🔍 源码独立审计

对 https://github.com/theori-io/copy-fail-CVE-2026-31431 源码进行独立审计（置信度 72%）。

🧬 根因独立理解

漏洞根因位于 crypto/algif_aead.c 的 aead_sendmsg 和 aead_recvmsg 中。commit 72548b093ee3 将 AEAD 操作改为 in-place（源和目的共用同一个 SG 列表）以优化性能，但未考虑 AEAD 算法输入输出长度不对称的问题。AEAD 加密后输出长度比输入多一个认证标签（authsize），解密则少相应长度。在 in-place 模式下，aead_request 的 src 与 dst 指向同一内存，内核在加密时会将 tag 写入缓冲区末尾，若用户数据或关联数据正好占满整页，则发生越界写。同时关联数据（AD）的组装依赖复杂偏移计算，例如在 aead_ctx 中通过指针将 IV 和 AD 连续放置在请求缓冲区中；当关联数据长度或消息长度被精心构造时，偏移计算错误导致覆盖明文或其他敏感字段。补丁回退到 out-of-place 模式，并直接用 memcpy 复制 AD，消除了这些不安全的内存共享和指针运算。

🛤️ 漏洞触发链路

攻击者首先通过 AF_ALG 协议族创建 socket，并 bind 到任意 AEAD 算法（如 gcm(aes)）。随后通过 setsockopt 配置密钥，再调用 sendmsg 提交控制消息，指定操作类型为 ALG_OP_ENCRYPT 和关联数据长度 ALG_SET_AEAD_ASSOCLEN。攻击者在 payload 中填充关联数据和明文，触发 aead_sendmsg。由于 in-place 模式，内核将 src 和 dst 设为同一 SG 列表，并在调用 crypto_aead_encrypt 时在输出尾部写入认证标签。若输入长度恰好等于页面大小或对象边界，tag 写入跨越安全边界，造成内核堆越界写。攻击者还可通过调整关联数据长度，使 in-place 中 IV 和 AD 的拼接指针覆盖到相邻内存。最终该越界写可被用于破坏相邻对象实现本地提权。

🔁 二次发现（同类漏洞/扩展攻击面）

• crypto/algif_skcipher.c: skcipher_sendmsg / skcipher_recvmsg: 若同类 in-place 优化被用于 skcipher 接口，虽然无认证标签长度差异，但 source/dest 跨映射共享仍可能导致 SGL 重叠与缓存一致性错误，存在类似越界风险。

🩹 修复完整性分析

当前补丁完整回滚了 commit 72548b093ee3 中 in-place 操作的所有复杂逻辑，仅保留了对 AD 的直接复制，src 和 dst 重新使用独立 SG 列表，从根本上消除了共享内存带来的长度不对称越界。修复后密钥路径中不再存在 in-place 分支，攻击面被收窄。不过需确认是否完全移除了关联的 in-place 辅助函数（如 aead_alloc_sg 中的 in-place 标志），以及是否在所有调用点（如 sync 与 async 路径）均更新；若存在残留的 in-place 条件分支，恶意用户可能通过设置特定标志绕过修复。就当前补丁 diff 看，核心漏洞已被消除。

⚔️ 利用方案设计

利用方案基于触发加密时 tag 越界写。步骤：1) 创建 AF_ALG socket，绑定 gcm(aes) 并设置 128 位密钥；2) 通过 sendmsg 控制消息设置 ALG_OP_ENCRYPT 和 ALG_SET_AEAD_ASSOCLEN，使关联数据长度 + 明文长度 + 16 字节 tag 恰好跨越一个 page 或 kmalloc-1024 等对象边界；3) 在 in-place 模式下，内核将 src/dst 指向同一缓冲，加密后 tag 被写到缓冲外，覆盖相邻对象。为提升可靠性，可预先进行堆喷射，布置多个敏感结构（如 struct subprocess_info 或 sk_buff）作为相邻对象，然后触发越界写覆盖其 length/function 指针，劫持控制流。也可利用解密路径，输入密文后 tag 校验失败导致额外写入。Payload 思路是使越界部分篡改缓冲区内对象的元数据，将 refcount 变小或把 next 指针指向攻击者控制的内存，从而形成 UAF 或任意地址读写，最终完成提权。

