用户数据不可访问

如果内核态可以访问用户态的数据，也会出现问题。比如在劫持控制流后，攻击者可以通过栈迁移将栈迁移到用户态，然后进行 ROP，进一步达到提权的目的。在 Linux 内核中，这个防御措施的实现是与指令集架构相关的。

x86 - SMAP - Supervisor Mode Access Protection

介绍

x86 下对应的保护机制的名字为 SMAP。CR4 寄存器中的第 21 位用来标记是否开启 SMEP 保护。

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发展历史

TODO。

实现

TODO。

开启与关闭

开启

默认情况下，SMAP 保护是开启的。

如果是使用 qemu 启动的内核，我们可以在 -append 选项中添加 +smap 来开启 SMAP。

关闭

在 /etc/default/grub 的如下两行中添加 nosmap

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet"  
GRUB_CMDLINE_LINUX="initrd=/install/initrd.gz"

然后运行 update-grub ，重启系统就可以关闭 smap。

如果是使用 qemu 启动的内核，我们可以在 -append 选项中添加 nosmap 来关闭 SMAP。

状态查看

通过如下命令可以检查 SMAP 是否开启，如果发现了 smap 字符串就说明开启了 smap 保护，否则没有开启。

grep smap /proc/cpuinfo

Attack SMEP

这里给出几种方式。

设置 CR4 寄存器

把 CR4 寄存器中的第 21 位置为 0 后，我们就可以访问用户态的数据。一般而言，我们会使用 0x6f0 来设置 CR4，这样 SMAP 和 SMEP 都会被关闭。

内核中修改 cr4 的代码最终会调用到 native_write_cr4，当我们能够劫持控制流后，我们就可以执行内核中对应的 gadget 来修改 CR4。从另外一个维度来看，内核中存在固定的修改 cr4 的代码，比如在 refresh_pce 函数、 set_tsc_mode 等函数里都有。

copy_from/to_user

在劫持控制流后，攻击者可以调用 copy_from_user 和 copy_to_user 来访问用户态的内存。这两个函数会临时清空禁止访问用户态内存的标志。

ARM - PAN

TODO。