以太坊UDP流量放大反射DDOS漏洞
漏洞影響
該漏洞表面上是一個放大5倍udp反射DDOS漏洞，但其對ETH的P2P網路的影響是非常大的，但是這個漏洞有很大的兩個副作用，一個是ETH的發現節點池會不斷的被堆滿，導致正常節點無法加入，二是可遮蔽被攻擊節點無法探索到任意子網的節點。
漏洞分析
先讓我們來看看ETH P2P發現協議的文件，在 https://github.com/ethereum/devp2p/blob/master/discv4.md 這篇ETH P2P發現協議文件裡是有對udp反射DDOS做防禦的。
Pong Packet (0x02)
packet-data = [to, ping-hash, expiration]
Pong is the reply to ping.ping-hash should be equal to hash of the corresponding ping packet.Implementations should ignore unsolicited pong packets that do not contain the hash of the most recent ping packet.
其方法就是通過簽名PIng包並且讓對方主機回覆的Pong包要帶上之前Ping包的hash才可以通過校驗。這個從設計上來說是沒什麼問題的，然而go-ethereum在實現該協議的時候出了問題。
讓我們來看看go-ethereum是怎麼實現該協議的，在 https://github.com/ethereum/go-ethereum/blob/master/p2p/discover/udp.go#L618
func (req *ping) handle(t *udp, from *net.UDPAddr, fromKey encPubkey, mac []byte) error {
if expired(req.Expiration) {
return errExpired
}
key, err := decodePubkey(fromKey)
if err != nil {
return fmt.Errorf("invalid public key: %v", err)
}
//收到ping包後馬上回復pong包
t.send(from, pongPacket, &pong{
To:makeEndpoint(from, req.From.TCP),
ReplyTok:mac,
Expiration: uint64(time.Now().Add(expiration).Unix()),
})
n := wrapNode(enode.NewV4(key, from.IP, int(req.From.TCP), from.Port))
t.handleReply(n.ID(), pingPacket, req)
//如果沒通過pong校驗則傳送一個ping包進行pong校驗，如果通過pong校驗則加入發現節點池
if time.Since(t.db.LastPongReceived(n.ID())) > bondExpiration {
t.sendPing(n.ID(), from, func() { t.tab.addThroughPing(n) })
} else {
t.tab.addThroughPing(n)
}
t.localNode.UDPEndpointStatement(from, &net.UDPAddr{IP: req.To.IP, Port: int(req.To.UDP)})
t.db.UpdateLastPingReceived(n.ID(), time.Now())
return nil
}
由於我們是第一次連線，所以要進行pong校驗，我們來看看go-ethereum是怎麼實現協議中的pong校驗的，在 https://github.com/ethereum/go-ethereum/blob/master/p2p/discover/udp.go#L645
func (req *pong) handle(t *udp, from *net.UDPAddr, fromKey encPubkey, mac []byte) error {
if expired(req.Expiration) {
return errExpired
}
fromID := fromKey.id()
//開始處理pong，如果沒有請求過pong，就返回錯誤
if !t.handleReply(fromID, pongPacket, req) {
return errUnsolicitedReply
}
t.localNode.UDPEndpointStatement(from, &net.UDPAddr{IP: req.To.IP, Port: int(req.To.UDP)})
//重新整理pong時間，通過pong校驗
t.db.UpdateLastPongReceived(fromID, time.Now())
return nil
}
可見只要通過t.handleReply的校驗我們就可以重新整理pong時間通過校驗了，讓我們來看看t.handleReply 是怎麼處理的 https://github.com/ethereum/go-ethereum/blob/master/p2p/discover/udp.go#L369
func (t *udp) handleReply(from enode.ID, ptype byte, req packet) bool {
matched := make(chan bool, 1)
select {
//放入gotreply等待返回matched
case t.gotreply <- reply{from, ptype, req, matched}:
// loop will handle it
return <-matched
case <-t.closing:
return false
}
}
我們繼續往下追
case r := <-t.gotreply:
var matched bool
for el := plist.Front(); el != nil; el = el.Next() {
p := el.Value.(*pending)
if p.from == r.from && p.ptype == r.ptype {
//是否有拉取過請求，有則matched為true
matched = true
// Remove the matcher if its callback indicates
// that all replies have been received. This is
// required for packet types that expect multiple
// reply packets.
//對應的callback校驗，然而就算p.callback返回為false，matched也為true
if p.callback(r.data) {
p.errc <- nil
plist.Remove(el)
}
// Reset the continuous timeout counter (time drift detection)
contTimeouts = 0
}
}
r.matched <- matched
這裡基本能看出問題了，p.callback返回了false，只要不丟擲錯誤，matched還是true，校驗就算通過了，我們再來看看pong校驗的callback是怎麼處理的 https://github.com/ethereum/go-ethereum/blob/master/p2p/discover/udp.go#L294
func (t *udp) sendPing(toid enode.ID, toaddr *net.UDPAddr, callback func()) <-chan error {
req := &ping{
Version:4,
From:t.ourEndpoint(),
To:makeEndpoint(toaddr, 0), // TODO: maybe use known TCP port from DB
Expiration: uint64(time.Now().Add(expiration).Unix()),
}
packet, hash, err := encodePacket(t.priv, pingPacket, req)
if err != nil {
errc := make(chan error, 1)
errc <- err
return errc
}
//這裡就是pong校驗的callback，可見就算沒通過校驗也只是返回了false
errc := t.pending(toid, pongPacket, func(p interface{}) bool {
ok := bytes.Equal(p.(*pong).ReplyTok, hash)
if ok && callback != nil {
callback()
}
return ok
})
t.localNode.UDPContact(toaddr)
t.write(toaddr, req.name(), packet)
return errc
}
所有，實際上go-ethereum並沒有很好的實現pong校驗，導致協議設計的防禦機制徹底失效。
漏洞利用
- 偽造udp源地址
- 構造ping包傳送到geth的p2p發現協議UDP埠，拉取pong請求
- 構造pong包傳送到geth的p2p發現協議UDP埠，hash留空即可
- 然後再發送findnode包即可發射5倍以上udp流量
由於官方還未修補該漏洞，所以暫時不公佈POC
漏洞演示
下面用go-ETH最新版1.8.21來演示
成功將UDP流量放大5倍反射到1.1.6.7
單個虛擬機器測試，CPU佔用率輕鬆達到50%
遮蔽受害節點無法發現指定網段節點：
