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Sudoのヒープベースバッファオーバーフロー脆弱性 CVE-2021-3156 の技術解説とアップデート遅延が招く深刻なリスクシナリオ

Tags: Sudo, 権限昇格, バッファオーバーフロー, Linux, CVE-2021-3156

はじめに：システムアップデート遅延が招く権限昇格の脅威

システムにおけるセキュリティアップデートの遅延は、既知の脆弱性を放置することに繋がり、組織のセキュリティ体制に甚大なリスクをもたらします。特に、Sudoのようなシステム基盤に深く関わるソフトウェアの脆弱性は、その影響範囲の広さと深刻度から、迅速な対応が不可欠です。

本記事では、LinuxなどのUnix系OSで広く利用されているsudoコマンドに発見されたヒープベースバッファオーバーフローの脆弱性、CVE-2021-3156（通称「Baron Samedit」）に焦点を当てます。この脆弱性は、ローカルユーザーが容易にroot権限を奪取できる可能性を秘めており、アップデートが遅延している環境下で悪用された場合、企業システム全体に深刻な影響を及ぼすリスクシナリオを詳細に解説します。

脆弱性の技術詳細：CVE-2021-3156 (Baron Samedit)

CVE-2021-3156は、Sudoにおけるヒープベースバッファオーバーフローの脆弱性です。この脆弱性の根本原因は、Sudoがコマンドライン引数を処理する際のバグにあります。具体的には、sudoeditコマンドが引数を解析する際に、バックスラッシュ（\）でエスケープされた文字を不適切に処理することで発生します。この脆弱性はCWE-125（Out-of-bounds Read）とCWE-787（Out-of-bounds Write）の組み合わせに該当します。

影響を受けるSudoのバージョンは、以下の通りです。

脆弱性の仕組み

この脆弱性は、特にsudoedit -sコマンドを使用する際に顕在化します。通常、sudoeditはユーザーが指定したファイルを編集するために一時的に権限を昇格しますが、-sオプション（shellモード）を使用すると、ファイルパスではなくコマンドとして引数を解釈します。

問題は、sudoが引数を解析する内部関数であるget_args()が、特定の条件下でヒープ上のバッファをオーバーフローさせる点にあります。get_args()関数は、argv配列（コマンドライン引数を格納する配列）を再構築する際に、shell_unquote()関数を用いて引数のエスケープを解除します。

攻撃者は、コマンドライン引数の末尾にエスケープされていないバックスラッシュを複数配置することで、shell_unquote()関数が不正なメモリ領域に書き込みを行う状況を作り出すことが可能です。例えば、sudoedit -s '\A\' \'B\' のように引数を渡すことで、特定の環境変数がリセットされずに残存し、さらにヒープオーバーフローを引き起こし、最終的に任意のコード実行につながる状態を作り出します。

この状態では、動的リンカーが利用する環境変数（例：LD_PRELOAD）が適切にクリアされないまま、root権限で実行されるプロセスに引き継がれてしまいます。攻撃者はこれを利用して、悪意のある共有ライブラリをロードさせ、root権限で任意のコードを実行させることが可能となります。

悪用方法とリスクシナリオ

CVE-2021-3156の悪用は、ローカルユーザーであれば非常に容易です。概念実証（PoC）コードが多数公開されており、その悪用は既に一般化しています。

具体的な悪用手順の概要

  1. 脆弱なSudoバージョンの特定: 攻撃対象システムにインストールされているSudoのバージョンが脆弱な範囲にあるかを確認します。
  2. 特殊な引数の生成: 攻撃者は、sudoedit -sコマンドに、ヒープバッファオーバーフローを引き起こす特殊な形式の引数を指定します。これには、末尾にバックスラッシュを持つ引数や、不正なクォーテーションが含まれる引数が利用されます。

  3. 環境変数の操作と任意のコード実行: 引数処理の不備により、本来であればクリアされるべき環境変数（例：LD_PRELOAD）が保持された状態で、Sudoが内部的に別のプロセスをroot権限で起動します。攻撃者は、LD_PRELOADに自身が作成した悪意のある共有ライブラリのパスを指定することで、そのライブラリをroot権限でロードさせ、任意のコードを実行させることが可能となります。例えば、以下のようなシェルコマンドがPoCとして利用されました。

    bash sudoedit -s '\' $(python3 -c 'print("A"*1000)')

    このコマンドは、バッファオーバーフローを引き起こし、その後、攻撃者が用意したライブラリがロードされることで、root権限のシェルが起動するなど、任意のコード実行が可能になります。

