Linux的隐形炸弹:一个潜伏15年的内核漏洞,全系中招

Nebula Security 的研究人员最近把一道老题的答案摊开：Linux 内核里有一个从 2011 年活到现在的栈上悬垂指针（stack-UAF）。他们把漏洞取名为 GhostLock（CVE-2026-43499），并以 97% 稳定率的利用链拿到 Google kernelCTF 的 $92,337 奖金。影响范围是 v2.6.39-rc1 到 v7.1-rc1，也就是几乎所有主流发行版都默认带过的代码。

问题出在 rtmutex 的优先级继承（PI, Priority Inheritance）路径。这个机制本身并不新：当高优先级任务被低优先级任务持有的 futex 阻塞时，内核会把低优先级任务的优先级临时提升，避免优先级反转。为了支持 FUTEX_WAIT_REQUEUE_PI 这种「先等在原 futex，再被重新排队到目标 PI futex」的语义，内核需要代理上锁：一个线程可以在另一个线程睡着的时候，替它把 rt_mutex_waiter 对象挂到目标锁的等待队列上。这个 waiter 对象就躺在被代理线程的栈帧里。

remove_waiter() 这个辅助函数的设计假设，是为「自己阻塞、自己清理」写的。它内部清理的是 current->pi_blocked_on，也就是正在运行线程的 PI 阻塞指针。当代理路径调用它来回滚一个失败的上锁尝试时，current 其实是执行 FUTEX_CMP_REQUEUE_PI 的那个线程，而不是栈上那个 waiter 所属的线程。于是 pi_blocked_on 没有被清掉正确的任务。

等 waiter 线程从 futex 系统调用返回用户态，那块栈帧就消失了；但内核仍然保留着一个指向该栈地址的 pi_blocked_on。下一次 sched_setattr() 之类的路径做 PI 链遍历时，内核会把这个已经「属于用户态」的栈内存当成有效的 rt_mutex_waiter 来解引用。悬垂指针就这样诞生了。

触发这个 bug 需要构造一个 PI 依赖环：三个 futex 字、三个线程、一条 FUTEX_CMP_REQUEUE_PI。具体步骤是：

• 线程 A 先拿到 f_pi_chain，然后进入 FUTEX_WAIT_REQUEUE_PI(f_wait -> f_pi_target)，把 waiter 留在自己的栈上。
• 线程 B 先拿到 f_pi_target，再阻塞到 f_pi_chain。
• 主线程调用 FUTEX_CMP_REQUEUE_PI(f_wait -> f_pi_target)，试图把 A 的 waiter 代理到 f_pi_target。

此时链遍历会看到一个环：A -> f_pi_target -> B -> f_pi_chain -> A，于是返回 -EDEADLK 并进入回滚。回滚调用了错误的 remove_waiter()，把 A 的 pi_blocked_on 留在已经释放的栈帧上。A 返回用户态后，UAF 窗口就一直开着，后续任何一次 PI 链遍历都可以把它当自由引用来用。

拿到这个指针后，攻击者需要重新占领同一块栈地址。Nebula 用的是 prctl(PR_SET_MM, PR_SET_MM_MAP, ...)：这个调用会把用户提供的 auxv 复制到内核栈上的一个固定大小缓冲区 user_auxv[AT_VECTOR_SIZE]，位置刚好和刚才的 rt_mutex_waiter 框架重叠。辅助向量里的内容被精心布置成一段假的 waiter 结构，骗过内核的 rt_mutex_dequeue()，最终把目标地址写成一个指向 CPU Entry Area（CEA）的指针。

图：Nebula Security 展示的 CEA 复用布局。同一段可控内存先伪造 waiter 和 lock 通过 PI 链检查，再重新喷射为伪造的 inet6_protocol 与 ROP 栈。来源：nebusec.ai/research/ionstack-part-2/

他们选择的目标是 inet6_protos[IPPROTO_UDP]。这个全局函数表指针周围的数据布局恰好满足 rt_mutex_base 的结构要求：前一个 qword 读作未锁的 wait_lock，后面可以伪造 rb_leftmost 和 owner。写入之后，只要发一个本地 IPv6 UDP 包，内核就会调用这个被覆盖的函数指针，控制流被劫持到 CEA。

从 CEA 再往后走，是一段短 ROP。他们没有用传统的大段 ROP 去重开用户态，而是用了一个叫 DirtyMode 的收尾：把 coredump_sysctls[1].mode 的权限位改成可写。之后，/proc/sys/kernel/core_pattern 对普通用户开放，写一个带管道的 core pattern 字符串就能让内核以 root 执行任意二进制文件。整个利用链在 kernelCTF 的远程 LTS 6.12.80 目标上大约 5 秒跑完。

这个漏洞能稳定利用的另一个前提是 RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET 默认关闭。如果打开，内核栈入口会加一个 5 位的随机偏移，之前那个 auxv 缓冲区就不一定再覆盖到原来的 waiter 框架上，利用会变成 1/32 的猜测。Nebula 也提到，一些发行版如果启用 STATIC_USERMODE_HELPER，会堵住 DirtyMode 这个具体路径，但同样的思路可以换到任何 ctl_table::mode 保护的可写 sysctl 节点上。

补丁的核心改动很小：在 remove_waiter() 里从 waiter->task 而不是 current 获取目标任务，再用 scoped guard 锁住正确的 pi_lock。15 年来没人发现这个错位，说明问题出在代理路径复用了一个隐含「当前线程即 waiter」的清理函数。这类「老函数遇到新调用场景」的 bug 在大型内核代码里并不罕见。

这件事也提醒我们：安全补丁的回溯范围往往比想象的更大。从 2.6.39 到 7.1 的跨度覆盖了几乎整个现代 Linux 生态，大量长期支持版本仍在运行。Nebula 已经在 4 月向 kernel security 提交了报告，修复在 4 月 20 日进入主线，5 月 4 日开始被 backport。如果你还在跑一个没有被 backport 覆盖的内核，这个提权/容器逃逸路径就还在那儿。

参考链接：

• IonStack part II: GhostLock, a stack-UAF that has existed in ALL Linux distributions for 15 years
• Hacker News 讨论