2026-05-19 05:03:00 网络安全文章来源：ZONE.CI 全球网 0 阅读模式

文章总结： 本文详细分析了Linux内核CopyFail漏洞（CVE-2026-31431）在Kubernetes环境下的容器逃逸利用链。该漏洞允许攻击者从低权限Pod篡改共享镜像层的页缓存，通过污染高权限kube-proxy组件使用的二进制文件实现宿主机控制。文章提供了完整的靶场复现流程，并给出升级内核或禁用algif_aead模块的修复方案，帮助安全团队理解云原生环境下的内核级风险。 综合评分： 85 文章分类： 漏洞分析,云安全,容器安全,解决方案,安全工具

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复现Copy Fail漏洞（CVE-2026-31431）没环境？云攻防靶场一键开启，深度还原容器逃逸攻击链

原创

星云实验室星云实验室

绿盟科技研究通讯

2026年5月18日 16:41 北京

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摘要：Copy Fail漏洞（CVE-2026-31431）是Linux内核中的一处逻辑缺陷。攻击者可利用该漏洞向宿主机页缓存（Page Cache）写入4字节可控数据。在Kubernetes环境中，该漏洞的严重性被镜像层（Image Layer）共享机制急剧放大。本文通过实战演示，攻击者从一个低权限Pod发起攻击，篡改与高权限kube-proxy DaemonSet共享基础镜像中的二进制文件（如/usr/sbin/ipset）的页缓存，成功“借用”其高权限，在宿主机根目录创建了标志文件。针对该漏洞，提出升级内核和临时缓解两类修复方案。本文旨在通过实战演练，帮助安全团队深入理解共享内核与共享镜像层环境下的真实风险，掌握攻防对抗方法与应急缓解策略。

注明：本文及相关靶标构建方法仅用于安全研究与防御体系学习，请勿将相关技术用于任何未经授权的测试。

一、背景与威胁场景构建

1.1

Copy Fail漏洞影响范围广泛

Copy Fail漏洞（CVE-2026-31431）是Linux内核中一处影响范围极广的逻辑缺陷，自2017年引入至今，影响所有Linux内核4.14及以上版本，覆盖Ubuntu、RHEL、Debian、Amazon Linux等主流发行版。攻击者可利用该漏洞在无需竞态条件的情况下实现本地提权，在容器环境中则可突破隔离边界获取宿主机控制权。CISA已将其列入已知可利用漏洞目录，业界多家安全机构将其列为2026年度最具威胁的本地提权漏洞之一。

1.2

云原生特性放大了漏洞风险

云原生环境以容器化部署为核心，其底层依赖同一宿主机上多个容器共享Linux内核的架构。页缓存（Page Cache）作为内核将磁盘文件内容缓存在内存中的机制，同样位于内核空间，被所有运行在同一宿主机上的进程无条件共享。在企业级生产环境中，Kubernetes将这种共享内核的架构成规模地部署于集群中。更关键的是，容器镜像采用分层存储机制，同一节点上使用相同基础镜像的多个Pod共享同一份文件系统的页缓存。这意味着，攻击者只需在任意一个低权限Pod中获得代码执行能力，即可利用Copy Fail漏洞污染共享页缓存，进而影响所有使用相同镜像层的容器——包括以高权限运行的kube-proxy等关键组件。

二、核心原理分析

Copy Fail漏洞的本质是：Linux内核AF_ALG加密接口中的一个逻辑缺陷，允许非特权用户向任意可读文件的页缓存执行一次确定性的4字节写入，且无需依赖竞态条件或内核版本偏移[1]。以下从页缓存共享机制、漏洞引入根源和触发机制三个方面展开分析。

页缓存的全局共享破坏了容器间的内存隔离。Linux页缓存以(inode, page_offset)为索引，被同一宿主机上的所有进程共享。这一设计使得镜像层（Image Layer）成为攻击的天然放大器。当攻击者篡改了页缓存中某个文件（如/usr/sbin/ipset）的内容后，所有共享此页缓存的容器，包括后续启动的高权限Pod，都将执行被篡改的代码。

漏洞引入源于AF_ALG接口一次错误的性能优化。2017年，Linux内核为提升AF_ALG加密接口中AEAD算法的吞吐量，引入了in-place操作优化使解密输出直接覆盖输入内存以减少拷贝。该优化错误地将通过splice()引入的文件页缓存页面标记为可写，且操作后未恢复只读状态。这使得原本只读的页缓存页面被允许写入[2]。

authencesn算法的边界越界是篡改生效的直接原因。authencesn是Linux内核中用于 IPsec 扩展序列号（ESN）场景的 AEAD 算法，它在解密过程中需要动态调整认证数据中的序列号顺序。其具体实现是在dst[assoclen + cryptlen]位置写入4字节数据，该写入位置跨越了AEAD请求预期的接收缓冲区边界，直接覆盖了后方链接的文件页缓存页面。攻击者可控制这4字节的值，且写入发生在解密验证之前，即使用户数据无效，页缓存篡改也已生效。这使得攻击具有极高的确定性，无需竞态窗口。这一机制与Dirty COW（CVE-2016-5195）等依赖条件竞争的经典页缓存漏洞形成鲜明对比——后者需要精确的竞态窗口才能实现对只读内存映射的写访问[3]。

