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Boothole – Ja, und?

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Ähm.. ich fühle mich geradezu .. ähm.. genötigt.. auch was zum Grubproblem zu schreiben:

Ja, und?

Als ich bei Heise das erstmal davon gelesen hatte, ging mir nur das Satzfragment „ja,und?“ durch den Kopf? Was bitte ist an einer Lücke mit der einen PC „übernehmen“ kann, für die man aber schon Root sein muß, besonders? Naja, nichts. Wenn ich schon durch einen Hack Root wurde, dann brauche ich diese Lücke nicht mehr, weil ich schon drin bin. Wenn man diese Lücke von außen per physischem Zugriff ausnutzen kann, dann brauche ich das auch nicht mehr, denn dann hatte ich schon den Zugriff auf den PC mit allem was drauf ist, denn die meisten haben keine Festplattenvollverschlüsselung. Ich kann als Angreifer also nicht nur den Bootbereich, sondern alles ändern, wenn ich das wollte.

Es bleibt also nur die eine Kombination übrig, für die das ein Problem ist: Systeme mit Verschlüsselung + physikalischem Zugriff  und hier auch nur die, wo /Boot unverschlüsselt ist.

Jetzt ist das mit dem physischem Zugriff so eine Sache, denn was bitte hindert mich daran, einen Bootloader auf die Platte zu bannen und dem Bios des Pcs zusagen, es soll Legacy booten, ergo der Secureboot ist nicht mehr im Spiel? Ein BIOS-Passwort vielleicht? Nicht wirklich, weil physischer Zugriff meint halt auf alles, ich könnte als Angreifer also auch mit genug Zeit, das Mainboard austauschen und so das Biospasswort umgehen, oder ich resette das einfach.

Antwort von Euch: „Dann schließ das Gehäuse halt ab.“ .. ja, das ist so.. ich war mal bei den deutschen Meisterschaften im Schlösserknacken dabei ( Zuseher ) und naja, so sicher wie man glaubt,  sind Schlösser gar nicht. Türschlösser z.b. sind in unter 3 Sekunden geöffnet. Es gibt sogar einen Sportverein der sich ganz der Schlossknackkunst verschrieben hat. Wenn uns das eins lehrt: Schlösser sind kein Hindernis für Profis und die (baulich)einfachen Schlösser von PC Gehäusen oder ausm Baumark schon gar nicht.

Merke.. wer physischen Zugriff auf Euren PC hatte, stellt IMMER ein unkalkulierbares Risiko da. Daher kann einen diese Lücke nicht wirklich schrecken. Spannender wird die Frage, wie M$ das nötige Secure-Bootupdate für die Sperre alter Grub Shims verteilen möchte, weil ohne das, ist der Fix oder nicht Fix komplett unwichtig 😀

Wenn sich Grub und Grubby uneins sind

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Ihr erinnert Euch noch an den Artikel Fedora 30&31 Bootumstellung führt zu Startproblem? Davon habe ich eine neue Version für Euch 🙂

Wenn sich Grub und Grubby uneins sind

Allen Anfängern rate ich jetzt mal zunächst ein bisschen zu Lesen: Grubby: wie man wieder einen Default Kernel setzen kann damit dürfte klar sein, was Grubby macht. Grub ist der verbreiteste Bootloader für Linux und der liest normalerweise das ein, was Grubby so von sich geschrieben hat. Wenn ich das schon so flapsig schreibe, dann kann das ja eigentlich schon nicht stimmen, tut es auch nicht immer 🙂

Fangen wir mit der Geschichte von vorn an …ää ähm .. ä ..hm… es war mal im Jahr 2019 ein Fedora Releasewechsel von Fedora 29 auf 30, und ein Linux Tablet. Ok,ok, mein Tablet war zwar an der Geschichte beteiligt, aber das hätte jedem PC passieren können, ehrlich 😉 Mit Fedora 30 wurde ja BLS eingeführt und dabei muß jemand an Grub geschraubt und was falsch gemacht haben, denn bis zu dem Upgrade lief das mit dem Setzen des Default Kernels über Grubby noch.

