xz-Backdoor – eine Aufarbeitung

Die kürzlich aufgedeckte Backdoor in der Open Source-Software xz ließ meinen Kollegen Justus Tartz und mich nicht mehr los. Die Thematik ist komplex und hat Implikationen für die Art, wie wir mit Open Source-Software in Zukunft umgehen sollten. Dieser Artikel stellt das Ergebnis unserer Recherchen und Überlegungen dar.

Angriff auf das Internet

Am 28. März 2024 kam es zu einer Beinahe-Kernschmelze in der weltweiten Open-Source-Infrastruktur. Sie wurde (Ehre, wem Ehre gebührt) von Andres Freund, einem der Entwickler von Postgresql und Principal Software Engineer bei Microsoft, verhindert. Ihm fiel auf, dass seine SSH-Anmeldung an einem Linux-Testsystem eine halbe Sekunde länger dauerte als gewöhnlich. Was war passiert?

Blicken wir zurück ins Jahr 2021. Ende Januar dieses Jahres erschien ein neuer GitHub-Account mit dem Namen Jia Tan auf der Bildfläche, der sich ab Ende 2021 aktiv in die Entwicklung der xz Utils einbrachte. xz ist ein Tool, das verlustfreie Datenkompression ermöglicht und in nahezu allen Unix-ähnlichen und damit auch in allen Linux-Systemen zum Einsatz kommt, beispielsweise um den Bootloader vor dem Systemstart zu entpacken. Der Entwickler von xz, Lasse Collin, zeigte sich erfreut über den Enthusiasmus und die damit einhergehende schnelle Weiterentwicklung von xz, welche aufgrund gesundheitlicher Probleme Collins’ bis dahin schon länger nur schleichend vorankam. Spätestens ab dem dritten Quartal des Jahres 2022 hatte Jia Tan in diesem Projekt den Status eines Maintainers, ab Anfang 2023 wurden die ersten eigenen Commits gemerged. Dazu später mehr.

Jia Tan brachte in der Zeit zwischen Anfang 2021 und April 2024 rund 700 Änderungen in den xz-Quellcode ein. Doch nicht nur dort war dieser Account aktiv, auch in anderen Open Source Projekten wie libarchive, die mit xz in enger Abhängigkeit stehen, wurden bereits ab 2021 Änderungen eingebracht. libarchive ist eine Bibliothek zum Packen, Entpacken und Verändern von Archiven wie zip und rar, welche unter anderem auch in Microsoft Windows zum Einsatz kommt.

Als am 28.03.2024 die schlechte Performance des OpenSSH-Servers von Andres Freund bemerkt wurde, wusste er noch nicht, welchen Impact seine Entdeckung haben sollte. Er begann, den sshd-Prozess zu debuggen, um herauszufinden, an welcher Stelle es zu den beobachteten Verzögerungen kam. Ihm fiel auf, dass der Prozess selbst bei fehlerhaften Logins eine bemerkenswert hohe CPU-Last erzeugte und tauchte tiefer in die Abhängigkeiten auf seinem System ein. Die Spur führte ihn zu der Bibliothek liblzma, welche als Teil von xz paketiert wird. Er erinnerte sich, dass er bei automatisierten Tests einige Wochen zuvor eine Warnung von Valgrind, eine Werkzeugsammlung für die dynamische Fehleranalyse, gesehen hatte, die ebenfalls auf diese Library zurückging.

Ein Review des Quellcodes für xz brachte daraufhin zu Tage, dass offensichtlich eine Backdoor hinzugefügt wurde, deren Funktion zu diesem Zeitpunkt noch unklar war. Klar war jedoch, welcher Nutzer die entsprechenden Änderungen gemacht hatte: Jia Tan.

Was folgte war ein aufregendes Oster-Wochenende. Zahlreiche Sicherheitsforscher und Enthusiasten stürzten sich auf den Quellcode und arbeiteten in Rekordzeit heraus, wie die Backdoor implementiert wurde, welche Systeme sie gefährdete, wo sie bereits ausgerollt worden war und wie sie bisher verborgen bleiben konnte. Es zeichnet sich ein Krimi ab, der aufgrund der Länge und der Tiefe der Planung nicht zuletzt den Verdacht weckt, dass hier nicht nur eine kleine Gruppe von bösartigen Hackern oder gar eine Einzelperson am Werk war.

Die manipulierte Version von xz-utils wurde durch die schnelle und öffentliche Bekanntmachung seitens Andres Freund und die ebenso schnelle Reaktion der einzelnen betroffenen Distributionen nur auf wenigen Systemen ausgerollt. Betroffen waren für kurze Zeit Debian unstable/testing, darauf aufbauend Kali Linux sowie Fedora Rawhide und Fedora Linux 40 Beta. Auch der eigentliche Maintainer Lasse Collin reagierte schnell auf die Meldungen und half, den Schaden zu begrenzen. Siehe dazu seine Informationsseite.

Timeline eines Großangriffs

Der folgende Abschnitt basiert grob auf https://research.swtch.com/xz-timeline, um die Ereignisse in eine sinnvolle zeitliche Relation zu setzen.

Ende 2021 reicht der Account Jia Tan seinen ersten kleinen Patch bei der xz-devel Mailingliste ein. Es handelt sich um eine Konfigurationsdatei, die auf lange Sicht dazu dienen sollte, die Lesbarkeit des Codes zu verbessern, indem Code-Editor-Programmen Richtlinien mitgegeben werden, wie sie den Quellcode formatieren und anzeigen sollen. Eine harmlose, aber sinnvolle Änderung, die vom Maintainer, Lasse Collin, übernommen wird.

Zwei weitere Patches folgen jeweils einen Monat und ein halbes Jahr später, die beide ebenso harmlos sind; auch im Nachgang betrachtet scheint es hier eher um das Erlangen von Vertrauen gegangen zu sein, nicht um die direkte Vorbereitung einer bösartigen Implementierung.

Drei Tage nach dem inzwischen vierten Patch von Jia Tan erscheint ein neuer Nutzer auf der Bildfläche: Jigar Kumar. Weder dieser Account noch die zugehörige E-Mail-Adresse tauchten, soweit es sich nachvollziehen lässt, vorher irgendwo auf – weder auf Mailinglisten, noch bei Github oder sonstwo im Internet. Dieser Account macht nun auf der Mailingliste Druck und beklagt sich darüber, dass der letzte Patch von Jia Tan noch immer nicht gemerged (unter “mergen” versteht man das Zusammenführen von Änderungen im Quellcode) sei, und dass die Entwicklungsgeschwindigkeit dieses Projektes viel zu langsam sei. Zu diesem Zeitpunkt hatte Lasse Collins bereits mehrere Patches von Jia Tan gemerged.

Etwa einen Monat später erscheint ein weiterer, bisher nirgendwo in Erscheinung getretener Account in der Mailingliste: Dennis Ens. Dieser stellt die Frage, ob das Projekt überhaupt noch aktiv betreut werde, da der Maintainer (Lasse Collin) oft für lange Zeit keine Patches liefere. Dieser meldet sich daraufhin zurück und deutet an, dass Jia Tan möglicherweise in näherer Zukunft im Projekt eine größere Rolle spielen werde, seine eigenen Ressourcen seien derzeit gebunden.