🧪 PoC 复现

从 GitHub 公开仓库抓取的实际 PoC 代码（仓库）。

📋 代码元数据语言md来源tgies/copy-fail-c针对性✅ 已验证与漏洞相关（代码含 CVE 引用）依赖见代码注释/README用法详见代码注释中的使用说明

# Copy Fail (CVE-2026-31431) - C port

*[English (en)](README.md) ∙ [日本語 (ja)](README.ja.md) ∙ [简体中文 (zh-cn)](README.zh-cn.md) ∙ [한국어 (ko)](README.ko.md) ∙ [Русский (ru)](README.ru.md)*

Copy Fail Linux LPE (CVE-2026-31431) のクロスプラットフォームC言語による再実装です。この脆弱性はTheori / Xintによって2026年4月29日に公開されました。脆弱性の詳細、タイムライン、Theoriによる発見プロセスについては、[copy.fail](https://copy.fail/) の公式レポートを参照してください。

公開されているProof-of-Concept (PoC) は732バイトのPythonスクリプトです。このC言語への移植版は、プロジェクト独自のソース内にアーキテクチャごとの16進数バイナリやインラインアセンブリを含めることなく、nolibcがサポートする任意のアーキテクチャにコンパイル可能なポータブルなC言語として同じエクスプロイトを表現できることを実証しています。

本移植版の作成者: Tony Gies <tony.gies@crashunited.com>
発見および当初の公開: Theori / Xint

## リポジトリ構成

```
copy-fail-c/
├── exploit.c           ドロッパー (バイナリ書き換えバリアント)
├── exploit-passwd.c    ドロッパー (/etc/passwd UID書き換えバリアント)
├── vulnerable.c        非破壊的な脆弱性チェッカー
├── payload.c           ドロップされる本体 (setgid+setuid+execve sh)
├── utils.c,
utils.h    AF_ALG/splice ページキャッシュ書き換えプリミティブ (共有)
├── Makefile            ビルドのオーケストレーション
├── nolibc/             torvalds/linux の tools/include/nolibc からのベンダーコード
└── README.md           このファイル
```

`make` 後:

```
├── payload             ドロッパーにバイト列として埋め込まれる小さな静的ELF
├── payload.o           `ld -r -b binary` によって再配置可能な .o としてラップされたペイロード
├── exploit             ドロッパー、バイナリ書き換えバリアント
├── exploit-passwd      ドロッパー、/etc/passwd UID書き換えバリアント
└── vulnerable          非破壊的な脆弱性チェッカー
```

`exploit.c` は対象バイナリを読み取り専用で開き、埋め込まれたペイロードの4バイトのウィンドウごとにAF_ALGを介してダミーのAEAD復号を1回実行します。このときの暗号文入力は、ターゲットのページキャッシュページからsplice()を介して提供されます。authencesnテンプレートのインプレース最適化により、spliceされたソースページは暗号文入力と平文出力先のアドレスの両方として扱われるため、認証検証がリクエストを拒否する頃には、（失敗する）復号によってすでにページキャッシュページが上書きされています。4 * N回の反復後、ターゲットのキャッシュされたイメージはペイロードとバイト単位で完全に置き換えられます。ターゲットをexecve()すると、変異したページがロードされます。ディスク上のinodeは依然としてsetuid rootであるため、カーネルはroot権限を付与し、ペイロードを実行します。

`payload.c` は純粋なポータブルC言語です: `setgid(0);
setuid(0);execve("/bin/sh",
...)`。nolibcは `_start`、システムコール機構、およびアーキテクチャごとのレジスタ操作を提供します。

2番目のバリアントである `exploit-passwd.c` は、setuidバイナリのイメージの代わりに /etc/passwd のページキャッシュの4バイトを書き換えます。埋め込みペイロードを必要とせず、バイナリ書き換えのルートがブロックされているシステムでも機能しますが、キャッシュアウトの（権限昇格を達成する）サーフェスははるかに狭くなります。