„Ihr wagt es mir zu trotzen, wer seid Ihr Ritter Rosthülle!“

Seit dem Update konnte ich machen was ich wollte, es wurde immer der erste Kernel in Menü als Bootkernel ausgewählt, egal was ich mit Grubby angestellt habe. Zu beachten ist hier, daß immer alle aktuell installierten Kernels im Menü aufgetaucht sind. Nun habe ich ja für den Beitrag zum neuen Surfacekernel Repo einen, wer würde es erraten, neuen Kernel installiert \o/ und prompt bootete der nicht automatisch. Da ich aber sicher gehen wollte, daß der immer startet, habe ich da nochmal alles überprüft.

Die Dateien in /boot/grub2/ waren alle OK. Wenn Grubby gehustet hat, änderten sich die grubenv und die grub.cfg untertänigst und trotzdem blieb es beim ersten Kernel im Menü. Unglaublich. Jetzt kann man glücklicherweise im Grubmenü auf „c“ drücken und kommt in die GrubShell. Wenn man da „set“ aufruft, zeigt er einem die Grubvariablen an, das sind die, die man mit dem Eintrag in der grubenv überschreiben kann. Wenn man sich die grub.cfg ansieht:

if [ -f ${config_directory}/grubenv ]; then
    load_env -f ${config_directory}/grubenv
elif [ -s $prefix/grubenv ]; then
    load_env
fi

erkennt man auch als Uneingeweihter, daß hier die grubenv geladen werden soll. d.b. Schritt Eins vom Bootloader, bevor das Menü überhaupt zusammenbaut wird, ist also die grubenv laden und die passenden Variablen setzen oder überschreiben.

Die GrubShell

Wie bereits erwähnt kann man sich das Ergebnis in der GrubShell ansehen, wenn man „set“ eingibt. Solltet Ihr beim nächsten Boot einfach mal machen und reinsehen. „boot“ oder „reboot“ bringen Euch da wieder raus. Als ich heute (für Euch vor 2 Wochen) in die Variablenliste von „set“ sah, wäre ich fast vom Stuhl gefallen. Da stand allen ernstes ein Kernel 5.2.7 (Fedora 29) als Defaultkernel drin! Den gab es unter /boot/ aber gar nicht mehr und das System hat nur eine Bootplatte. Ich habe ja erwähnt, daß alle Kernel, die hätten im Menü sein sollen, auch im Menü drin waren. Ein Kernel 5.2.7 wäre da aufgefallen.

Jetzt sucht mal auf der Platte nach einem Kernel, den es seit 5 Monaten nicht mehr gibt, viel Spaß dabei! Das muß ja irgendwo drin stehen, also /etc/ durchsucht, /boot/grub2 durchsucht, /usr/ durchsucht, nichts! Kein Kernel, kein Eintrag.. wo zum Geier kommt das her? Grubby schreibt doch jede Änderung des Kernels direkt in die Files, da KANN DOCH GAR KEIN ALTER KERNEL DRINSTEHEN!

Wenn A und B nicht das Gleiche sind!

Stands auch nicht. Die Lösung für das Problem war dann weniger spannend als die Suche danach 🙂 Grubby änderte die Dateien in /boot/grub2, aber Grub lud nicht /boot/grub2 sondern /boot/EFI/efi/fedora/ und da standen uralte Fedora 29 Sachen in den Dateien. Das ist so eine „Links weiß nicht was Rechts tun“ Geschichte. Die Lösung für das Problem ist dann ganz einfach, man nimmt einfach zwei Symbolische Links und verknüpft die beiden Orte, so daß es nur noch eine Datei mit dem Inhalt gibt, und nicht mehr zwei verschiedene.