Wenige Tage darauf tritt wieder Jigar Kumar auf den Plan und beschwert sich, dass weiterhin Patches nicht gemerged seien. Wiederum ein paar Tage darauf macht er im Nachbarthread für die Java-Implementierung von xz Druck und drängt darauf, dass ein neuer Maintainer für das Projekt gefunden werden muss. Er unterstellt, dass Lasse Collin das Interesse an xz verloren habe. Dieser antwortet nur einen Tag später und offenbart, dass er unter Anderem schon länger psychisch erkrankt sei (neben anderen Faktoren, die er offen lässt) und daher keine Möglichkeit habe, zeitnah die offenen Patches zu mergen. Auch hier erwähnt er, dass Jia Tan diesbezüglich in Zukunft möglicherweise mehr Verantwortung übernehmen könnte und erinnert daran, dass xz ein Freizeit-Projekt sei.

Zwei Tage später merged Lasse Collin den ersten Commit (ein Commit ist einfach gesagt eine finale Änderung am Quellcode, oft im Rahmen eines Merge), bei dem Jia Tan erstmals explizit als Autor hinterlegt ist.

In den folgenden zwei Wochen melden sich Jugar Kumar und Dennis Ens wiederholt zu Wort und fordern, schnell einen neuen Maintainer einzusetzen. Jia Tan wird nicht namentlich benannt, steht jedoch als einziger Kandidat im Raum und so ist klar, in welche Richtung die Forderungen zielen. Lasse Collin antwortet, Jia Tan sei faktisch schon Co-Maintainer und entsprechende Änderungen seien bereits auf dem Weg.

Die letzte Wortmeldung der beiden verdächtig frischen Accounts erfolgt weniger als einen Monat nach ihrem ersten Auftreten: Jugar Kumar drängt am 22.06.2022 darauf, dass Jia Tan Maintainer-Rechte bekommt, um selber Commits mergen zu können.

Ab Ende September 2022 scheint Jia Tan endgültig Maintainer-Rechte erlangt zu haben. Der Account postet Release Summaries für die anstehenden xz-Versionen, ist über ein gemeinsames Postfach, auf das beide Maintainer Zugriff haben, erreichbar. In der README des xz-Projekts ist er nun ebenfalls als Maintainer neben Lasse Collin geführt.
Ende 2022 merged der Account Jia Tan schließlich den ersten eigenen Commit, was den Zeitpunkt markiert, an dem der Account nachweislich Commit-Rechte erhalten hat.

Mitte Januar 2023 baut Lasse Collin sein letztes Release 5.4.1 für xz, Mitte März erscheint das erste von Jia Tan selbst gebaute Release 5.4.2. Ebenfalls Mitte März ändert Jia Tan die projektbezogenen Kontaktdaten im Projekt oss-fuzz (ein Tool, das Fuzzing-Techniken nutzt, um Programmierfehler im Quellcode automatisiert zu finden) und setzt seine private Mailadresse als Hauptkontakt für xz ein.

Bis hierhin gab es zwar einige Auffälligkeiten, jedoch keine Hinweise auf eine “feindliche Übernahme”. Das Projekt benötigte in der Tat frischen Wind und das Engagement seitens Jia Tan kam Lasse Collin definitiv nicht ungelegen. Vielleicht klingelten vor allem aus der Aussicht auf eine Nachfolge heraus keine Alarmglocken, vielleicht waren die Auffälligkeiten auch zu unterschwellig – faktisch war bis zu diesem Zeitpunkt (nach aktuellem Erkenntnisstand) noch nichts Auffälliges geschehen, das einen fundierten Verdacht hätte wecken können.

Zwei Tage nach der Änderung der Kontaktdaten bei oss-fuzz betritt ein neuer Account die Bühne: Hans Jansen. Dieser sendet einige Patches an das xz-Projekt, die von Lasse Collin gemerged werden. Auch Hans Jansen ist vorher nirgendwo in Erscheinung getreten, weder in der Entwicklerszene noch irgendwo sonst im Internet. Die Patches implementieren eine neue Abhängigkeit von GNU indirect functions, die es erlauben, die globale Funktionstabelle beim Start des Programms zu verändern, bevor diese schreibgeschützt geladen wird. Ohne Kontext eine Änderung, die harmlos wirkt, denn durch sie kann es durchaus zu Performance-Verbesserungen kommen.

Zwei Wochen darauf reicht Jia Tan im Projekt oss-fuzz einen Commit ein, der die GNU indirect function-Unterstützung in oss-fuzz für die Komponente xz deaktiviert, da es angeblich Inkompatibilitäten mit einem Programmbestandteil von xz gebe. Als Maintainer von xz war diese Änderung nicht auffällig und wurde implementiert. Rückblickend führte das jedoch dazu, dass Auffälligkeiten, die ifunc (kurz für GNU indirect funktion) betrafen, von oss-fuzz für das Projekt xz nicht mehr erkannt werden konnten.

Anfang 2024 verschiebt Jia Tan die bisherige xz-Projektseite auf tukaani.org, die bis dato auf dem privat betriebenen Server von Lasse Collin gehostet wurde, zu GitHub Pages, auf die Zugriff für alle Maintainer bestand. Die URL ändert sich auf xz.tukaani.org, die Änderung war also von Lasse Collin abgesegnet, der diese als Inhaber der Domain veranlassen musste.

Am 22.02.2024 startet die lange vorbereitete Implementierung der Backdoor in xz. Jia Tan lädt manipulierte binäre Test-Files hoch, die auf den ersten Blick harmlos aussehen. Solche Dateien werden für automatisierte Tests verwendet, beispielsweise um zu überprüfen, wie das Programm mit fehlerhaften sowie validen Archiven umgeht.

Einen Tag später baut Jia Tan die Version 5.6.0 von xz und fügt eine manipulierte Datei, build-to-host.m4, im Release-Archiv hinzu. m4-Dateien versorgen üblicherweise das Build-Script mit den korrekten Variablen für die jeweilige Umgebung. In diesem konkreten Fall prüft eine Routine des Scriptes, ob es sich bei dem Zielsystem um Debian (deb) oder RedHat (rpm) handelt und implementiert die händisch gebaute und mit an RC4 angelehnten Algorithmen verborgene Backdoor in den Build-Prozess (dokumentiert ist die Entdeckung beispielsweise hier: https://twitter.com/nugxperience/status/1773906926503591970). Die manipulierte m4-Datei taucht in der xz-Repository nicht auf, was jedoch nicht sonderlich auffällt, da beim Paketieren häufig zusätzliche Dateien erzeugt werden, die dann nur im fertigen Archiv, nicht aber im Quellcode vorliegen.

Am nächsten Tag, dem 24.02.2024, fallen bei xz auf Gentoo, einer Linux-Distribution, die ihre Pakete direkt aus den Sourcecode-Quellen baut und keine Paketierung einsetzt, Fehlermeldungen und Abstürze mit Bezug auf ifunc auf. Der Fehler wird diskutiert, da aber nicht mit den vorgebauten Paketen gearbeitet wird, existiert auch die Backdoor-Implementierung auf den betroffenen Systemen nicht und wird daher nicht entdeckt. Es sieht tatsächlich nach einem Bug in der neuen ifunc-Implementierung aus, die nichts mit der Backdoor zu tun hat.

