2023年,Linux内核中一个关键组件——CAN BCM子系统暴露出一处严重的Use-After-Free(UAF)漏洞,编号为CVE-2023-52922。该漏洞允许未经授权的用户读取内核空间数据,进而导致敏感信息泄露,成为安全研究者和系统维护人员关注的焦点。本文旨在详尽分析该漏洞的成因、攻击手法、影响面以及应对措施,帮助广大安全从业者和Linux用户正确理解并防范潜在威胁。 用例背景和漏洞概述 CAN(Controller Area Network)协议广泛应用于工业设备及汽车电子控制系统,Linux内核中的CAN BCM(Broadcast Manager)子系统负责实现CAN消息的网络管理功能。该子系统通过在/proc/net/can-bcm目录下创建proc接口条目,允许用户空间进程通过read()系统调用访问CAN BCM套接字的状态信息。 然而,研究团队在2024年提出的分析发现,由于CAN BCM子系统在释放套接字及管理相关操作过程中存在内存管理不当的问题,bcm_release()函数中会先移除绑定在tx_ops和rx_ops链表上的对象,再调用remove_proc_entry()删除proc条目。
这一过程在扫尾时出现了竞态条件,导致bcm_proc_show()函数在读取已经被释放的对象时发生Use-After-Free错误。 技术细节及漏洞机理 缺陷发生在bcm_release()函数中。首先,函数通过bcm_remove_op()逐个释放tx_ops和rx_ops链表中的struct bcm_op对象,该释放函数依次取消定时器、释放帧缓冲区并释放结构体本身。随后,bcm_release()删除proc文件系统中的条目。然而,这两步操作之间存在时间差,若此时有线程执行bcm_proc_show()读取proc条目数据,则有可能访问到已被释放的内存,产生成员数据被读取的Use-After-Free场景。 bcm_proc_show()遍历bo->rx_ops和bo->tx_ops链表,用seq_printf()将成员如can_id、帧数、时间间隔等信息输出至用户空间。
因为链表中对象可能已经被释放,内存被重新分配,返回的内容可能包括任意内核数据,导致敏感信息外泄。 影响范围和利用条件 受影响的环境主要为运行5.14系列内核的Red Hat Enterprise Linux 9及其衍生版本。利用该漏洞需要目标系统启用CAN支持,且必须存在至少一个CAN网络接口。值得注意的是,漏洞危害并非仅限于特权用户,通过网络命名空间(net namespaces)和用户命名空间(user namespaces)机制,非特权用户也能够模拟CAN环境实现漏洞利用。 针对RHEL 8版本,该漏洞存在代码但不可利用,原因是其内核不支持Virtual CAN tunnels跨命名空间通信(VXCAN),限制了攻击环境的构建。 攻击手法及实验验证 研究人员尝试了三种主要方法利用该漏洞。
第一种方法试图通过重新分配已释放的slab对象,将其以用户控制的数据覆盖struct bcm_op的链表节点指针,进而实现对内核任意地址的访问。尽管该方法会触发内核保护导致系统异常崩溃,但未能实现可靠的数据泄漏。 第二种方法利用System V IPC消息队列分配消息结构替代链表节点形成循环链表,导致bcm_proc_show()陷入死循环。虽然能够干扰系统正常运转,但同样未能获取具体敏感数据。 第三种方法最为关键,即利用释放对象中包含的ktime_t时间戳字段恰巧存放在结构体中部的特定偏移,其与slab分配器中编码的freelist指针重合,从而通过读取proc接口泄露编码后的freelist指针。 freelist指针经过编码和地址随机化保护,但泄露这些指针使攻击者能够推断slab缓存中对象的物理地址和内核布局,有助于绕过地址空间布局随机化(KASLR)等防护机制,对内核安全造成严重威胁。
泄露信息的利用及安全影响 泄漏的编码freelist指针可用于构建任意地址指针的编码版本,结合其他漏洞将可实现写任意内存的能力,实现内核特权提升。攻击还可以推断出slab缓存对象的基地址,极大增加后续攻击的准确性和成功率。 尽管由于ktime_t字段经过ktime_to_us()转换,导致泄露数据部分位丢失,攻击者需要对偏移进行估计,但该限制并未阻碍实际利用。多次利用该漏洞将泄露整个freelist链的指针,更加大了攻击面。 另外,由于漏洞影响的逻辑中缺少限制多次竞态访问,一名攻击者可以反复利用漏洞链信息泄露与内核布局推断,配合其他漏洞完成全面系统攻击。 历史背景与相似漏洞 CAN BCM子系统并非首次暴露类似Use-After-Free漏洞,早在四年前就曾因proc条目管理不当导致类似缺陷。
前者漏洞未得到及时修复,于是该子系统自引入起便饱受Use-After-Free问题困扰。 在多次代码复查中研究人员还发现,2025年确认的另外两个CAN BCM相关漏洞(CVE-2025-38003和CVE-2025-38004)依然存在竞态读取与越界访问安全问题。整体情况表明该子系统设计和维护存在系统性隐患,反映Linux内核复杂结构下代码安全难以全覆盖审计。 如何修复及未来展望 Linux内核在2023年7月发布了针对CVE-2023-52922的补丁,Red Hat也于2025年3月将补丁回滚至RHEL9对应内核版本。这些补丁主要通过增强bcm_release()中对资源回收时序的控制,确保proc条目与内部对象链同步删除,消除竞态漏洞窗口。 系统管理员和用户应及时升级内核以获得漏洞修复版本。
因漏洞涉及内核核心模块,回滚更新也需注意兼容性和功能性影响。 长期来看,CAN BCM子系统的持续安全风险提醒开发者需要针对内核复杂子系统进行动态检测和持续审计,采用更加严密的生命周期管理策略,防止竞态条件导致的内存漏洞。 总结 CVE-2023-52922漏洞展现了内核复杂通信协议栈中Use-After-Free漏洞的隐蔽性与危害性。通过分析漏洞产生的根本原因和利用手法可见,内核内存回收与用户空间访问的竞态控制不足是该问题的核心。 漏洞虽然不直接导致溢出或内核崩溃,但其信息泄漏攻击能够被利用绕过KASLR保护,成为后续内核提权攻击的重要跳板。加之漏洞存在的场景能够被低权限用户触发,安全风险不可小觑。
因此,建议Linux内核开发者深挖子系统内存管理逻辑,并加强多线程环境下的同步机制。同时,运营商和终端用户应保持内核更新,及时部署补丁防止漏洞被利用。 CAN BCM子系统的Use-After-Free漏洞不仅是一次典型的内核安全事件,也为内核漏洞发现与利用技术提供了宝贵经验,展示了面对复杂内核结构时多层防御的重要性。随着Linux在更多核心设备上的广泛部署,内核安全防护仍需持续强化,技术与管理并举,才能保障系统稳定与数据安全。