详细分析微软“照片”应用图像编码器漏洞 (CVE-2020-17113) – 作者:奇安信代码卫士

在上一篇《微软“照片”应用Raw 格式图像编码器漏洞 (CVE-2021-24091)的技术分析》中，笔者基于对Olympus e300 相机raw格式的粗浅理解，并未对 WindowsCodecsRaw和WindowsCodecs 这两个图像解码库展开深入调试，仅阐明漏洞函数部分漏洞产生的原因。在本文中，笔者将分析同一个库中的另一个漏洞（CVE-2020-17113），以期加深对WindowsCodecsRaw 库的理解。

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根据MSRC 和漏洞发现者公开的信息，Windows Imaging Component 解码TIFF格式图片时，在解析原始数据 (GetNameWhiteBalances) 的过程中触发该漏洞。（TIFF格式 参见维*基*百科相关内容）。本文将基于对TIFF格式的了解并结合POC格式解析展开分析，供读者参考。

0x00 漏洞验证

1. 在Win10 1903 x64系统上，使用gflags工具为图片app开启页堆，双击图片文件打开（图片默认应用为照片App）。一段时间后，App退出进程。

2. 使用Windbg附加照片App（Windbg 调试UWP方法详见微软文档），敲击g运行程序。一段时间后，进程崩溃。如下图所示：

结合访问违例的指令和内存分配的结果，可以得出如下结论：访问违例的原因是，在大小为0x10字节的内存区域中读取偏移为0x30的数据，因此它是一个越界读的漏洞。

0x01 漏洞分析

首先使用ida pro 加载崩溃dll，定位到崩溃点，分析函数代码。

函数声明如下：

__int64 __fastcall CCanonRawImageRep::GetNamedWhiteBalances(CCanonG12ImageRep *a1, __int64 a2)

结合对传入参数类型的分析，通过自行构造结构体以及虚表定位，给出注释如下：

函数伪代码如下：

CTag * tag = a1->GetTags();vector<int> vec = {0, 1, 2, 3, 4, 5,……};tag_data = tag->GetTagdata();​for (int i = 0; i < 10; ++i){if (vec[i] < tag->GetTagCount()){dword *addr = tag_data + 48 * vec[i];dword v26 = *(addr);word v13 = *(word*)(addr+4);expressions;...​}...expressions;}​

在这段代码中，如果 tag_data 数据块的长度小于 vec 向量前10个成员中最大值的48倍，就有可能产生越界读。在实际调试代码时，可以看到，这个 tag_data 确实只有16个字节。

所以，当照片App加载这个图片时，会产生越界读的访问违例。

0x02 关于POC文件

漏洞触发的原因，不难理解。但问题是，这个文件为什么能产生这样一个错误的IFD_Tag 结构呢?还是要从“照片“ App解析POC文件的过程入手。

关于解析过程的调试，过程比较繁复，这里就不做赘述了。下面仅根据文件格式规范，总结一下这个文件表现出的一些有趣现象。

文件内容如下图：

熟悉图片格式的读者可以发现，这个文件是一个嵌入Exif 信息块的tiff格式。

为方便不熟悉tiff格式的读者阅读，简单说一下TIFF格式的结构。TIFF ，即“标签图像文件格式”，是一种利用标签字段对图像的尺寸，色彩空间等进行规范的文件信息。同时它具有很好的可扩展性，厂商可以根据自己的需求设计“自定义标签”，或者“私有标签”，以便于存储个性化的信息，丰富图片内容（详细信息可以查看TIFF FAQ. https://www.awaresystems.be/imaging/tiff/faq.html）。

便于读者理解，笔者将结合poc图片内容说明几种重要的数据结构。

2.1 头部

TIff头部数据结构，如下所示：

• 前两个字节指定文件字节序，“II“为 小端 “MM” 为大端；

• 3-4字节是magic值，永远为0x2A，字节序由前两个字节指定；

• 5-8 字节指定第一个IFD 的偏移，为非负值，不能超过4G(32位地址空间，无符号整数，bigtiff的信息这里暂且不表)。

2.2 IFD

IFD即为图像文件目录，每一个IFD 都记录一页图片内容的属性和数据（也会记录subifd，以及其他信息），格式如下：

如上表所示，每一个IFD结构都由3部分组成：

• ifd_size：2 字节，指定该IFD中tag的数量

• tag_array：ifd_size *12个字节，一个由tag组成的列表，指定图片的各种属性值

• next_ifd：4个字节，指定下一个IFD结构的偏移，如果没有下一个IFD 值为0。

2.3 TAG

tag 结构如下：

tag结构由四部分组成：

• tag_id：2 字节，指定该 tag 描述的对象的ID；

• tag_type：2 字节，指定 tag_value 的数据类型；

• tag_cnt ：4 字节 指定 tag_value 值的数量；

• tag_value(tag_value_offset): 如果 tag_value 值的大小不超过4字节，表示 tag_value，否则该字段指向 tag_value 在文件的偏移。

以上是TIFF格式几种重要数据结构的简单描述，详细信息请自行查阅资料。

2.4 值得注意的几个tag_id

除了TIFF 基本的IFD tag外，有几个需要说一下的TAG_ID：

值得注意的是，上面几个 IFD_Tag 出现时，表示文件中会产生嵌套格式的IFD。

2.5 关于poc文件的IFD结构

如前文中010Editor模板对poc文件的解析结果所示，名义上，因为第一个IFD结构的 next_ifd_offset 不为0，所以这个图片至少有两页。

但是，偏移0x2232开始的内容则表明这段数据是一个无效的IFD结构，所以在解析ifd时会因为数据不符合结构规范，退出解析函数。

在实际调试过程中，笔者通过逆向图像编码库并设置断点，记录了“照片“App对poc文件的解析过程。解析的ifd tag 结构，部分输出如下：

bu windowscodecsraw+023D3A1 "r $t1 = poi(rsi+28) ; .echo tag is:; dd rbp-cc l1; .printf \"offset is %x\", @$t1; .echo \n; gc"

可以看到，偏移0xc6处的tag 值为0x8769，也就是前文提到的Exif IFD，所以“照片” App会继续解析。显然,这个poc文件是经过变异的，调试过程相比于解析正常的TIFF格式要复杂一些，这里不做赘述。

下表为“照片”app 解析poc文件时，解析得出的所有“IFD”结构信息。

笔者并不能根据现有的文件逆向推导poc原文件到底是什么。然而，正是变异导致整个TIFF文件出现了解码器不能识别的错误，tag标签被错误解析，从而导致在处理白平衡时，对象解析出错，进而引发越界读的访问违例。

因为被错误解析而导致访问违例的ifd_tag结构，如下所示:

0x03 小结

得益于良好的可扩展性和强大的适应性，Tiff 广泛适用于各种生产环境。笔者通过本次漏洞分析发现了此前在研究 tiff 格式时忽略的一些信息，同时，也获得了挖掘Tiff格式漏洞的一点新思路。读者如能从本文获得同样的启发，则实现了笔者的分享价值。

题图：Pixabay License

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来源：freebuf.com 2021-05-12 14:08:14 by: 奇安信代码卫士