Ende Februar werden die Backdoor-Versionen 5.6.0-0.1 und 5.6.0-0.2 in Debian unstable übernommen. Zeitgleich wird ein Patch von Jia Tan durch Lasse Collin gemerged, der den Support für Landlock (ein recht junges Security-Modul in Linux) durch einen unauffällig platzierten Fehler im Quellcode bricht. Das Script geht durch diesen Fehler letztendlich davon aus, dass das Zielsystem Landlock nicht unterstützt und deaktiviert die zugehörigen Schutzmechanismen. Entweder übersah Lasse Collin den Fehler oder Jia Tan mergte seinen Commit in dessen Namen, was bei GitHub durchaus möglich ist – nachvollziehen lässt sich das im Nachhinein nicht so einfach.

Einen Tag später schickt der Nutzer Github-User teknoraver (einer der vielen Code-Zulieferer für systemd) einen Pull Request (die Aufforderung an ein git-Projekt, eine bestimmte Änderung zu implementieren) an das systemd-Projekt, der das Linken von liblzma (als Teil des xz-Projekts) in systemd beendet. Die Backdoor setzt aber genau auf diesen Mechanismus; ohne dass liblzma in systemd geladen wird kommt die Backdoor nicht zur Ausführung. Diese Änderungsanfrage führt vermutlich dazu, dass Jia Tan in Zugzwang gerät, um die Backdoor so schnell und so weit wie möglich zu streuen, bevor sie komplett wertlos wird.

Anfang März 2024 fallen bei RedHat-basierenden Linux-Distributionen in Bezug auf xz Valgrind-Fehlermeldungen auf, die in der Funktion _get_cpuid von liblzma ihren Ursprung haben. Unabhängig davon wird der von teknoraver eingereichte Patch zum Entfernen von liblzma aus systemd gemerged.

Noch am selben Tag fügt Debian die mit der Backdoor versehene xz-Version 5.6.0-0.2 zum Debian testing-Branch hinzu.
Ebenfalls am 05.03.2024 committet Jia Tan zwei Bugfixes in das xz-Projekt, die die ifunc-Fehler beheben.

Am 08.03.2024 committet Jia Tan einen vermeintlichen Bugfix für die Valgrind-Thematik, der allerdings wohl eher zur Ablenkung vom eigentlichen Problem dienen soll.

Einen Tag später lädt Jia Tan aktualisierte Testdateien hoch, die nun tatsächlich in Valgrind keinen Fehler mehr auslösen, aber weiterhin die Backdoor beinhalten.
Noch am selben Tag baut Jia Tan die aktualisierte Version 5.6.1 von xz und veröffentlicht diese.

Wir erinnern uns an Hans Jansen: Am 25.03.2024 erscheint er erneut auf der Bildfläche, indem er einen Bugreport bei Debian einstellt, in dem er fordert, dass xz-utils zeitnah auf Version 5.6.1 aktualisiert werden soll. Kurioserweise spricht der Account von “seinem Paket xz“, was den Verdacht nahelegt, dass es sich hinter dem Account um dieselbe Person oder Personengruppe handeln könnte, die auch hinter Jia Tan steckt.

Drei Tage später – am Tag der Entdeckung der Backdoor ­– erstellt auch Jia Tan einen Bugreport, um die Aufnahme von xz 5.6.1-1 in Debian zu beschleunigen. Angesichts der anstehenden systemd-Änderung eine nachvollziehbare Handlung einer Person oder Gruppe, die eine über mehrere Jahre vorbereitete Aktion noch zum Erfolg führen will.

Funktionsweise der Backdoor und Auswirkungen

Vorweg eine kurze Linkliste ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu verschiedenen Stellen, an denen Erkenntnisse und Analysen zur xz-Backdoor zentral gesammelt und aufbereitet wurden:

https://github.com/amlweems/xzbot
https://gist.github.com/thesamesam/223949d5a074ebc3dce9ee78baad9e27
https://boehs.org/node/everything-i-know-about-the-xz-backdoor
https://en.wikipedia.org/wiki/XZ_Utils_backdoor

Die Backdoor selbst wurde kurz nach Bekanntwerden ihrer Existenz durch diverse Sicherheitsforscher analysiert (Beispielsweise hier: https://bsky.app/profile/filippo.abyssdomain.expert/post/3kowjkx2njy2b). Schon recht früh wurde klar, dass sie sich auf den OpenSSH-Daemon sshd auswirkte; der genaue Wirkmechanismus war anfangs unklar und so ging man vorerst von einem Aushebeln der Authentisierungsmechanismen (Authentication Bypass) aus, was nach wie vor nicht endgültig vom Tisch sein dürfte, da die genaue Funktionsweise der Backdoor bis heute noch analysiert wird. Es zeigte sich jedoch schnell, dass die Backdoor deutlich tiefer ging. Es handelte es sich nach ersten Erkenntnissen primär um keinen Authentication Bypass. Die Backdoor stellte sich vielmehr als eine clever implementierte Unauthenticated Remote Code Execution (RCE, Codeausführung auf einem entfernten System) dar.

Grob gesagt funktioniert die Backdoor (nach aktuellem Wissensstand) so: Der Angreifer meldet sich via SSH mit seinem Public Key an. OpenSSH prüft neben der Berechtigung für die Anmeldung zusätzlich auch noch den präsentierten Public Key sowie die Zertifikatskette dahinter. Genau hier hakt sich die Backdoor ein, indem der Funktionsaufruf zu RSA_public_decrypt via ifunc auf die eigene Schadroutine umgeleitet wird. Diese extrahiert eine im Public Key (genauer: im CA Signing Key) verborgene Anweisung, prüft, ob diese vom Angreifer signiert ist und führt letztendlich die extrahierte Anweisung auf dem Zielsystem aus. Das Ganze geschieht vor der eigentlichen Anmeldung am System und ist so in den Logs nahezu unsichtbar; man sieht maximal den Anmeldeversuch, der aber nicht erfolgreich ist, darüber hinaus werden keine Log-Meldungen generiert.

Die Backdoor als solche wäre auch im laufenden Betrieb nicht erkennbar gewesen. Hätte es nicht die beobachtete Verzögerung bei der Public Key-Anmeldung gegeben, wäre sie vermutlich so bald nicht aufgefallen. Wer sich mit einem nicht vom Angreifer stammenden Public Key anmeldet, sieht nur das ganz normale Verhalten des sshd-Daemons. Nur mit dem richtigen Key und einer versteckten Payload wird die Backdoor aktiviert. Von außen ließe sie sich auf diese Art nicht erkennen.

Und auch wenn die Backdoor letztendlich über SSH aktiviert wird, ist das OpenSSH-Projekt selber außen vor. Es wurden Distributions-spezifische Abhängigkeiten genutzt, die sich bis zum sshd-Prozess auswirkten, die OpenSSH-Entwickler selber hätten nur wenig tun können, um diesen Angriffsvektor im Vorfeld zu verhindern.