`vulnerable.c` はエクスプロイトではありません。文字列 `init` を含むローカルの `testfile` を作成し、そのファイル自身のページキャッシュに対して同じ `patch_chunk()` プリミティブを実行して、バイトを `vulnerable` に上書きしようとします。読み戻したファイル内容が一致すれば、実行中のカーネルは CVE-2026-31431 の影響範囲内です。ディスク上のinodeは変更されません。`testfile` は終了時に削除され、ページキャッシュの書き換えもそれと共に消えます。特権なしで実行できます。終了コードは、脆弱な場合は100、プリミティブは実行できたが書き換えが起きなかった場合は0、AF_ALGソケットファミリまたはauthencesnテンプレートが利用できずパッチ状態を判定できない場合は2、その他の実行時エラーでは1です。

## ビルド

デフォルト (ホストアーキテクチャ向けネイティブ):

```sh
make
```

aarch64 へのクロスコンパイル (またはクロスツールチェーンがインストールされている他のLinuxアーキテクチャ):

```sh
make CC=aarch64-linux-gnu-gcc LD=aarch64-linux-gnu-ld
```

ベンダー化されたnolibcがサポートするアーキテクチャ（アップストリームに準拠）: x86_64,
i386,arm,aarch64,riscv32/64,mips,ppc,s390x,loongarch,m68k,sh,sparc。nolibcはコンパイラのアーキテクチャマクロに基づいてディスパッチするため、適切な `CC`/`LD` を選択するだけで十分です。

ビルドの要件:

* Cコンパイラ (`cc`,`gcc` または任意のクロスバリアント)
* `ld -r -b binary` をサポートするリンカー (binutils ld および lld は対応)
* `linux/if_alg.h` と `<asm/unistd.h>` を提供するカーネルUAPIヘッダー (Debian/Ubuntu: `linux-libc-dev`;
クロスバリアント: 通常、クロスツールチェーンパッケージに含まれます)

Linux 5.6 より古いヘッダーセットは、ベンダー化されたnolibcが使用する `__kernel_old_time_t` および `struct __kernel_old_timespec` よりも前のものです。`compat.h` (ペイロードのビルドに強制インクルードされます) は、これらが存在しない場合に提供するため、古い `linux-libc-dev` でも引き続きビルドできます。5.6 以降のヘッダーでは何もしません。

外部ライブラリへの依存関係はありません。ペイロードはnolibcに対してフリースタンディングとしてビルドされます。ドロッパーは `fprintf` と `perror` のためだけにホストのlibcとリンクします。

## アーキテクチャの選択

ソースのポータビリティを維持し、ペイロードを小さく保つために、ツールチェーンのいくつかの小さな機能が大きな役割を果たしています。

### nolibc

`nolibc/` はカーネルの小さなヘッダーオンリーなlibcの代替であり、torvalds/linux の `tools/include/nolibc/` から取り込まれたものです。これは `_start`、ポータブルな `syscall()` マクロ、およびインラインシステムコールラッパーを提供し、アーキテクチャごとのレジスタの規則は `nolibc/arch-*.h` にエンコードされています。`-nostdlib -static -ffreestanding -Inolibc` でペイロードをビルドすると、glibcのスタートアップ、TLSの初期化、またはスタックカナリアの仕組みを組み込むことなく、直接カーネルを呼び出す小さな静的ELFが生成されます。結果: パックおよびセクションヘッダーの削除後 (いずれも後述)、x86_64で約720バイト、aarch64で約1.2 KBになります。同じ `payload.c` をmusl-staticでリンクすると約17 KB、glibc-staticでは約700 KBになります。

### 埋め込み用の `ld -r -b binary`

Makefileは `ld -r -b binary -o payload.o payload` を介して、ビルドされた `payload` ELFを `payload.o` に変換します。リンカーは入力バイトを再配置可能なオブジェクトファイルのデータセクションとしてそのまま出力し、入力ファイル名から3つのシンボルを合成します。

```
_binary_payload_start    最初のペイロードバイトのアドレス
_binary_payload_end      最後のペイロードバイトの1つ後のアドレス
_binary_payload_size     絶対シンボル（値はバイト単位のサイズ）
```

`exploit.c` は最初の2つを `extern const unsigned char[]` として宣言し、サイズを `_binary_payload_end - _binary_payload_start` として計算します。

