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前言

许多设备的使用都离不开网络，其中，用来同步网络上各种设备时间使用的是网络时间协议（Network Time Protocol）。网络时间协议守护进程（Network Time Protocol Daemon ,NTPD）是此协议的开源实现。在过去的几个月内，NTPD被陆续报道了大量的漏洞，其中一个就是CVE-2016-9311——可以引发崩溃从而导致拒绝服务。在这篇文章中，我们将从细节着手分析这个漏洞。

查找更改

通过检查补丁程序，我们在ntp_control.c文件中找到了 “report_event” 函数，它就是该漏洞的修复程序。 补丁比较工具显示如下（摘自http://bugs.ntp.org/attachment.cgi?id=1460&action=diff）：

图一左侧显示的是未修补的代码，右侧是已修补的代码。

在易受攻击的代码中有一个判断语句：

INSIST(peer!=NULL)

INSIST函数定义在ntp_assert.h头文件中，如果peer==NULL，那么返回值为真，判断语句失败，NTPD将崩溃。

对比修复后的代码可以明显的发现，原来的INSIST(peer!=NULL)判断语句被替换成了简单的if判断：

if ((err & PEER_EVENT) && !peer)
    return

if语句会检查“peer”的值是否为NULL，如果是的话它就简单地返回并防止崩溃。

分析根本原因

要触发这个漏洞，程序流需要执行到“report_event”函数，并给它传送特定的参数值以便使得INSISIT函数判断失败从而崩溃。

当NTPD接收到一个数据包时，它会去调用ntp_proto.c中的接收函数“receive”。接收函数会对接收到的分组执行各种检查，其中一项检查是确认接收到的加密否定应答（crypto-NAK）分组是否有效。

如果NTPD收到一个无效的NAK数据包，它将调用易受攻击的函数“report_event”。该函数会查找数据包中陷阱（trap）的数量，如果没有在NTPD上配置过陷阱（关于NTPD traps可以参考这里），该函数将简单返回，后面易受攻击的代码片段也不会被执行。

当且仅当在NTPD中启用陷阱时，才能利用此漏洞。 要检查NAK数据包是否有效会用到“valid_NAK” 函数，它被定义在ntp_proto.c文件中，代码如下：

从上面的代码中可以总结出，一个数据包符合以下几点特征中的任何一个即为无效：

1. 模式不是MODE_SERVER、MODE_ACTIVE和MODE_PASSIVE。

2. keyid不为0。

3. peer为NULL，或者peer没有密钥。

4. ORIGIN不匹配。

如果NTPD上启用了陷阱功能，触发此漏洞只需要构造一个没有peer存在（即peer=NULL）的“无效NAK”数据包然后发送即可。为了证实这一点，我们用调试器来对未修复版本代码进行了测试，如下所示，NTPD因为判断失败而崩溃了：

总结

此漏洞在NTPD启用了陷阱功能的情况下可以被利用来触发崩溃引起拒绝服务。NTPD默认情况下不启用陷阱。利用此漏洞不需要授权。

防范此漏洞可以通过安装最新的补丁程序或更新最新版本的NTPD，或者使用McAfee网络安全平台等防护软件。

参考文献

NTP Security Notice

CVE-2016-9311 on NVD

CERT/CC Vulnerability Note VU#633847