Die Auswirkungen, wäre die Backdoor nicht durch Zufall rechtzeitig erkannt worden, könnten kaum schlimmer sein: Große Teile der im Internet betriebenen Linux-Server wären betroffen gewesen. Der oder die Angreifer hätten mit einem Schlag viele wichtige Dienste lahmlegen oder kompromittieren können. Sicher, nicht jeder Linux-Server basiert auf Debian oder RedHat, aber eben doch die Mehrheit. Laut einer Ende 2023 auf heise.de veröffentlichten Trendstudie dominieren Debian– und RedHat-Derivate die Serverlandschaft, das lässt sich zumindest ansatzweise auf das gesamte Internet extrapolieren. Ein Angreifer mit Kontrolle über diese Masse an Servern hätte eine unglaubliche Macht in den Händen. Auch daher wird häufig der Verdacht geäußert, es könne sich unter Umständen um eine Aktion handeln, die staatlich finanziert oder umgesetzt worden sein könnte. Welcher Staat im Genauen dabei beteiligt sein soll bleibt offen. Der asiatisch anmutende, aber in sich nicht ganz stimmige Accountname Jia Tan, die Commit-Zeiten, die in Mailinglisten sichtbare Zeitzone und der für Zugriffe verwendete VPN-Dienst werfen jedenfalls Zweifel auf. Auch die anderen vermutlich beteiligten Accounts, die auf unterschiedliche Herkunft schließen lassen würden, zeichnen eher das Bild einer geplanten Täuschung und Verschleierung. Die zuweilen aufbrandende Sinophobie im Kontext dieses Vorfalls könnte Teil des Kalküls für den Fall eines Fehlschlags gewesen sein.

A propos Kalkül: bisher ist definitiv noch nicht alles aufgearbeitet und erforscht, was im Rahmen dieses Vorfalls geschehen ist. die nächsten Wochen und Monate werden zeigen, ob der oder die Täter auch an anderer Stelle an der Untergrabung der Open Source-Community gearbeitet haben. One down, many to go, oder war das schon das Ende?

Es ist zudem nicht gänzlich unwahrscheinlich, dass noch weitere Funktionen der bisher entdeckten Backdoor zutage treten und dass vielleicht doch noch eine Umgehung der Anmeldeprozesse für eine direkte Systemanmeldung entdeckt wird. Erst kürzlich wurden einige der bereits verlinkten Artikel über die Backdoor um Informationen ergänzt, sie enthalte einen “kill switch”, also eine Funktion, mit der man die Backdoor mit einem gezielten Befehl permanent deaktivieren könne.

Ursachen und Gegenmaßnahmen

Bei der xz-Backdoor handelt es sich um eine gut abgestimmte und raffinierte Kombination aus technischem Verständnis und lange geplantem Social Engineering. Der oder die Angreifer hinter den Pseudonymen Jia Tan (auch: JiaT75, Jia Cheong Tan), Jigar Kumar, Dennis Ens und Hans Jansen kannten sich offenbar gut mit den Interna von xz sowie den Linux-Build-Prozessen, systemd, Valgrind, os-fuzz, OpenSSH und den Funktionsweisen von ifunc und Landlock aus. Die Wahl des xz-utils Pakets wird mit Sicherheit auch nicht zufällig erfolgt sein, denn dass mittels xz der sshd-Prozess angreifbar ist, wird einiges an Forschung vorausgesetzt haben, insbesondere da die Abhängigkeit nicht über das OpenSSH Projekt besteht, sondern nur durch inoffizielle Patches der OpenSSH-Paketmaintainer der betroffenen Distributionen.

Dass die Änderungen im Quellcode nicht oder nicht ausreichend aufgefallen sind, liegt mit Sicherheit zu großen Teilen an der kleinen Menge an Entwicklern, die sich den Code der xz-utils überhaupt anschauen beziehungsweise diesen verstehen. Das Einsetzen des “Wolfs im Schafspelz” als Maintainer tut sein Übriges. Wer kaum befürchten muss, dass seine zugegebenermaßen auch gut verborgene Backdoor durch Dritte entdeckt wird und sie selber direkt in die Builds integrieren kann, hat nahezu freie Hand. Dass ein kleines privates Projekt die Grundlage für weltweit verwendete Infrastruktur darstellt, ist tatsächlich gar nicht so selten und wurde sogar bereits vor einigen Jahren sehr anschaulich von XKCD aufgegriffen. Es könnte gerade nicht besser passen. Aktuell werden jedenfalls ziemlich viele Maintainer ihre Hobby-Projekte, die so wichtige Zahnräder im Großen und Ganzen sind, noch einmal ganz genau in Augenschein nehmen.

Einer der wichtigsten Punkte ist hier allerdings das erfolgreiche und offenbar über Jahre geplante Social Engineering. Ein überlasteter Entwickler, kaum Bewegung im Projekt, da fällt es leicht, sich in eine Position zu manövrieren, in der man durch geschicktes Ausnutzen der Notlage Vertrauen gewinnt. Der punktuell von vermeintlich unbeteiligten Accounts aufgebaute Druck auf den Maintainer war jedenfalls Kalkül, um den einzuschleusenden Account schnell in eine Maintainer-Position zu bringen.

Bestimmte Änderungen im Code, wie das Entfernen von Sicherheitsmaßnahmen oder das Verwenden unsicherer Funktionen, könnte man noch automatisch im Build-Prozess verhindern, doch an irgendeiner Stelle greifen auch diese Mechanismen nicht mehr. Insbesondere in diesem Fall hätten Automatismen wenig Erfolg, da diese ebenso unter Kontrolle der Maintainer und somit auch den Angreifern stehen. Spätestens bei verschleiertem Code, bei Fremd-Abhängigkeiten oder bei Sicherheitslücken, die den Prüfmechanismen noch nicht bekannt sind, kommen Automatismen an ihre Grenzen und es müsste ein Mensch den Code beziehungsweise die Änderungen bewerten.

Das hätte geschehen können, doch zum Einen war der einzige Mensch, der im aktuellen Fall dazu in der Lage gewesen wäre, aus gesundheitlichen Gründen weniger involviert und zum Anderen gehen kleine Fehler im Review-Prozess häufig unter. Oder hätten Sie den Punkt auf Zeile 15 (zwischen den includes und der Funktion my_sandbox) in den folgenden Änderungen auf Anhieb gefunden?

diff
--- a/CMakeLists.txt
+++ b/CMakeLists.txt
@@ -901,10 +901,29 @@ endif()
 # Sandboxing: Landlock
 if(NOT SANDBOX_FOUND AND ENABLE_SANDBOX MATCHES "^ON$|^landlock$")
-    check_include_file(linux/landlock.h HAVE_LINUX_LANDLOCK_H)
+    # A compile check is done here because some systems have
+    # linux/landlock.h, but do not have the syscalls defined
+    # in order to actually use Linux Landlock.
+    check_c_source_compiles("
+        #include <linux/landlock.h>
+        #include <sys/syscall.h>
+        #include <sys/prctl.h>
+.
+        void my_sandbox(void)
+        {
+            (void)prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1, 0, 0, 0);
+            (void)SYS_landlock_create_ruleset;
+            (void)SYS_landlock_restrict_self;
+            (void)LANDLOCK_CREATE_RULESET_VERSION;
+            return;
+        }
+
+        int main(void) { return 0; }
+        "
+    HAVE_LINUX_LANDLOCK)
-    if(HAVE_LINUX_LANDLOCK_H)
-        set(SANDBOX_COMPILE_DEFINITION "HAVE_LINUX_LANDLOCK_H")
+    if(HAVE_LINUX_LANDLOCK)
+        set(SANDBOX_COMPILE_DEFINITION "HAVE_LINUX_LANDLOCK")
         set(SANDBOX_FOUND ON)
         # Of our three sandbox methods, only Landlock is incompatible