システムアップデートが遅延している場合の具体的なリスクシナリオ

  1. システム完全掌握: 内部ネットワークに侵入した攻撃者が、一般ユーザー権限を奪取したとします。通常、ここからシステム全体を掌握するには、さらに権限昇格のステップが必要です。CVE-2021-3156が未パッチの場合、攻撃者は容易にroot権限を獲得し、システムのデータ窃取、設定改ざん、バックドア設置など、あらゆる悪意のある活動を自由に行うことが可能となります。
  2. ウェブサーバーやデータベースサーバーの乗っ取り: 攻撃者がウェブアプリケーションの脆弱性を悪用して、ウェブサーバーの一般ユーザー権限を取得した場合、この脆弱性を利用してroot権限に昇格し、ウェブサーバー、データベース、あるいは基盤となるOS自体を完全に制御する可能性があります。これにより、ウェブサイトの改ざん、顧客データの窃取、機密情報の漏洩などが引き起こされるでしょう。
  3. ランサムウェア感染拡大の起点: 組織内の単一のワークステーションがマルウェアに感染し、それがローカルユーザー権限で動作しているとします。CVE-2021-3156の脆弱性があれば、マルウェアはそのワークステーション上でroot権限に昇格し、ネットワーク内の他のシステムへの横展開、ランサムウェアの実行、あるいは重要なシステムファイルの破壊など、より広範で深刻な被害をもたらす可能性があります。
  4. インシデントレスポンスの妨害: 攻撃者がシステム管理者の権限を奪取した場合、侵入の痕跡を削除したり、ログを改ざんしたりすることが可能になります。これにより、フォレンジック調査が困難になり、インシデントの全貌把握と適切な対応が遅延するリスクが高まります。

実際の事例と影響範囲

CVE-2021-3156は、2021年1月に発見され、公開後すぐに概念実証（PoC）コードが多数出現しました。これにより、脆弱なSudoがインストールされている多くのLinuxシステムが、パッチ適用を強く促される事態となりました。

この脆弱性に直接関連する大規模なインシデント事例の報告は限られていますが、PoCの存在と悪用が容易であることから、発見後すぐにセキュリティベンダーや研究機関は、サイバー攻撃者がこれを悪用する可能性が非常に高いと警告しました。実際、脆弱性診断の現場では、この脆弱性が発見されるたびに、顧客に対して迅速なパッチ適用を強く推奨する事例が数多く確認されています。

権限昇格脆弱性は、通常、単独で外部から直接システムに侵入するために使われることは稀ですが、他の脆弱性（例えば、ウェブアプリケーションのRCEなど）と組み合わされることで、攻撃の最終段階で決定的な役割を果たすことが非常に多いです。このBaron Sameditも、まさにその典型例であり、攻撃者がローカルアクセスを得た後にシステム全体を掌握するための重要な足がかりとして悪用されるリスクがありました。

影響範囲と深刻度

CVE-2021-3156は、広範なLinuxディストリビューションに影響を与えました。Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、Red Hat Enterprise Linuxなど、主要なLinuxディストリビューションの多くのバージョンに脆弱なSudoが含まれていました。

CVSSv3.1スコアは 7.8 (High) であり、評価基準は以下の通りです。

このスコアは、ローカルからシステム全体を掌握できるほどの深刻な影響があることを示しています。

推奨される対策

CVE-2021-3156に対する最も効果的な対策は、Sudoを脆弱性が修正されたバージョンに速やかにアップデートすることです。

1. 速やかなSudoのアップデート

各Linuxディストリビューションから提供されている公式パッケージを通じて、Sudoを修正済みのバージョンにアップデートしてください。

アップデート後、Sudoのバージョンを確認し、修正済みのバージョン（例：1.9.5p2以降、あるいはディストリビューションが提供するパッチ適用済みバージョン）になっていることを確認することが重要です。

2. アップデートが困難な場合の緩和策

何らかの理由で直ちにアップデートできない場合でも、以下の緩和策を検討してください。ただし、これらは一時的な対応であり、根本的な解決にはアップデートが必要です。

3. 脆弱性の存在や悪用を検知するための方法

アップデート管理の重要性

CVE-2021-3156のような権限昇格脆弱性は、システムのセキュリティを根底から覆す可能性を秘めています。外部から直接悪用されることは少なくても、他の脆弱性と組み合わされた場合、あるいはすでに内部に侵入された後の「横展開」や「最終目標達成」の段階で極めて大きな脅威となります。

組織における脆弱性管理・アップデート管理のプロセスは、以下の点を重視して運用されるべきです。

まとめ

Sudoのヒープベースバッファオーバーフロー脆弱性CVE-2021-3156は、ローカルユーザーからのroot権限奪取を可能にする、極めて深刻な脆弱性です。システムアップデートの遅延は、この種の権限昇格攻撃のリスクを増大させ、結果として機密情報の漏洩、システムの改ざん、サービス停止といった重大なセキュリティインシデントに繋がりかねません。

セキュリティアナリストとして、この脆弱性の技術的な詳細、悪用方法、そしてそれがもたらす具体的なリスクシナリオを深く理解することは、社内のシステム担当者に対して、アップデートの緊急性と重要性を正確に伝え、迅速な対策実施を促す上で不可欠です。本記事で解説した情報が、貴社の脆弱性管理体制の強化、そして安全なシステム運用の実現に貢献することを願っています。