초기화 누락된 Flag 하나로 Page Cache 쓰기 권한을 획득한 Dirty Pipe 분석

Context

Linux 커널은 디스크 I/O 최적화를 위해 Page Cache를 운영하며, Copy-on-Write(CoW) 메커니즘을 통해 읽기 전용 파일의 무결성을 보장하는 구조임. splice() 시스템 콜을 통한 Zero-Copy 데이터 전송 최적화 과정에서 Page Cache와 Pipe Buffer가 직접 연결되는 아키텍처적 특성을 가짐.

Technical Solution

• splice() 호출 시 Page Cache 페이지를 Pipe Buffer에 직접 매핑하는 copy_page_to_iter_pipe() 함수 활용
• Circular Ring 구조의 Pipe Buffer 재사용 과정에서 기존에 설정된 PIPE_BUF_FLAG_CAN_MERGE 플래그가 초기화되지 않고 잔존하는 설계 결함 발생
• 잔존한 Merge 플래그로 인해 커널이 해당 Page Cache 페이지를 수정 가능한 버퍼로 오판하여 쓰기 허용
• CoW 메커니즘을 우회하여 읽기 전용 파일의 물리적 메모리 페이지에 직접 데이터를 덮어쓰는 로직 수행
• 서로 독립적으로 정상 작동하던 Page Cache, Pipe, splice() 세 하위 시스템의 상호작용 경계에서 상태 전이 오류 발생