Ein weiteres Problem bei git-Repositories ist, dass die gewählten Namen und E-Mail Adressen frei wählbar sind. Das bedeutet, dass die Möglichkeit besteht, dass Jia Tan Commits unter dem Namen des eigentlichen Maintainers Lasse Collin hätte verfassen können. So ist es im Nachhinein kompliziert aufzudröseln, welche Änderungen von Jia Tan kommen und welche nicht. Die Lösung von git für dieses Problem ist das Commit Signing. In der Praxis überprüfen das jedoch nur wenige Menschen die Signaturen und nur ein Bruchteil der Entwickler nutzt diese Funktion. So fällt ein unsignierter Commit nicht auf und es schützt auch nicht vor Änderungen, die nicht unter fremder Identität stattgefunden haben. Signierte Commits können jedoch nach einer bekannten Kompromittierung eines Projektes zu verstehen helfen, welche Änderungen legitim und welche bösartig waren.

Dass derart wichtige Projekte, die die Grundlage für nahezu alle unixoiden Betriebssysteme darstellen, nicht ausreichend öffentlich gefördert werden, ist eine Schande. Eine Schande, die wir alle mitzuverantworten haben. Wir haben uns viel zu lang auf das Open-Source-Prinzip verlassen, glaubten, dass die Möglichkeit, dass jeder mitarbeiten kann, auch bedeutet, dass jeder mitarbeitet. Das Gegenteil ist der Fall. Während bei Großprojekten wie dem Linux-Kernel oder den GUI-Frameworks ausreichend öffentliches Interesse besteht, dass sich dort viele Entwickler beteiligen, greift dieses Prinzip gerade bei den kleinen Kernbibliotheken und Tools nicht, die die Grundlage für die gesamte Infrastruktur darstellen. Oft sind es wie im aktuellen Fall einzelne Entwickler, die ein Programm seit Jahrzehnten im Alleingang entwickeln – meist in der knapp bemessenen Freizeit. Meist getrieben von Anforderungen der darauf aufbauenden Strukturen und damit immer im Zugzwang. Alles unentgeltlich. Selbstverständlich.

Da ist es auch nicht hilfreich, wenn Großkonzerne die Ihre Produkte auf dem Rücken von kleineren Projekten aufbauen, diese nicht nur nicht fördern, sondern gleichzeitig das Einhalten von nie mit den Maintainern vereinbarten SLA-Zeiten einfordern, als handle es sich um eine Lieferantenbeziehung. So ist kürzlich erst Microsoft negativ aufgefallen bei einem Ticket im ffmpeg Projekt, welches unter anderem Verwendung innerhalb von Microsoft Teams findet. Doch was ist die Lösung? Gezielte und geplante Kompromittierungsversuche in FOSS Projekten stellen weniger ein technisches als vielmehr ein soziales Problem dar. Firmen sollten die kleinen Projekte, von denen sie abhängig sind, identifizieren und diese fördern. Finanzielle Unterstützung ist immer gut, aber auch schon Hilfe beim Review von Änderungen und dem Abarbeiten von Tickets kann gerade für kleine Projekte eine große Wirkung haben. Dies kann einem Maintainer eventuell gerade so viel Arbeit abnehmen, dass dieser weniger anfällig für sozialen Druck ist und mehr Energie hat, sich auf andere Aspekte des Projekts zu fokussieren. Mehr Augen auf dem Projekt bilden zudem eine zusätzliche Sicherheitsschicht, die ein Angreifer erst einmal überwinden muss.

SMTP Smuggling-Fallout oder: Wer muss jetzt eigentlich was patchen?

Dieser Artikel ist auch auf Englisch verfügbar.

tl;dr 1: Alle, die einen verwundbaren Server betreiben, müssen die verfügbaren Patches einspielen.
tl;dr 2: Patchen alleine wird in vielen Fällen nicht reichen, die Konfiguration muss ggf. auch angepasst werden.

Die Veröffentlichung der als “SMTP Smuggling” betitelten Sicherheitslücke in vielen Mailservern (Timo Longin, SEC Consult) am 18.12.2023 und die darauf folgende Präsentation auf dem 37. Chaos Communication Congress (37C3, verfügbar unter media.ccc.de) in Hamburg verursachte bei einigen Kunden zwischen Weihnachtsbraten und Sektkorken noch einmal kurze Aufregung, denn die Implementierung des für den weltweiten E-Mail-Versand verwendeten Protokolls SMTP auf diversen Mailservern weist eine Schwachstelle auf, die das Versenden von E-Mails unter fremdem Namen erlaubt.

E-Mail-Spoofing, also das Fälschen der Absenderadresse, ist nicht gerade eine neue Erfindung und wird unter anderem durch Maßnahmen wie SPF oder DMARC erschwert, bei denen der empfangende Server überprüfen kann, ob der sendende Server wirklich berechtigt ist, eine E-Mail für die jeweilige Domain des Absenders zu verwenden. Doch diese Maßnahmen erschweren nur das Versenden von E-Mails mittels fremden Servern. Was aber, wenn der versendende Server missbräuchlich verwendet wird?

“SMTP-Smuggling” nutzt Schwachstellen auf der Empfängerseite aus, um genau das zu tun. Das SMTP-Protokoll erlaubt prinzipiell, mehrere E-Mails in einem einzigen Kommando zu verschicken. Hierbei werden die einzelnen E-Mails mittels einer Sequenz von Zeichen, dem sogenannten END-OF-DATA Markers getrennt, die dem verarbeitenden Server anzeigen, wo eine E-Mail zu Ende ist und die nächste beginnt. Nun ist die entsprechende Zeichenfolge in den zugehörigen RFCs (Request for Comments, sozusagen die Definitionen der Standards für die gängigen Protokolle) 5321 und 5322 definiert und alle Mailserver richten sich auch grundlegend nach diesen Angaben, um miteinander zu kommunizieren. Jedoch erlauben einige Mailserver-Implementierungen Abweichungen von diesem Standard, um auch mit Servern kompatibel zu sein, die sich nicht zu 100% daran halten – und damit klar den RFCs widersprechen. Genau hier ist die Schwachstelle zu suchen.