### `-Wl,-N` と厳しい `max-page-size`

ペイロードは `-Wl,-N -Wl,-z,max-page-size=0x10` で静的リンクされます。これにより、カーネルのページ境界に合わせたセグメントあたり4 KBのデフォルトの代わりに、16バイトのファイルアラインメントで `.text`/`.rodata`/`.data` が単一のLOADセグメントにまとめられます。これにより `ld` から「RWX permissions」の警告が出ますが、これは情報提供のみです。ペイロードの実行時メモリ保護は、この単一目的のプログラムにとって重要ではありません。このフラグがない場合、同じコードはx86_64で約13 KB（大部分はセグメント間のゼロパディング）にリンクされますが、これを使用すると、後述のセクションヘッダー削除前で約1.3 KBになります。

### セクションヘッダーの削除

リンク後、`objcopy --strip-section-headers` はペイロードのセクションヘッダーテーブルと `.shstrtab` を削除します。カーネルのELFローダーはプログラムをそのプログラムヘッダーのみからマップするため、これらのバイトは実行時にはロードされませんが、`payload` はそのまま埋め込まれるため、ドロップと `patch_chunk` の反復回数を増大させます。これらを削除すると、x86_64のペイロードは約1.3 KBから720バイトになります（322回の4バイト反復が180回に減少）。2つのリンク時フラグが残りを削ります: `-Wl,--build-id=none` はbuild-idノートを削除し、`-fcf-protection=none` はコンパイラがサポートしている場合にx86のCETノートを削除します。

この削除には binutils >= 2.40 が必要です。クロスビルドでは `OBJCOPY=` を介してターゲットのobjcopyを渡します (例: `OBJCOPY=aarch64-linux-gnu-objcopy`)。objcopyが削除を実行できない場合、ビルドは注意メッセージを表示し、有効でより大きなペイロードを保持します。


## バリアントとキャッシュアウトの実現可能性

このリポジトリは、AF_ALG/splice ページキャッシュの書き換えプリミティブを共有しつつ、異なる方法でroot実行にキャッシュアウト（権限昇格を達成）する2つのエクスプロイトバリアントを提供しています。それらの信頼性プロファイルは同等ではなく、現実世界の脅威モデルを推論する際にこの違いが重要になります。

### バイナリ書き換えバリアント (`exploit`)

ターゲットのsetuidバイナリのページキャッシュを埋め込まれたペイロードバイトで書き換え、バイナリをexecします。カーネルは、バイナリのディスク上の変更されていないsetuidビットからroot権限を付与し、メモリ上の破損したイメージをロードして、ペイロードを実行します。

攻撃者がシステム上の任意のroot-setuidバイナリに対して `open(target,
O_RDONLY)` できる場所であればどこでも機能します。制限された読み取りディレクトリの背後にあるsetuidバイナリの環境や、setuidを使用しないシステム設計によっておおむね防御されます。

### /etc/passwd UID書き換えバリアント (`exploit-passwd`)

/etc/passwd のページキャッシュの4バイトを書き換えて、実行中のユーザーのUIDフィールドを "0000" に設定します。/etc/passwd はすべての標準的なLinuxシステムで誰でも読み取り可能であるため、*書き換え* 自体は普遍的です。これをroot実行に変換するには、root側のプロセスが getpwnam/getpwuid を介してユーザーを解決し、クロスチェックを行わずに解決されたuidに基づいて行動することに依存します。そのようなコンシューマーは多く存在しますが、その多くは呼び出し元のuidに対するカーネルのビューや、ディスク上のファイルの所有権と防衛的なクロスチェックを行うため、キャッシュアウトが機能しなくなります。

#### キャッシュアウト実現可能性マトリックス

|
キャッシュアウト |事前のroot設定の必要性 |備考 ||---|---|---||WSL2 セッションのスポーン |なし |WSLのセッションごとの `setuid(getpwnam(default_user)->pw_uid)` は検証を行いません。クリーンに動作します。 ||util-linux `su` |なし |呼び出し元の識別処理が寛容です。 ||shadow-utils `su` |あり |`getpwuid(getuid())` 呼び出し元の識別チェックは、書き換えによって実際のuidがマッピングされなくなるため失敗します。 ||sshd (デフォルト `StrictModes yes`) |あり (StrictModes の無効化) |
StrictModes はホームディレクトリが root または `pw->pw_uid` に所有されていることを要求します。書き換えにより pw_uid=0 になりますが、ディスク上の所有者は元のuidのままです。不一致のため認証が拒否されます。 ||MTA ローカル配信 (postfix,exim など) |変動あり |MDAのホーム権限検証に依存します。MTAごとのテストが必要です。 |
#### `su` 失敗後のピボット