Da Grubby alle aktuellen Anpassungen nach /boot/grub2/ schreibt, aber Grub aus /boot/EFI/efi/fedora/ liest und zu allem Überfluß /boot/ zu „/“ wird, wenn man der Bootloader ist, muß man ein klein bisschen kreativ werden, um den korrekt Pfad für den Link abzuleiten. Folgende Anweisungen können das für Euch direkt lösen:

mv /boot/grub2/grubenv /boot/EFI/efi/fedora/grubenv
mv /boot/grub2/grub.cfg /boot/EFI/efi/fedora/grub.cfg
cd /boot/grub2
ln -s ../EFI/efi/fedora/grubenv
ln -s ../EFI/efi/fedora/grub.cfg

Kurz erklärt

„mv“ steht für „move“ und verschiebt Dateien von A nach B. Wenn B vorhanden, wird es überschrieben, man muß B also nicht vorher löschen.
„ln -s {Pfad/Dateiname}“  legt den symbolischen (-s) Link von {Pfad/Dateiname} als „Dateiname“ im Filesystem an. Sollen Ziel und Quelle des Links gleich heißen muß man da nichts weiter angeben. Üblich wäre aber z.B. „ln -s pfad1/datei1 pfad2/datei2“ . In den Anweisungen oben haben wir einen relativen Pfad ../EFI/efi/fedora benutzt, weil /boot/EFI/efi/fedora nicht geht, da es /boot/ in der Bootparition nicht gibt, denn die wird während des Bootens erst später unter /boot/ eingehängt. Der Bootloader hantiert also direkt im /boot/ rum, weswegen in seinem Kontext „/boot/“ = „/“ ist. Das Root = / ist hätte man riskieren können, aber da Grub nicht von /boot/grub2 lädt, könnte da ja noch viel mehr anders sein, als mir jetzt bekannt ist. Daher war der relative Link hier sicherer als „ln -s /EFI/efi/fedora/grubenv“ zu benutzen.

Für Anfänger: Ein symbolischer Link ist eigentlich nur eine kleine Textdatei, wo das Ziel ( hier ../EFI/efi/fedora/grubenv ) drinsteht. Das Filesystem merkt das, und folgt dann dem Pfad zum eigentlichen Ziel. Symbolische Links kann man quer über alle eingehängten Partitionen benutzen. „Hardlinks“, die sich hier auch angeboten hätten, kann man nur innerhalb einer Partition benutzen, dafür haben die andere Vorteile.

Bugreport ist raus, mal sehen wann die Beule am Kopf der GrubDevs vom gegen die Wand schlagen wieder abgeschwollen ist 🙂

Neue Schwachstelle im Fedora Systemdesign?

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Travis Ormandy, genau der vom Google Security Team, hat bei Red Hat und Fedora im April 2019 einen Securityreport eingebracht, daß eine Änderung zum Setzen von Bootflags, jetzt die Tendenz hat, extrem leicht dem Bootprozess zu stören.

SUID für grub2-set-bootflag

„grub2-set-bootflag“ ist ein Befehl aus der Bootloaderedition, der zwei Argumente annimmt. Aufrgund der Argumente verorte ich das mal im FastBootBereich des Systemstarts, weil es augenscheinlich um so Sachen wie schnelleres Laden, wenn Booten schon einmal erfolgreich war, geht.

Das Problem

$ ls -l `which grub2-set-bootflag`
-rwsr-xr-x. 1 root root 20272 Oct 10 00:35 /usr/sbin/grub2-set-bootflag

Wie man unschwer sehen kann, ist das ein Programm, daß man als User ausführen kann und dann Dinge als Root tut. Um genau zu sein, es schreibt eine Bootoption in die grubenv abhängig vom Argument. Ohne erst einmal ein halbes Dutzend Bugreports zu lesen, die grubenv enthält so Sachen wie „welchen Kernel soll ich booten“ und ist extrem anfälliger Bockmist.

Ja,Ja, ich hörs schon wieder, ich soll nicht so auf anderer Leute Arbeit rumhacken 🙂 Also erkläre ich das mal, dann verstummt Ihr von alleine 😉 Das ist Bockmist weil, die grubenv muß EXAKT 1024 Zeichen lang sein, um vom Bootloader verarbeitet werden zu können. Ist sie kleiner oder größer, wird sie ignoriert … und auch nie wieder beim Update der Bootconfig gefixt.