Die Zeichenfolge für das Ende einer E-Mail ist laut RFC <CR><LF>.<CR><LF> (<CR> steht für “carriage return”, also den von der Schreibmaschine bekannten Wagenrücklauf zum Anfang der Zeile und wird auch als \r dargestellt, <LF> bedeutet “line feed”, also das Springen in die nächste Zeile und wird auch als \n dargestellt). Kurz gesagt also einen Punkt, der in einer einzelnen Zeile steht. Nun stellen aber Windows- und Unix-basierte Systeme den Zeilenumbruch unterschiedlich dar. Während Windows <CR><LF> nutzt, verwenden beispielsweise Linux und MacOS nur <LF>. Andere Systeme verwendeten früher stattdessen <CR>, wobei unklar ist, ob diese Schreibweise heute noch Anwendung findet. Sofern Mailserver sie aus Kompatibilitätsgründen akzeptieren, tut das auch nichts zur Sache. Je nachdem, an welche Schreibweise sich der Mail-Client hält, kann der END-OF-DATA Marker also mal <CR><LF>.<CR><LF>, <CR>.<CR> oder auch <LF>.<LF> sein. Es gibt noch weitere Schreibweisen, die von einigen Mailservern akzeptiert werden, doch die genannten sind die gängigsten. Viele Mailserver akzeptieren also zwecks Kompatibilität mehrere mögliche Marker-Schreibweisen.

Verwendet man nun einen Mail-Server, der END-OF-DATA Marker anders interpretiert als der empfangene Server, kann man dies ausnutzen, um der Empfängerseite statt einer mehrere E-Mails unterzujubeln. Da der sendende Server an dieser Stelle nicht bemerkt, dass er mehr als eine E-Mail versendet (faktisch tut er dies aus seiner Sicht auch nicht, dazu gleich mehr), greifen an dieser Stelle auch keine Maßnahmen, um das Versenden unter falschem Absender zu verhindern.

Sicherheitsbewusste Administratoren konfigurieren ihre Mailserver derart, dass vor dem Absenden einer E-Mail geprüft wird, ob der Nutzer, der diese E-Mail versenden möchte, die Berechtigung hat, mit der angegebenen Absenderadresse zu versenden. Dies geschieht beispielsweise bei Postfix über den Konfigurationsparameter reject_authenticated_sender_login_mismatch, der in der unter $smtpd_sender_login_maps definierten Datenbank abgleicht, welcher User mit welchen Mailadressen versenden darf. Eine E-Mail beinhaltet im SMTP-Header immer mindestens zwei Angaben zu Sender (MAIL FROM) und Empfänger (RCPT TO), wobei die Empfänger-Adresse das Ziel der E-Mail definiert. Die Sender-Adresse wird in solchen Fällen vom Mailserver vor dem Versenden gegen eine Liste der E-Mail-Adressen abgeglichen, die dem angemeldeten Nutzer zugeordnet sind. Wird eine E-Mail-Adresse als Absender eingetragen, für die man keine Sendeberechtigung besitzt, verweigert der Server dann den Versand.

Fügt man nun mittels des (dem sendenden Server unbekannten) END-OF-DATA Markers direkt eine weitere E-Mail an die bestehende E-Mail an, bemerkt der sendende Mailserver nicht, dass eine weitere E-Mail im Datensegment existiert. Für diese “geschmuggelte” E-Mail wird also absenderseitig keine Prüfung auf die Berechtigung zum Versand mit der dort angegebenen Absenderadresse durchgeführt und die E-Mail wird versandt. Die einzige Einschränkung ist: Die Absenderadresse muss von einer der Domains stammen, für die der Server sendeberechtigt ist. Ganz konkret geht es hier um die via SPF oder DMARC via DNS festgelegte Sendeberechtigung und Signierung, die gerade bei Clouddiensten oft über einige wenige Gateways für alle verwalteten Domains abgebildet werden.

Als Beispiel verwenden wir hier einen Server, der <CR><LF>.<CR><LF> bzw. \r\n.\r\n als END-OF-DATA Marker verwendet und unzulässigerweise andere Marker zulässt. Ein Beispiel für eine Valide E-Mail von user@sender an user@receiver sähe folgendermaßen aus:

mail FROM: user@sender\r\n
rcpt TO: user@receiver\r\n
data\r\n
From: user@sender\r\n
TO: user@receiver\r\n
Subject: Erste E-Mail\r\n
\r\n
Dies ist die erste E-Mail\r\n
\r\n.\r\n

Eine präparierte E-Mail sähe wie folgt aus (hier wird der dem sendenden Server unbekannte Marker <LF>.<LF> bzw. \n.\n verwendet):

mail FROM: user@sender\r\n
rcpt TO: user@sender\r\n
data\r\n
From: user@sender\r\n
TO: user@receiver\r\n
Subject: Erste E-Mail\r\n
\r\n
Dies ist die erste E-Mail\r\n
\n.\n
mail FROM: admin@sender\r\n
rcpt TO: user@receiver\r\n
data\r\n
From: admin@sender\r\n
TO: user@receiver\r\n
Subject: Geschmuggelte E-Mail\r\n
\r\n
Dies ist die geschmuggelte E-Mail\r\n
\r\n.\r\n

Der empfangende Server empfängt nun die präparierte E-Mail und verarbeitet diese. Handelt es sich um einen verwundbaren Server, interpretiert er den dem versendenden Server unbekannten END-OF-DATA Marker <LF>.</LF> bzw. \n.\n als Trenn-Marker und stellt damit zwei E-Mails zu: Eine von user@sender und eine von admin@sender. Der empfangene Server hat an dieser Stelle keine Möglichkeit zu erkennen, dass es sich nicht wirklich um eine E-Mail von admin@sender handelt. Zudem haben auch Experten, die verdächtige E-Mails anhand deren Header auf Manipulationen oder fremde Herkunft überprüfen sollen, hier einen deutlich schwereren Stand: Die im Mailheader dokumentierten Checks gegen SPF und DMARC sind valide, zudem kann ein Angreifer in der “geschmuggelten” Mail beliebige SMTP-Header platzieren, um diese valide erscheinen zu lassen.

Inwiefern das nun gefährlich ist, wird klar, wenn man einen der großen Mailanbieter als Beispiel einsetzt: Versendet ein Angreifer eine präparierte E-Mail von einem Account bei Google (z.B. Testuser234@gmail.com) und schmuggelt eine weitere E-Mail von support@gmail.com hinein, kann er den Empfänger dazu verleiten, einen Link zu einer von ihm hochgeladenen Malware anzuklicken. Der Nutzer muss an dieser Stelle davon ausgehen, dass der echte Google-Support ihn anschreibt, eine Manipulation ist nicht erkennbar. Wenn – wie bei großen Cloud-Anbietern – auch noch die SPF– und DMARC-Records für hunderttausende Domains identisch gesetzt sind, konnte man beispielsweise auch von einem privaten Mailaccount, der einen dort gehosteten Mailserver nutzt, eine Mail für jede beliebige andere dort gehostete Domain versenden. Die großen Mailanbieter filtern zwischenzeitlich derartige Zeichenketten aus und verbieten den Versand, um das Ausnutzen dieser Sicherheitslücke zu verhindern, jedoch kann das keinesfalls eine generelle Entwarnung bedeuten.

