CVE-2023-38146：通过 Windows 主题执行任意代码

这是我在研究奇怪的 Windows 文件格式时发现的一个有趣的错误。这是一种经典的 Windows 风格漏洞，具有签名损坏、DLL 加载粗略、文件竞争、cab 文件和 Web 愚蠢标记等特征。这也是我自 2022 年 4 月离开微软以来第一次向 MSRC Windows 漏洞赏金提交。

按照命名漏洞的伟大传统，我亲切地将这个命名为 ThemeBleed（目前还没有徽标，但我正在接受提交。）

总的来说，发现并 PoC 这个漏洞非常有趣，MSRC 的响应速度和判断赏金的速度令人难以置信:^]

以下是我发送给 Microsoft 的报告的稍微修改版本。报告之后是时间表和我的修复说明。

概括

Windows 11 上存在一系列问题，可能导致用户加载文件时执行任意代码.theme。

错误详情

一、背景

在 Windows 上，.theme文件允许自定义操作系统外观。这些.theme文件本身是ini 文件，其中包含配置详细信息。单击.themeWindows 11 上的文件将调用以下命令：

"C:WINDOWSsystem32rundll32.exe" C:WINDOWSsystem32themecpl.dll,OpenThemeAction <theme file path>

该漏洞专门涉及.msstyles文件的处理。这些是 PE (DLL) 文件，其中包含主题中使用的图标等资源，但（应该）不包含任何代码。可以通过以下方式在文件.msstyles中引用文件：.theme

当.theme文件被打开时，该.msstyles文件也会被加载。

2.主题“Version 999”检查

加载.msstyles文件时，会检查主题的版本LoadThemeLibrary。uxtheme.dll它将通过加载PACKTHEM_VERSION二进制文件中指定的资源来完成此操作。如果它读取的版本是999，它将调用另一个函数ReviseVersionIfNecessary。该函数的反编译版本以及相关部分的注释如下所示：

__int64 __fastcall LoadThemeLibrary(const WCHAR *msstyles_path, HMODULE *out_module, int *out_version){  HMODULE module_handle;  signed int result;  int version;  signed int return_val;  unsigned int resource_size;  __int16 *version_ptr;  if ( out_version )    *out_version = 0;  module_handle = LoadLibraryExW(msstyles_path, 0, 2u);  if ( !module_handle )    return (unsigned int)MakeErrorLast();  result = GetPtrToResource(             module_handle,             L"PACKTHEM_VERSION",             (const unsigned __int16 *)1,             (void **)&version_ptr,             &resource_size); // !!! [1] version number is extracted from resource "PACKTHEM_VERSION"  if ( result < 0 || resource_size != 2 )    goto LABEL_22;  version = *version_ptr;  if ( out_version )    *out_version = version;  return_val = -2147467259;  if ( version >= 4 )  {    if ( version > 4 )      result = -2147467259;    return_val = result;  }  if ( return_val < 0 && (_WORD)version == 999 ) // !!! [2] special case for version 999  {    resource_size = 999;    return_val = ReviseVersionIfNecessary(msstyles_path, 999, (int *)&resource_size); // !!! [3] call to `ReviseVersionIfNecessary`...}

3. ReviseVersionIfNecessary 中的检查时间和使用时间允许绕过签名

ReviseVersionIfNecessary上一步调用的函数执行多个操作。给定文件的路径.msstyles，它将执行以下操作：

1. _vrf.dll通过附加到文件路径来创建新的文件路径.msstyles。

2. 检查这个新_vrf.dll文件是否存在。如果没有，请退出。

3. 打开_vrf.dll文件

4. 验证文件上的签名_vrf.dll。如果签名无效，则退出。

5. 关闭_vrf.dll文件

6. 将_vrf.dll文件作为 DLL 加载并调用该VerifyThemeVersion函数。

其目标似乎是尝试安全地加载签名的 DLL 并调用函数。然而，这种实现是有缺陷的，因为 DLL 在步骤 5 中验证签名后关闭，然后在步骤 6 中通过调用 LoadLibrary 加载 DLL 时重新打开。这在这两个步骤之间提供了一个竞争窗口，攻击者可以利用该竞争窗口可能会_vrf.dll用未签名的恶意文件替换已验证签名的文件。然后该恶意 DLL 将被加载并执行。

4. 网络标记绕过

如果用户下载.theme文件，则在启动该文件时，由于文件上存在 Web 标记，他们将收到安全警告。事实证明，可以通过将.theme文件打包到.themepack文件中来绕过这一点。

文件.themepack是包含文件的 cab 文件.theme。当.themepack打开文件时，.theme将加载包含的文件。当使用 Mark-of-the-Web 打开.themepack文件时，不会显示任何警告，因此通常会看到的警告被绕过。

概念验证

我针对这个问题开发了一个PoC。PoC 由两个组件组成：一个在攻击者计算机上运行的 SMB 服务器可执行文件，以及一个.theme在目标计算机上打开的文件。

为此，我选择使用攻击者控制的 SMB 服务器，因为.theme文件可能指向.msstyle远程 SMB 共享上的路径。由于 SMB 共享是由攻击者控制的，因此ReviseVersionIfNecessary当客户端第一次请求它检查签名时，它可以通过返回有效签名的文件，然后在客户端加载 DLL 时返回恶意文件，从而轻松利用 TOCTOU 错误。

PoC 可以在这里找到：https: //github.com/gabe-k/themebleed

环境准备

要运行 PoC，您将需要两台机器，一台将运行 SMB 服务器的攻击者机器，以及一台将在其中加载文件的目标机器.theme。以下是各机器的要求：

攻击机

• Windows 10 或 11

• 禁用“服务器”服务以释放 SMB 端口（禁用并重新启动，不要只是停止该服务）

• 最新的.NET

• 可访问网络上的目标机器

靶机

• 最新的Windows 11

重现步骤

1. 通过运行以下命令创建.theme文件：themebleed.exe <attacker machine ip> exploit.theme

2. 在攻击者机器上运行：themebleed.exe server

3. 在目标机上打开exploit.theme

这应该会导致计算器在目标计算机上打开。这表明任意代码已被执行。

制作人员

PoC 使用Tal Aloni 的SMBLibrary：

https://github.com/TalAloni/SMBLibrary

结论

这是一个可靠的漏洞，从加载主题到下载和执行代码，都不会损坏内存。此外，此漏洞似乎是新漏洞，仅存在于 Windows 11 中。我请求考虑将此提交视为赏金。

为了修复这个漏洞，我建议：

• 完全删除“版本 999”功能，但我不完全确定它的预期用途是什么。

• _vrf.dll以 Windows 验证其他代码的标准方式签署和验证二进制文件，而不是容易受到此类竞争条件影响的代码。

• 禁止从主题文件中的远程共享加载资源。

• 将 Web 标记添加到.themepack文件中。

原始报告结束

报告时间表

• 2023 年 5 月 15 日 - 向 Microsoft 提交了报告和 PoC。

• 2023 年 5 月 16 日 - Microsoft 承认存在漏洞。

• 2023 年 5 月 17 日 - 奖励 5,000 美元

• 2023 年 9 月 12 日 - 修复已发布。

微软修复分析

Microsoft 针对该问题发布的修复程序完全删除了主题“版本 999”功能。虽然这缓解了这个特定的漏洞，但它仍然没有解决.msstyles文件签名中的 TOCTOU 问题。

此外，微软还没有在文件上添加“网络标记”警告.themepack。

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