`exploit-passwd` は書き換え後に最も単純なキャッシュアウトとして `su <user>` をexecします。これは util-linux の `su` に対しては機能しますが、shadow-utils の `su` に対しては "Cannot determine your user name." で失敗します。この時点でもページキャッシュの書き換えは有効であり、他のキャッシュアウト（例: クロスチェックなしで getpwnam を介してユーザーを解決するデーモンを使用する）へのピボットは可能です。
テスト完了後に破損したページキャッシュをクリアするには、rootとして `echo 3 >
/proc/sys/vm/drop_caches` を実行してください。

## 影響を受けるカーネル

```
下限:    torvalds/linux 72548b093ee3   2017年8月,v4.14
                                        (AEADスキャッターリストへのspliceを介した
                                         ファイルページ書き込みプリミティブを
                                         導入したAF_ALG iov_iterの再構築)

上限:    torvalds/linux a664bf3d603d   2026年4月,
メインライン
                                        (2017年のalgif_aeadインプレース最適化を元に戻す;
ソースと宛先のスキャッターリストを分離し、
                                         ページキャッシュページが書き込み可能な
                                         暗号化の宛先にならないようにした)
```

この間の期間: 修正をバックポートしなかったすべての主要なディストリビューションカーネル。
Ubuntu、RHEL、SUSE、Amazon Linux、およびDebianはすべて、情報公開時にストッククラウドイメージカーネルで脆弱性が確認されていました。ディストリビューションレベルのバックポートは、一般公開と並行して2026年4月29日頃から展開され始めました。ターゲットカーネルが該当期間内にあるかどうかを確認するには、カーネルのgitログまたはディストリビューションのチェンジログに `a664bf3d603d` (またはそのディストリビューション固有のバックポート) が存在するかどうかを確認してください。

## 商用サポート

有償のセキュリティレビュー、カスタム移植、非公開のセキュリティアドバイザリについては、作成者のコンサルティング会社である Crash United,
LLC を通じてお問い合わせください。

連絡先: tony.gies@crashunited.com · https://crashunited.com  
GitHub: [@tgies](https://github.com/tgies) · X/Twitter: [@me_irl](https://x.com/me_irl)

## ライセンスとクレジット

CVE-2026-31431の発見と当初の公開: Theori / Xint
公式レポート: <https://copy.fail/>本C移植版: Tony Gies <tony.gies@crashunited.com>
`nolibc/`: Linuxカーネルツリーからのベンダーコード、デュアルライセンス
LGPL-2.1-or-later または MIT (`nolibc/nolibc.h` および各ファイルのSPDXヘッダーを参照)。

このリポジトリのドロッパーおよびペイロードのソースは、依存するnolibcツリーと同じLGPL-2.1-or-later または MIT のデュアルライセンス条項の下でリリースされています。これは、このディレクトリ全体を自分の作業環境に取り込むユーザーに対してライセンスの互換性を容易に維持するためです。

エクスプロイトとペイロードは、セキュリティ研究および防衛的な検出の目的で公開されています。所有していない、または明示的なテストの許可を得ていないシステムに対する使用は、作成者ではなくあなた自身の責任です。

⚔️ EXP 利用代码

截至分析时，Exploit-DB 未收录该 CVE 的公开利用代码。可利用上述 PoC 进行验证，或关注 Exploit-DB 更新。

🕵️ 检测指纹

针对该 CVE 的自动化检测规则（可直接用于扫描与审计）。

🛡️ Semgrep 审计规则: CVE-2026-31431.yaml

📋 代码元数据语言yaml来源rules/semgrep/CVE-2026-31431.yaml针对性✅ 按 CVE 匹配依赖semgrep用法semgrep --config CVE-2026-31431.yaml