Das Problem ist zum einen, dass nicht alle Anbieter das Problem als solches anerkennen (Cisco vertrat beispielsweise den Standpunkt, dass es sich um ein erwünschtes Verhalten handle und nicht gepatcht werden muss, ist zwischenzeitlich jedoch zurückgerudert). Zum anderen kann man als Empfänger niemals wissen, ob der sendende Server die Patches bereits implementiert hat. Der eigene Mailprovider wird vermutlich seine Kunden darüber zeitnah informieren. Das Patchen der Mailserver verhindert, dass END-OF-DATA Marker nicht-RFC-konform verwendet werden können, um E-Mails wie oben beschrieben an weitere verwundbare Server zu schmuggeln. Damit ist aber das Patchen selbst betriebener Server unbedingt notwendig, denn den Empfang (bzw. die fehlerhafte Verarbeitung) von manipulierten E-Mails von ungepatchten Servern kann man nur an dieser Stelle verhindern.

Die Anbieter der verschiedenen Mailserver stellen inzwischen Patches für ihre Produkte bereit. Es kann jedoch einige Zeit dauern, bis diese für alle Betriebssysteme und Versionen verfügbar sind, manche ältere Versionen werden vermutlich auch keinen Patch erhalten. Oft (zumindest im Falle Postfix) wird auch das einfache Patchen nicht ausreichen: Open Source-Projekte wie Postfix führen neue Konfigurationsparameter ein, die nur in den neuesten Serverversionen automatisch aktiv gesetzt werden. Ältere Versionen, wie sie oft noch in LTS-Varianten von Linux-Servern verwendet werden, benötigen ein wenig Handarbeit. Daher muss nach einem Update auch zwingend geprüft werden, ob die neue Konfiguration greift. Wenn nicht, muss diese zusätzlich angepasst werden und der Dienst neu gestartet werden. Für jeden Mailserver sollte einzeln geprüft werden, ob ein Patch zur Verfügung steht und welche Teile der Schwachstelle damit konkret behoben werden.

Zum Abschluss noch zwei Anmerkungen, da wir über unklare Formulierungen gestolpert sind:

Die Forschenden geben an, dass zur Ausnutzung des beschriebenen Verhaltens mindestens zwei Mailserver benötigt werden, was unterschiedlich interpretiert werden kann. Die Angabe ist wörtlich zu verstehen, es braucht mindestens einen sendenden und einen zweiten, empfangenden Mailserver – lokal lässt sich die Lücke nicht ausnutzen. Das bedeutet letztlich, dass ein erreichbarer Mailserver ausreicht, sofern er verwundbar ist.

Im Artikel wird DKIM als eine der Maßnahmen erwähnt, die mit der beschriebenen Schwachstelle möglicherweise ausgehebelt werden können. Dies ist nach unserem Verständnis nicht der Fall, da nach der Auftrennung der eingehenden Nachricht für beide E-Mails die Signaturen nicht mehr stimmen, denn diese schließen auch den DATA-Bereich der Mail ein, der nun verändert ist.

SMTP Smuggling-Fallout  – or: Who should patch now? What and how?

This article is also available in German.

tl;dr 1: All those who run a vulnerable server should patch it really soon.
tl;dr 2: Patching alone usually won’t suffice – in most cases configuration options will have to be changed, too.

This winter season had administrators of of mail servers stirring between christmas cake and new year’s toasts, as the „SMTP Smuggling“ security leak made rounds. It was published on 2023-12-18 by Timo Longin, SEC Consult and presented two weeks later at the (in)famous 37th Chaos Communication Congress (37C3) in Hamburg. The talk has been recorded and is available at media.ccc.de.

The security vulnerability, which allows sending out emails under fake names from valid original servers, affects the standard protocol SMTP which is used worldwide to transfer emails between email servers. Email-Spoofing, i.e. sending out emails under forged sender name, is not exactly a new invention. Nowadays countermeasures like SPF and DMARC  (in combination) provide a means to check whether a mail server is allowed to send mails from a certain domain and server – or not. But what, if validated mail servers could be abused to send out illicit emails?

For efficiency reasons the SMTP protocol allows transferring multiple emails in one session. And this is exactly where the „SMTP-Smuggling“ vulnerability kicks in. When sending multiple emails in one go, the emails are separated by the END-OF-DATA marker as defined in RFCs (Request for Comments, the standards documents defining computer data protocols) 5321 and 5322. All email servers worldwide must basically follow these standards (at least to a certain extent) to be able to send and receive emails. Some mail server software allows for some leniency so slightly deviating or broken mail clients still can participate in email exchange.  And exactly this where SMTP Smuggling attacks.

The aforementioned END-OF-DATA marker is defined as <CR><LF>.<CR><LF> (<CR> is „carriage return“, as the older ones might remember from typewriters for returning to the first column, also written as \r, whereas <LF> is „line feed“, forwarding the paper to the next line, also written as \n).

So this basically is a sole dot in an otherwise empty line.

While Microsoft Windows systems generally define a the marker for the next line as <CR><LF>, Unix-based operation systems like Linux, BSD, MacOS-X etc only use a solo <LF>. On some older or more obscure operating systems other methods are used (e.g. the old Finder-based MacOS (version 7 and older) use(d) a solo <CR> as next-line-marker).

Knowing this it might not come as surprise that for compatibility reasons quite some mail servers accept “a sole dot in an otherwise empty line” as END-OF-DATA marker regardless wether with standards conforming next-line markers <CR><LF>.<CR><LF>, <CR>.<CR> , or with Unix-style next-line <LF>.<LF> – or other encodings.

So if now a lenient mail server accepts non-conforming END-OF-DATA markers, an attacker can send one single mail that is interpreted as multiple independent mails which are then delivered as defined by the attacker. As a strictly standards-compliant mail server does not recognize broken END-OF-DATA markers as end-of-data, defense mechanisms against faking sender addresses do not work for the embedded second email, and the one mail including the smuggled second is forwarded to the target mail server.

Security-aware server administrators usually have configured their mail servers so that every email is checked whether the delivering user is actually allowed to send the mail with the given sender address. In Postfix mail server configuration this can be set with the option reject_authenticated_sender_login_mismatch, which matches user names to sender addresses in the $smtpd_sender_login_maps database.

Each email contains at least two addresses: one on denoting the sender (MAIL FROM) and the other one the recipient (RCPT TO). When safeguarding the mail server against forgery it can (depending on software and configuration used) check the emails sender against a list of email addresses the user is allowed to use. If the it is not on the delivering user’s list, delivery of the the mail is rejected. The sole exception is that the original server is allowed to send mails for the (original/first) mmail sender domain. The smuggled second/third emails won’t be checked against maybe existing SPF oder DMARC sender restrictions – as the server only is sending one strictly valid mail after all. This is especially relevant for cloud services with many domains with very many mail addresses sharing the same SPF/DMARC configurations

A single mail dialoge with standards-compliant END-OF-DATA marker <CR><LF>.<CR><LF> looks for example like this (the first two lines defining the envelope, the 4th to 6th line the header) – ending with \r\n.\r\n:

mail FROM: user@sender\r\n
rcpt TO: user@receiver\r\n
data\r\n
From: user@sender\r\n
TO: user@receiver\r\n
Subject: Erste E-Mail\r\n
\r\n
Dies ist die erste E-Mail\r\n
\r\n.\r\n

In contrast to this an attacker’s email might look like this, using a nonstandard marker for mail separation <LF>.<LF> (or  \n\n respectively):

mail FROM: \r\n
rcpt TO: \r\n
data\r\n
From: user@sender\r\n
TO: user@receiver\r\n
Subject: Erste E-Mail\r\n
\r\n
Dies ist die erste E-Mail\r\n
\n.\n
mail FROM: admin@sender\r\n
rcpt TO: user@receiver\r\n
data\r\n
From: admin@sender\r\n
TO: user@receiver\r\n
Subject: Geschmuggelte E-Mail\r\n
\r\n
Dies ist die geschmuggelte E-Mail\r\n
\r\n.\r\n

The receiving server accepts the mail and then processes it. If the server is vulnerable to this attack, it leniently accepts <LF>.</LF> (resp. \n.\n) as END-OF-DATA marker and splits the prepared mail into two – separated by the perceived (yet strictly speaking: invalid) marker. As it already accepted the email delivery, it now delivers two mails: one from user@sender and the other by admin@sender – without being able to recognize admin@sender as invalid as all checks already have been passed. Even experts will have a hard time recognising the smuggled mail as such, because originating server, mail headers and SPF and DMARC checks all are valid.