Woher ich das weiß, na von dem halben Dutzend Bugreports über die letzten Jahre, die Andere und ich zu dem Thema bei Red Hat abgesetzt haben und Ihr könnt mir glauben, die ziehen sich extrem unnötig in die Länge.

Immer mal wieder passiert es nämlich, daß grubby die grubenv selbst sabotiert. Unwissentlich passiert das, wenn jemand von Hand an der grubenv rumeditiert um z.b. einen anderen Kernel einzustellen. Macht das nicht! Nehmt Grubby dafür! Grubby: wie man wieder einen Default Kernel setzen kann

Um die exakte Dateilänge von 1024 zu erreichen, wird in die grubenv eine Reihe von abgezählten „#“ Padzeichen eingefügt. Könnt ja mal reinsehen. Wenn jetzt also jemand dort Optionen einbringt und der Grubenv-Block wird zu groß, oder zu klein, dann fällt das System auf die Defaults zurück.

Was im Zweifel bedeutet: Es bootet nicht mehr!

Welchen Grund wird es wohl gehabt haben, daß jemand einen anderen Kernel eingetragen hat? Genau 😉

Boot Loader Specification

Mit Fedora 30 wurde im Bootbereich auch Einiges geändert, so stehen die Kernels nicht mehr in der grub.conf drin, sondern finden sich jetzt in /boot/loader/entries/ als einzelne Dateien wieder und die saved_entry Variable in der grubenv referenziert nur noch einen dortigen Dateinamen.

Jetzt kommt Travis ins Spiel

Travis hat also aufmerksam die Publikationen von Fedora verfolgt und stolperte über das Problem mit dem Setuid. Damit kann nämlich jeder Benutzer, und damit Programm, diesen Grub2 Befehl ausführen. Würde das mit der grubenv stabil laufen, wäre das noch kein Problem.

Jetzt hat Travis aber einen Weg ersonnen, wie man als User die grubenv unbrauchbar machen kann, indem man z.b. das Padding zerstört ( siehe Bockmist oben ).

$ sudo egrep -bo ‚^##‘ /boot/grub2/grubenv
322:##

Zum Ermitteln wieviele ## da als Padding drin sind. Es geht aber auch pauschal mal eine 10 Byte lange Datei , kommt aufs gleiche raus.

python
Python 2.7.16 (default, Apr 30 2019, 15:54:43)
[GCC 9.0.1 20190312 (Red Hat 9.0.1-0.10)] on linux2
Type \“help\“, \“copyright\“, \“credits\“ or \“license\“ for more information.
>>> import resource
>>> import os
>>> resource.setrlimit(resource.RLIMIT_FSIZE, (323,323))
>>> os.execlp(\“grub2-set-bootflag\“, \“grub2-set-bootflag\“, \“menu_show_once\“)
Error flushing /boot/grub2/grubenv: File too large

Das Pythonbeispiel begrenzt also die Filelänge für sich und alle Subprozesse und Ihr ahnt es schon, das wirkt sich auch auf den per SUID aufgerufenen Prozess von Grub aus.

Ergebnis: Grubenv zerstört, Booteinstellungen auf Defaults zurückgesetzt und ggf. System damit unbrauchbar gemacht.

Und weil man das auch absichtlich zerstörerisch einsetzen kann, hat Travis das an Security@Redhat geschickt. Fedora und Red Hat haben es bis heute ignoriert. Heute lief der Full-Disclosure Timer aus, mal sehen ob jetzt was passiert.

Für Grubunzulänglichkeiten können Red Hat und Fedora natürlich nichts, aber man muß ja nicht noch Öl ins Feuer kippen. Vor F30 wurde es mit mit pkexec ausgeführt, was sich besser auf bestimmte Prozesse oder Benutzer einschränken läßt. Warum das geändert wurde bleibt in einer dunklen Developer-Mailingliste verborgen 😉