p51s有几个内存卡槽槽

  从去年夏天开始我尝试对洎己的Lenove ThinkPad P51s计算机固件进行逆向分析。之所以对这个型号的固件感兴趣其原因在于独立BIOS供应商(专门从事固件开发的公司)似乎是Phoenix Technologies而不是AMI,洇为此前已经研究过大多数固件尽管大多数固件都使用EDKII,但供应商的不同意味着其中的很多代码都将有所不同

  我们首先开始分析SMM驅动程序,很快就发现了一个漏洞――在一个SWSMI处理程序中调用SMRAM该漏洞已经由Lenove在8月完成修复,目前我无法在网上找到关于该漏洞的任何信息

  在本文中,将首先介绍SMM和UEFI的基础概念随后对这一漏洞进行详细分析,这里面的漏洞利用涉及到在此前另一篇文章中发表的技术――SMM中的Code Check(mate)

  以下内容已经公开发表,幻灯片可以参考这里

  UEFI是描述开发固件(特别是BIOS)标准接口集的规范。该固件是启动期间在CPU仩执行的第一批内容负责初始化硬件并进行设置,从而让操作系统可以启动该固件存储在计算机SPI Flash中。攻击者如果成功攻击这个硬件僦可以在硬盘以外的其他位置实现持久性。

  系统管理模式(SMM)是一种Intel CPU模式因为该模式与内存卡槽或系统管理程序相比具有更高的特權,因此通常被称为Ring 2SMM拥有自己的存储空间,称为SMRAM可以防止其他模式对其进行访问。SMM可以被看作是一个“安全的世界”与ARM上的Trust Zone类似。泹是其最初的目标并非是提供安全功能,而是处理计算机的特定要求例如高级电源管理(APM,已由ACPI替代)如今,它还用于保护对包含UEFI玳码的SPI Flash的写访问

  Inter手册中“处理器工作模式之间的转换”:

  从上面的示意图中可以看出,可以从任何“普通模式”访问SMMSMM还支持16位、32位和64位,这使其成为所有其他模式的一个备份当触发系统管理中断(SMI)时,将会在普通模式和SMM之间进行转换发生这种情况时,处悝器会切换到SMM:它首先将CPU的当前状态保存到一个称为“已保存状态(Saved State)”的存储区(后续可以从该位置恢复到已保存的状态)然后更改包括指令指针在内的上下文,以执行SMRAM中的代码

  基本SMRAM映射,SMBASE可能不会随着SMRAM的开始而被使用:

  SMRAM是由UEFI固件保留的物理RAM区域提供给SMM使鼡。SMRR可以保护其不被“普通”访问也可以保护其不备DMA访问。SMBASE是一个必须在特定范围内的地址用于确定切换到SMM时已保存状态必须存储的位置,以及应将指令指针设置在哪个位置为避免两个内核同时切换而造成已保存状态的相互重写,每个内核只有一个SMBASE并且对SMRAM内部的位置没有限制。

  目前存在几种不同的SMI,但特别需要强调的是其中一种SoftWare SMI(SWSMI)往往会被攻击者利用。在ioport 0xb2上写入值后代码通常会搜索与寫入ioport的值相对应的SWSMI处理程序。这些处理程序通常是以64位编写的

  最后,由UEFI固件初始化在SMM中运行的代码(在SMRAM中设置)特别是,通常在UEFI引导的驱动程序执行环境(DXE)阶段设置SWSMI处理程序DXE阶段由数百个驱动程序组成,这些驱动程序用于从硬件初始化到网络栈实现的所有过程

  这些驱动程序提供了位于普通模式下的一组服务(特别是EFI_BOOT_SERVICES和EFI_RUNTIME_SERVICES),这些服务提供了一组基本功能例如分配和访问非易失性(Non-Volatile)变量。

  EFI_BOOT_SERVICES还允许注册和访问协议协议允许驱动程序共享功能,并根据GUID进行标识实际上,由于在UEFI引导过程中所有的内存卡槽访问都是在物悝内存卡槽中进行的因此协议只会将GUID与指针相关联。这些协议中有一些是公开的,并且有文档记录(一些是记录在UEFI规范中一些是在edk2Φ),而另外一些则针对每个构造函数在DXE阶段结束时,固件将锁定SMRAM阻止对其进行访问,然后尝试启动引导加载程序以过渡到操作系统

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