This is especially dangerous for big mail providers. If for example an attacker sends a thusly prepared mail from an account at hypothetically vulnerable Google mail service (e.g. Testuser234@google.com) and smuggles another mail into it from support@gmail.com, the recipient cannot tell, whether that email is legit and that the attachment-to-be-clicked really should be clicked: it originates from the correct server, all headers are like an original one, SPF and DMARC all check as valid. Big cloud and mail providers often use the same SPF/DMARC policy for thousands of domains, so an attacker could send out mail from any of those domains and still pass SPF/DMARC checks. Luckily the big mail providers already filter out malformed END-OF-DATA markers and thus prevent this attack. But as this is the first but probably not last one of such attacks, and because to all mail server admins have patched their systems yet, it is too early to dismiss the warning.

Aggreviating this problem is that not all providers or manufacturers acknowledge this as possible problem. For example Cisco’s mail filter appliance did not filter but “corrected” malformed END-OF-DATA markers – insisting that of not being a problem (What they nowadays recognize as possible attack vector). As mail recipient you never know how the sending server might be configured. So on your receiving end the mailserver must be patched accordingly and filter out noncompliant mails. A mail service provider will probably notify its customers as soon as its servers prevent sending corrupt END-OF-DATA markers and thus smuggling forged mails. Patching and proper filtering of corrupt markers is the only way to be able to prevent sending out mails with contraband.

Currently security patches are available dor most mail server software – though it might take some time for those to trickle down the supply chain. And sometimes simple patching won’t fix the problem due to compatibility considerations for existing configurations. For example the Open Source project Postfix (included and often used in Ubuntu) “only” makes filter options available, that have to be explicitly enabled if there already is an individual server configuration. So the proper options must be configured, the mail service restarted and mail flow checked.

We would like to add two notes on two topics where we tripped over ambiguous wording:

The researchers mentioned that two mail servers are necessary to enable smtp smuggling – which can be interpreted in multiple ways. As the vulnerability cannot be triggered locally, a receiving mail server and an SMTP mail delivered to it are needed. Thus a vulnerable mail server that is reachable via SMTP should suffice.

The article mentioned DKIM as one security measure that could be broken by this vulnerability. This usually is not true according to our research for mails that have been signed on the sending mail server – when the original mail is broken up on the receiving system the mail body (originally including the smuggled mail) has changed and this the original DKIM body checksum won’t match any more.

• Frohe neue 100.000.000!

Frohe neue 100.000.000!

Haben Sie am Dienstagabend auch die Sekunden runtergezählt, um auf die runden 1.700.000.000 anzustoßen? In einigen Hackerspaces wurde dieser besondere Unix-Zeitstempel wie bei einer Neujahrsfeier begrüßt. Für die Darstellung von Daten und Uhrzeiten als Binärzahl gibt es viele Konventionen. Sehr weit verbreitet ist der für das Unix-Betriebssystem entwickelte Ansatz, einen Zeitpunkt über die Anzahl von Sekunden seit dem 01.01.1970 darzustellen. Diese Sekundenzahl überschritt am Dienstagabend die nächste 100-Millionen-Marke. Falls Sie das Ereignis verpasst haben: Merken Sie sich schon einmal den 15.01.2027 vor – da sind die nächsten 100 Millionen Sekunden vorbei.

Bei der Darstellung von Daten kommt unweigerlich die Erinnerung an das Jahr-2000-Problem auf. Tatsächlich wird bei den Unix-Zeitstempeln im Jahr 2038 Ähnliches passieren. Wie beim Jahr-2000-Problem hängt dies aber von einigen Details ab: Waren damals nur Anwendungen und Systeme betroffen, die Jahreszahlen als zweistellige Dezimalzahl gespeichert haben, sind es jetzt Zeitstempel, die als 32-Bit-Zahl mit Vorzeichen gespeichert sind. Das ist die Mindestgröße, die der Standard vorschreibt, und traditionell wurden die Zeitstempel in einem Speicherformat entsprechend der Länge eines „Word“ beim verwendeten Prozessor gespeichert – also 32 Bit auf 32-Bit-CPUs und 64 Bit auf 64-Bit-CPUs. Damit sind moderne Client- und Serversysteme nicht mehr betroffen. In vielen eingebetteten Systemen werden jedoch weiterhin viele 32-Bit-CPUs eingesetzt. Diverse Betriebssysteme und Anwendungen mit Unix-Zeitstempel haben bereits reagiert und nutzen auch auf diesen Systemen die längeren Speicherformate. Schwierig ist die Umstellung bei Binärdateiformaten und Netzwerkprotokollen, die nur 32 Bit Platz für die Zeitstempel vorsehen. Ob die Darstellung überall angepasst wurde, zeigt der 19.01.2038 – an diesem Datum wird der größtmögliche 32-Bit-Zeitstempel überschritten.

Die nächsten runden Termine zum Vormerken: https://de.wikipedia.org/wiki/Unixzeit#Besondere_Werte

Die Jahre 2000 und 2038 sind nicht die einzigen interessanten Zeitpunkte:
https://en.wikipedia.org/wiki/Time_formatting_and_storage_bugs

HiSolutions Research

Multi-OS-Strategie: Emotets Trickbot goes Linux

Die Vielseitigkeit der Schadsoftware-Toolchain Emotet beschäftigt seit geraumer Zeit Incident Responder, IT-Forensiker und Administratoren gleichermaßen. Nun kommt eine neue Facette hinzu, indem das angestammte Wirtsbetriebssystem Windows um Linux-Systeme ergänzt wird. Neben den offensichtlichen Linux-Servern (und ggf. -Clients) droht hier auch Persistenz über Embedded Linux in Geräten wie Druckern und Routern.

https://www.heise.de/news/Emotet-Trickbot-nimmt-Linux-Systeme-ins-Visier-4860584.html

Auch die Methodik der Angreifer entwickelt sich weiter, sodass nun reale Dateianhänge in E Mails gestohlen und für Angriffe verwendet werden.

https://www.heise.de/news/Betrueger-Mails-Emotet-klaut-Dateianhaenge-fuer-mehr-Authentizitaet-4857724.html