2018年3月 20155113徐步桥 EXP1-PC平台逆向破解

Exp1 PC平台逆向破解

1. 逆向及Bof基础实践说明

1.1 实践目标

本次实践的对象是一个名为pwn1的linux可执行文件。

该程序正常执行流程是：main调用foo函数,foo函数会简单回显任何用户输入的字符串。

该程序同时包含另一个代码片段，getShell，会返回一个可用Shell。正常情况下这个代码是不会被运行的。我们实践的目标就是想办法运行这个代码片段。我们将学习两种方法运行这个代码片段，然后学习如何注入运行任何Shellcode。

三个实践内容如下：

  • 手工修改可执行文件，改变程序执行流程，直接跳转到getShell函数。
  • 利用foo函数的Bof漏洞，构造一个攻击输入字符串，覆盖返回地址，触发getShell函数。
  • 注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode。

这几种思路，基本代表现实情况中的攻击目标:
运行原本不可访问的代码片段
强行修改程序执行流
以及注入运行任意代码。

1.2 基础知识

1.2.1 NOP, 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。

1.2.2 常用的Linux基本操作

  • objdump -d：从objfile中反汇编那些特定指令机器码的section。
  • perl -e：后面紧跟单引号括起来的字符串，表示在命令行要执行的命令。
  • xxd：为给定的标准输入或者文件做一次十六进制的输出，它也可以将十六进制输出转换为原来的二进制格式。
  • ps -ef：显示所有进程，并显示每个进程的UID,PPIP,C与STIME栏位。
  • |：管道，将前者的输出作为后者的输入。
  • >：输入输出重定向符，将前者输出的内容输入到后者中

2.实验步骤

2.1 实验思路

  • 我们知道，所有可执行文件（包括Windows下 .exe文件）的实质都是一串连贯的机器指令，而在本次实验中我们要做的就是直接修改文件中的机器指令，因此我们首先将文件反汇编成为我们能够看得懂的语言。再通过分析比对大胆猜想需要修改的指令所在的位置，再加以修改即可。

2.2 实验步骤

2.2.1 反汇编可执行文件

  • 备份文件后输入命令：objdump -d

  • 观察分析：内存地址80484b5，此处调用了foo函数，我们需要在此处修改为调用getshell函数，因此在这一行机器指令中需要猜出哪一处是指代foo函数的，通过比对下面的函数可以猜测:e8对应的应该是call指令，而后面四个机器指令对应foo函数。

  • 我们需要知道：

    1. 计算机在存储16进制数时是反过来存储的，举例来说：对于0x11 22 33 44在机器中存储的顺序应该是44 33 22 11，这是为了方便进位计算。
    1. 执行文件时EIP寄存器会存放下一条指令的内存地址，而此处的下一条指令是调用的foo函数，因此这里需要将地址进行相对偏移，也就是说下一条指令的地址由内存地址80484ba变成8048491，通过计算（如下图），可以得出结论，这里的7d正是偏移地址。

  • 通过上面的计算分析，要想使call指令调用getshell函数，需要修改偏移地址使EIP寄存器转至80484ba，即使用804847d-80484b5，结果如下：

2.2.2 修改文件

  • 输入vi指令打开为二进制文档，再输入:%!xxd指令，查看其十六进制格式。输入/e8 7d查找，并将其修改为c3

  • 输入指令:%!xxd -r转为二进制，存盘退出

  • 验证结果

3. 缓冲区溢出攻击

3.1 实验思路

  • 主函数在调用foo函数时存在缓冲区漏洞，当我们输入过多的字符时，多余的字符就会覆盖掉原本留存在eip寄存器中的数值。而通过人为计算修改字符串可以做到将想要的内存地址覆盖eip寄存器的值，从而使下一步的跳转会转到目标函数。

3.2 实验步骤

3.2.1 漏洞分析

  • 在输入40个字符后程序报错，在查看寄存器状态后可以看出eip寄存器的值发生了意外的变动。（另附一张正常的图）而计算可知eip中的地址正是5的ascii码值（53），所以基本可以肯定是在第32到40个字符中的某几个覆盖了正常的eip寄存器的值

  • 这里实事求是的找一下到底因为哪里出了问题才导致的溢出，首先我们对溢出情况下的eip寄存器进行定位，可以看到在溢出的时候eip的数据已经被覆盖，但是其地址可以读出是0xffffd380

  • 然后回到正常的情况，我们首先在函数返回时设置断点防止内存清空，然后可以读出esp和ebp的地址分别为：0xffffd380和0xffffd388


  • 也就是说程序进行到foo函数，eip留下了下一个函数的地址，但是由于存储的空间有限，一旦溢出，就会造成eip被覆盖。

3.2.2 溢出定位

  • 将最后8个字符的输出标记

  • 可以依次读出acsII码0x31,0x32,0x33,0x34。查询可以知道对应的事1,2,3,4。所以只要把最后四位的数值改为目标的地址0804847d。

3.2.3 攻击

  • 由前面0x31 0x32 0x33 0x34对应的输入是34333231，所以0x08 0x04 0x84 0x7d对应的输入是7d840408.

  • 由于无法输入这样的字符，我们需要使用perl指令

  • 使用xxd查看输入的指令。

  • 成功调用getshell函数，获取控制权。

4. shellcode注入

4.1 实验思路

  • 首先我被坑了一把了，所以上次的图就不放了。。。直接上成功的图。由于之前进行了一次，所以随机性、文本都已经输入了。

  • 回到正题我认为shellcode的注入仍然是缓冲区溢出的原理，只不过更加精妙，而提到这一点又要提到堆和栈的区别，下图简单说明。

  • 接着我们讨论一下BOF攻击，主要有两种方式，一种是空函数+shellcode+返回地址

  • 另一种是返回地址+空函数+shellcode，

  • 从以上两个货（hu）真（si）价（luan）实（xiang）的图可以看出，一个适合shellcode大、堆空间小，另一种适合shellcode小、堆空间大。但是无一例外都需要将跳转地址完美覆盖才可以。于是才有了我们最初的几个步骤，如取消随机地址。

4.2 实验过程

  • 经过一次失败，基本可以看出第二种是不行的，所以我们直接采用第一种空函数+shellcode+返回地址的形式。首先将输入重定向至input_shellcode，并将其注入

  • 查找进程号并调用

  • 设置断点

  • 找出栈顶指针指向的地址，并查看该地址。

  • 根据地址往后数，就可以定位到返回的地址了

  • 重新调整注入代码

  • 成功了！

5. 感想与思考

5.1 思考题

  • （1）经过这一次实验，我深刻体会到缓冲区漏洞的危害，一旦敌手抓住破绽而成功构造出shell函数，就会使整个系统陷入敌手。后果十分危险。
  • （2）在我看来，漏洞就是程序和系统的破绽，如果把黑客之间的比拼看做一场比武，那么针对系统的入侵就是矛与盾的对决，对于最顶级的黑客而言，手中的矛能够顺着任何一丝缝隙刺进对手的盾中，虽然漏洞有时并非程序员本身失误，但是及时的防范和杜绝仍是十分必要的，对于网络安全来说任何一点点的漏洞都会导致一场大战局势的扭转，而最重要的是随时随地防微杜渐的意识。总之安全工作，任重道远。

5.2 自己的疑问

  • （1）首先是初学linux系统指令，还不太熟悉一些操作，需要记忆，有些指令通过问老师和同学才知道。
  • （2）其次是第三个实验中我还不知道具体跳转的细节，还需要继续加强学习。
posted @ 2018-03-07 20:42  20155113XuBuqiao  阅读(287)  评论(0)  编辑  收藏  举报