攻击流程的关键在于“借刀杀人”。攻击者并非篡改文件后自己执行，而是瞄准了与高权限Pod共享的基础镜像层中的二进制文件。如图1所示，攻击者首先创建AF_ALG套接字并绑定authencesn算法，打开目标文件（如/usr/sbin/ipset）获取文件描述符；然后通过splice()将该文件的页缓存送入AF_ALG处理链；构造特制的AEAD请求触发4字节越界写入，篡改页缓存中的代码入口；最后，等待高权限Pod（如kube-proxy）执行该文件，被篡改的代码便以其权限运行，实现逃逸。

图1 Copy Fail漏洞利用流程

接下来，本文将搭建K8s集群节点的靶标环境（kube-proxy以IPVS模式运行），完整复现从低权限Pod内篡改共享页缓存，到利用高权限Pod执行实现节点控制的完整攻击链路。

三、靶场环境依赖与搭建

3.1

核心环境依赖

3.2

脆弱性靶标构建

借助绿盟云攻防靶场能力，自动完成环境部署。这里仅体现环境构建过程中的关键点，其他内容不再赘述：

加载内核模块

靶场自动加载ip_vs及相关模块后，确认IPVS代理模式激活。

图2 IPVS相关内核模块配置

安装K8s并配置IPVS模式

靶场通过Kubeadm初始化集群，配置kube-proxy以ConfigMap方式管理。自动修改kube-proxy-config，将mode字段设为ipvs，调度算法设为rr，并重启kube-proxy使配置生效。

图3 配置kube-proxy为IPVS模式

部署目标Pod

靶场自动创建了一个无特权配置的普通Pod（选用kube-proxy作为靶机镜像），模拟攻击者的初始接入点。

图4 目标镜像

验证ipvs模式是否生效

在集群节点上执行ipvsadm -L命令，确认集群ipvs模式已生效。

图5 确认IPVS模式生效

四、漏洞复现与利用

4.1

K8s环境下的利用链路

在已搭建的靶场环境中，直接进入该靶标Pod，利用已就绪的algif_aead模块创建AF_ALG套接字，借助Copy Fail漏洞篡改Pod内kube-proxy镜像中的二进制文件（如ipset、xtables等）的页缓存。随后，当高权限的kube-proxy Pod因正常业务逻辑执行这些文件时，被篡改的代码便以其权限运行，实现容器逃逸。

图6 靶场场景链路

在接下来的章节中，我们将基于此攻击链路，利用自动化脚本展示从Pod突破到宿主机的完整过程。

4.2

漏洞利用

进入低权限Pod后，执行绿盟云攻击工具（已集成Copy Fail利用能力）。工具自动完成以下操作：创建AF_ALG套接字、定位目标二进制文件/usr/sbin/ipset等、触发4字节越界写入篡改页缓存等。

图7 执行绿盟云攻击工具

4.3

逃逸验证

待kube-proxy Pod因正常业务逻辑执行被篡改的二进制文件后，篡改代码得以在高权限上下文中运行。该代码在宿主机根目录创建标志文件/root/flag，内容为escape success，验证了容器边界已被成功突破——攻击者虽未直接获得交互式root shell，但已具备在宿主机上以root权限执行任意代码的能力。

图8 宿主机标志文件

五、安全防护最佳实践

针对Copy Fail漏洞，可升级内核版本从根本修复漏洞，对于无法升级的环境可采用临时措施暂时缓解。

升级内核至修复版本（首选）

Linux内核社区已发布修复补丁，回退了2017年引入的in-place优化。各主流发行版已发布修复公告，升级对应内核版本即可。若环境无法重启，也可使用发行商提供的热补丁（如RHEL的kpatch）。

临时缓解措施

当无法立即重启升级时，可禁用漏洞利用所依赖的algif_aead内核模块，或在容器环境中部署seccomp策略禁止创建AF_ALG套接字。具体操作见官方缓解公告，本文不再赘述。

六、绿盟云攻防靶场方案

星云实验室已将该场景集成至绿盟云攻防靶场，重点呈现利用页缓存篡改实现容器逃逸，最终获得宿主机控制权的完整攻击链路。

图9 绿盟云攻防靶场能力概览

绿盟云攻防靶场方案引入多类威胁模型，构建了覆盖实战攻防全链路的靶场环境，重点呈现三大核心场景：

容器逃逸与内核漏洞利用场景：以Copy Fail、Dirty COW等真实内核漏洞为靶标，模拟从容器内低权限用户到宿主机root的完整逃逸过程，帮助学员理解共享内核环境下的隔离失效风险。
供应链安全与镜像投毒场景：复现恶意镜像、基础镜像后门、依赖项劫持等攻击链，覆盖从开发到部署的软件供应链环节，提升安全左移的实战能力。
云原生配置风险与权限滥用场景：模拟RBAC配置不当、特权容器、hostPath挂载等常见配置缺陷，培养学员的安全基线加固与风险识别能力。

实验室将持续更新云攻防靶场漏洞库与场景库，为安全团队、高校及企业提供“攻击者视角”的实战演练环境，将被动防御转变为主动验证，助力网络安全人才培养与应急响应能力提升。

参考文献

[1] https://copy.fail/

[2] https://openwall.com/lists/oss-security/2026/04/29/23

[3] https://blog.nsfocus.net/the-route-to-host-2/

内容编辑：张小勇

责任编辑：吕治政

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本文转载自：绿盟科技研究通讯星云实验室星云实验室《复现Copy Fail漏洞（CVE-2026-31431）没环境？云攻防靶场一键开启，深度还原容器逃逸攻击链》