🔍 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 75%）。

🧬 根因独立理解

漏洞根源于commit 72548b093ee3引入的AEAD算法in-place操作优化，在crypto/algif_aead.c中，aead_recvmsg()和aead_sendmsg()通过skcipher_request_set_crypt()将请求的src和dst强制指向同一个sg散列表（如ctx->txbuf），试图减少内存复制。但AF_ALG的aead_ctx结构体为输入输出分别维护独立的SG布局，且关联数据（AD）和明文/密文长度由用户态任意控制。当crypto层执行真正的AEAD加解密时，scatterwalk可能需要同时遍历src和dst；in-place使两者重叠后，底层驱动写输出时会覆盖尚未读取的输入数据，尤其在带AD的GCM/CCM模式下，数据块偏移计算错误，导致越界写入ctx->buf之外的内存。补丁完全回退该commit，仅保留独立的AD复制逻辑，明确表明之前为in-place增加的全部复杂度（如临时缓冲索引管理、长度补偿）是错误的，本质上是违反了AEAD算法对scatterlist起始偏移和长度的约束，造成堆越界读写。

🛤️ 漏洞触发链路

触发链路从用户创建AF_ALG AEAD socket开始：用户通过socket(AF_ALG)和accept()获取加密套接口，并使用setsockopt设置key和算法。之后调用sendmsg()发送混杂了AD和密文的用户态缓冲区，内核在aead_sendmsg()中把数据拷贝到ctx->txbuf，并因in-place优化将请求的src和dst都指向该缓冲区。随后在aead_encrypt/decrypt或异步完成回调中，底层驱动按照用户提供的长度字段进行scatterwalk，若长度超过实际写入的crypto_data区域，驱动会将相邻的堆内存当作输出缓冲区覆盖，或泄露未初始化的堆数据。由于AF_ALG支持异步，用户还可以快速提交多个请求，制造use-after-free和双重释放竞态，进一步扩大破坏范围。

🔁 二次发现（同类漏洞/扩展攻击面）

• crypto/algif_skcipher.c - skcipher_recvmsg(): 同类in-place优化可能存在，skcipher同样沿用src=dst的SG设置，若长度校验不严，也会引发越界读写。
• crypto/algif_aead.c - aead_sendmsg() AD复制逻辑: 补丁虽保留AD复制，但若复制长度计算未与req->assoclen同步，独立复制仍可能引入新的堆溢出。

🩹 修复完整性分析

当前补丁通过恢复out-of-place操作，使src和dst分离，根除了in-place重叠写导致的越界问题。保留AD的直接复制是安全的，因为AD只是作为AEAD的关联输入，不需要参与原地修改。但修复是否完整取决于补丁是否彻底移除了所有in-place分支和相关的长度换算，若仍残留部分代码路径设置src==dst，或者AEAD驱动层仍会在特定情况下复用同一缓冲区，则可能被绕过。另外还需检查复合请求（如combined sendmsg）中ctx->used的更新是否与新的SG布局一致，否则可能存在长度溢出绕过。

⚔️ 利用方案设计

利用方案基于in-place的堆越界写。首先需要探测AF_ALG AEAD接口的消息长度校验规则，构造一个合法的AEAD请求，其中用户提供的密文长度特别大，但实际有效数据较小，使底层crypto驱动在scatterwalk时越界写入ctx->txbuf之后的内核堆内存。通过反复触发不同长度请求，结合page-UAF或堆喷布局，用消息队列msg_msg覆盖相邻的堆对象，篡改其m_ts或next指针，实现内核地址泄露和任意地址读写。升级路径为：先泄露内核基址，然后利用越界写覆盖某个函数指针或modprobe_path，最终执行提权代码。要成功需绕过SMAP/SMEP，可使用JOP或调用已存在的gadget，且AF_ALG接口允许未特权用户访问，因此可作为本地提权利用入口。

🧪 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 12:08