自行实现代码完成硬链接创建。
- 由于目标文件默认开启继承关系，当给创建的硬链接文件赋权时，父对象文件也同样会获得权限。
0x06 攻击利用
通过该漏洞我们可以获取系统可信目录文件的完全控制权限，通过对文件内容的篡改结合dll劫持等方式可完成提权或后门攻击的目的。比如我们可以通过该漏洞进行权限覆盖获取“完全控制”权限并篡改dll文件，Chrome浏览器升级功能googleupdate服务会以system权限运行并调用加载该dll文件，最终攻击者的恶意代码将被执行，完成提权后门攻击。
0x07 参考资料
https://www.php.cn/link/0853de1f652d3a206e18264d18eb3bb0
https://www.php.cn/link/3d07ea96868c61f951e614e15fd5994b
https://www.php.cn/link/be37636fec7514e291c13c1024c56a9b
