Ubuntu 20.04 LKM Rootkit插入时内核崩溃问题求助

你的update_hex函数存在多处内存安全问题，直接触发内核崩溃，具体问题和修复方案如下：

核心问题点 #

1. 未初始化目标字符串
   kmalloc分配的内存是未初始化的随机值，strcat要求目标字符串以\0结尾才能定位拼接起始位置。未初始化的number->hex会让strcat从随机内存地址查找\0，触发非法内存访问。

2. 栈缓冲区溢出
   temp[8]的大小不足以容纳uint64_t的十六进制字符串：一个64位无符号整数的十六进制最多需要16个字符（比如0xffffffffffffffff），加上终止符\0需要17字节。temp[8]会导致sprintf写入超出栈缓冲区范围，破坏内核栈结构，直接引发崩溃。

3. 循环条件与内存大小计算错误

• 循环条件i < number->size/64逻辑混乱：如果size是number数组的总字节数，正确的元素个数应为number->size / sizeof(uint64_t)（即size/8）；如果size是总位数，才是size/64。错误的循环条件要么导致拼接不完整，要么越界访问number->number数组。
• kmalloc分配的number->size字节空间完全不足以存储所有十六进制字符：每个uint64_t需要16个字符，总长度应为「元素个数×16 + 1」（加1是为了存储终止符\0）。

修复后的代码 #

#include <linux/string.h>
#include <linux/slab.h>

int update_hex(big_int_t *number) {
    // 计算所需内存：每个uint64_t对应16个十六进制字符，加1个终止符
    int elem_count = number->size / sizeof(uint64_t);
    int hex_buf_size = elem_count * 16 + 1;

    // 释放旧内存
    kfree(number->hex);
    // 用kzalloc分配并清零内存，确保初始为空字符串
    number->hex = kzalloc(hex_buf_size, GFP_KERNEL);
    if (!number->hex) {
        printk(KERN_ERR "big_int: failed to allocate hex buffer\n");
        return -ENOMEM;
    }

    for (int i = 0; i < elem_count; i++) {
        char temp[17]; // 足够容纳16个十六进制字符+终止符
        // 用snprintf避免缓冲区溢出
        snprintf(temp, sizeof(temp), "%llx", number->number[i]);
        // 用strlcat安全拼接，防止越界写入
        strlcat(number->hex, temp, hex_buf_size);
    }

    return 0;
}

额外注意事项 #

• 确保big_int_t的size字段表示number数组的总字节数，如果size是总位数，需将elem_count改为number->size / 64。
• 内核中打印日志建议使用KERN_*宏指定级别（如KERN_INFO、KERN_ERR），便于日志分类。
• 内核空间中优先使用snprintf、strlcat这类带长度检查的函数，避免裸用sprintf、strcat引发内存安全问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user21382175