rules:
  - id: CVE-2026-31431-rce-go
    languages:
      - go
    severity: ERROR
    message: "Potential page cache corruption via AF_ALG and splice() leading to local privilege escalation. Avoid direct usage of AF_ALG sockets with splice() on file page-cache pages."
    patterns:
      - pattern: |syscall.Splice($R,nil,$W,nil,$N,0)
    fix: |
// Avoid using splice() with AF_ALG sockets on file-backed pages.
      // Use safe I/O operations like io.Copy instead of splice.
    metadata:
      cwe: "CWE-277"
      owasp: "A5: Broken Access Control"
      technology: talos
      references:
        - "https://github.com/advisories/GHSA-m38g-vww2-mvgx"
  - id: CVE-2026-31431-rce-go-alg
    languages:
      - go
    severity: ERROR
    message: "Potential page cache corruption via AF_ALG and splice() leading to local privilege escalation. Avoid direct usage of AF_ALG sockets with splice() on file page-cache pages."
    patterns:
      - pattern: |
syscall.Splice($R,nil,$W,nil,$N,0)
    fix: |// Avoid using splice() with AF_ALG sockets on file-backed pages.
      // Use safe I/O operations like io.Copy instead of splice.
    metadata:
      cwe: "CWE-277"
      owasp: "A5: Broken Access Control"
      technology: talos
      references:
        - "https://github.com/advisories/GHSA-m38g-vww2-mvgx"

🛡️ CodeQL 审计规则: CVE-2026-31431.ql

📋 代码元数据语言ql来源rules/codeql/CVE-2026-31431.ql针对性✅ 按 CVE 匹配依赖codeql用法codeql database run

/**
 * @kind path-problem
 * @id go/command-injection/cve-2026-31431
 * @name Unsafe splice() in AF_ALG leading to arbitrary code execution via nftables
 * @description Untrusted workload using AF_ALG and splice() can corrupt page-cache pages,
leading to arbitrary code execution in kube-proxy via nft binary poisoning
 * @problem.severity error
 * @tags security
 *       external/cwe/cwe-078
 */
import go
import semmle.go.security.dataflow.CommandInjectionCustomizations
import CommandInjectionFlow::PathGraph

/**
 * A source of untrusted input from inside a container (workload)
 */
class WorkloadSource extends DataFlow::Node {
WorkloadSource() {// Environment variables,command line arguments,network input,etc.
    any(DataFlow::Node src).(RemoteFlowSource) = src
    or
    // Any input received via AF_ALG socket from the container
    exists(FileReadAccess f |f.getFile().getAbsolutePath().matches("%/proc/%/fd/%"))
  }}
/**
 * A sink that represents the splice() system call on AF_ALG socket
 * which can corrupt page-cache pages
 */
class SpliceAlgSink extends DataFlow::Node {SpliceAlgSink() {exists(FunctionCall fc |fc.getTarget().getName() = "splice" and
      fc.getAnArgument().(DataFlow::Node).asExpr().getType().(PointerType).getBaseType().getName() = "alg_socket"
    )
  }}
/**
 * Sink for nft execution which can be poisoned via page-cache corruption
 */
class NftExecutionSink extends DataFlow::Node {NftExecutionSink() {exists(FunctionCall fc |
fc.getTarget().getName() = "exec" or
      fc.getTarget().getName() = "execve" or
      fc.getTarget().getName() = "syscall.Exec"
    ) and
    fc.getAnArgument().(DataFlow::Node).asExpr().(StringLiteral).getValue().matches("*/nft*")
  }}class PoC_CommandInjectionConfig extends TaintTracking::Configuration {PoC_CommandInjectionConfig() {this = "PoC_CommandInjectionConfig" }
override predicate isSource(DataFlow::Node source) {source instanceof WorkloadSource
  }override predicate isSink(DataFlow::Node sink) {sink instanceof SpliceAlgSink or
    sink instanceof NftExecutionSink
  }}from PoC_CommandInjectionConfig cfg,DataFlow::PathNode source,DataFlow::PathNode sink
where cfg.hasFlowPath(source,sink)
select sink.getNode(),source,sink,
"Untrusted workload data flows to splice() or nft execution,enabling page-cache corruption and privilege escalation"

🤖 高危漏洞深度独立研究引擎生成 · 2026-08-02 21:35