联发科芯片Rootkit误差剖析（CVE-2020-0069）
宣布时间 2020-06-24一、误差配景
2020年3月 ，谷歌修补了一个保存于联发科芯片中的清静误差（CVE-2020-0069） ，误差影响20余款联发科芯片和数百万Android装备。该误差保存于MediaTek Command Queue驱动（CMDQ下令行列驱动） ，允许外地攻击者实现对物理内存地址的恣意读写 ，从而导致权限提升。
二、受影响国产手机型号
Huawei GR3 TAG-L21
Huawei Y5II
Huawei Y6II MT6735 series
Lenovo A5
Lenovo C2 series
Lenovo Tab E7
Lenovo Tab E8
Lenovo Tab2 A10-70F
Meizu M5c
Meizu M6
Meizu Pro 7 Plus
Oppo A59 series
Oppo A5s
Oppo A7x -- up to Android 8.x
Oppo F5 series/A73 -- up to A.39
Oppo F7 series -- Android 8.x only
Oppo F9 series -- Android 8.x only
Oppo R9xm series
Xiaomi Redmi 6/6A series
ZTE Blade A530
ZTE Blade D6/V6
ZTE Quest 5 Z3351S
三、CMDQ驱动简析
DMA（直接内存会见）是允许专用硬件直接从主存储器(RAM)发送或吸收数据的一种特征。其目的是通过允许大内存会见而不过多占用CPU来加速系统。MediaTek Command Queue驱动(CMDQ下令行列驱动)允许从用户层与DMA控制器通讯 ，以实现媒体或显示相关的使命。
基于Redmi 6/6A 源代码剖析 ，在cmdq_driver.h头文件中 ，声明cmdq驱动的IOCTL挪用如下：
CMDQ_IOCTL_ALLOC_WRITE_ADDRESS指令为分派一个DMA缓冲区。
CMDQ_IOCTL_FREE_WRITE_ADDRESS指令为释放一个DMA缓冲区。
CMDQ_IOCTL_READ_WRITE_ADDRESS指令为读取一个DMA缓冲区中的数据。
CMDQ_IOCTL_EXEC_COMMAND指令运行发送其他下令。
1、分派历程
通过CMDQ_IOCTL_ALLOC_WRITE_ADDRESS挪用cmdqCoreAllocWriteAddress ()函数 ，分派一个DMA缓冲区 ，该函数要害代码实现如下：
然后 ，挪用cmdq_core_alloc_hw_buffer()函数分派DMA缓冲区 ，pWriteAddr->va是虚拟地址 ，pWriteAddr->pa为物理地址 ，两者逐一对应。并整理缓冲区。
最后 ，将物理地址赋值到*paStart ，并将pWriteAddr结构体添加到gCmdqContext.writeAddrList链表中。
2、执行下令历程
在CMDQ_IOCTL_EXEC_COMMAND挪用中 ，接纳cmdqCommandStruct结构体作为参数 ，结构体界说如下：
pVABase指向用户层存放下令的缓冲区 ，缓冲区巨细放在blockSize中。其中cmdqReadAddressStruct结构体界说如下：
DmaAddresses是要读取的物理地址 ，读取的值存放在values中。在CMDQ_IOCTL_EXEC_COMMAND下令的执行历程 ，实现代码如下：
函数挪用路径如下：
Cmdq_core_acquire_task()函数会将command绑定到task中执行。详细实现如下：
挪用cmdq_core_find_free_task()函数获取一个空闲task。拿到空闲task并举行一些初始化设置 ，然后最先挪用cmdq_core_insert_read_reg_command()函数执行下令。
该函数实现剖析 ，先拷贝用户层传入的下令到DMA缓冲区中。
pCommandDesc->pVABase是存放下令的内存起始地址� ？奖赐晗铝詈� ，后面分几种方法最后。
这里不做深究 ，最后拷贝EOC和JUMP指令最后。这里也是将用户层传入的下令拷贝过来。
从cmdq_core_acquire_task()函数中返回后 ，如下：
挪用cmdq_core_consume_waiting_list()函数执行task。先从期待行列中获取task。
然后 ，获取空闲内核线程。
最后 ，将task绑定到thread中去执行。
四、读写下令剖析
以cmdq_test.c测试代码为例 ，剖析明确一个完整的读写下令结构。cmdq驱动中界说了两类寄存器 ，一类是地址寄存器用于存放地址 ，一类是数值寄存器用于存放读取或写入的数值。
regResults是虚拟地址 ，挪用cmdq_core_alloc_hw_buffer()函数分派一个dma地址 ，regResultsMVA与之对应 ，然后设置regResults中的数据� Ｗ钕绕唇佣寥『托慈胂铝睿�
将regResults[0]的地址写入CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST类型的地址寄存器中。
然后 ，从CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中读取数据并写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中。这时间 ，CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中的值应该为0xdeaddead。
接着 ，将regResults[1]的地址转存到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中。
最后 ，将CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中的0xdeaddead写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中生涯的regResults[1]的地址中 ，即regResults[1]=0xdeaddead。判断regResults[0]和regResults[1]是否相等。
若是相等 ，说明读写乐成。
五、PoC剖析与测试
（1）PoC代码中 ，执行写操作的要害代码如下：
写入历程中 ，先将value[count]移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中 ，然后将pa_address+offset地址移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中 ，最后将CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中的value写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中生涯的pa_address+offset地址中 ，即*(pa_address+offset)= value[count]。
（2）PoC代码中 ，执行读操作的要害代码如下：
读取历程中 ，第一步先将pa_address+offset地址移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中 ，然后从CMDQ_DATA__REG_DEBUG_DST地址寄存器中存储的地址pa_address+offset中读取数据放到CMDQ_DATA_REG_DEBUG数据寄存器中 ，再将dma_address+offset地址移动到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中 ，最后将CMDQ_DATA_REG_DEBUG数值寄存器中生涯的数据写入到CMDQ_DATA_REG_DEBUG_DST地址寄存器中存储的dma_address+offset地址中 ，即*(dma_address+ offset) = *(pa_address + offset)。
（3）在Reami6测试机中 ，执行PoC测试 ，乐成将Linux修改成minix。
参考链接：
[1]https://github.com/MiCode/Xiaomi_Kernel_OpenSource/tree/cactus-p-oss/drivers/misc/mediatek/cmdq
[2]https://github.com/quarkslab/CVE-2020-0069_poc/blob/master/jni/kernel_rw.c
[3]https://blog.quarkslab.com/cve-2020-0069-autopsy-of-the-most-stable-mediatek-rootkit.html
[4]https://forum.xda-developers.com/android/development/amazing-temp-root-mediatek-armv8-t3922213
[5]https://source.android.com/security/bulletin/2020-03-01
酷游官网起劲防御实验室（ADLab）
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