20145301赵嘉鑫《网络对抗》逆向及Bof基础

Posted 2020-09-02

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20145301赵嘉鑫《网络对抗》逆向及Bof基础

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。
本次实践主要是学习两种方法：
- 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。
- 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。
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。

基础知识

Linux常用指令

管道命令

管道就是将输出在标准输出中的信息一次次处理最终打印在标准输出中，所以管道命令必须是接受标准输出的命令，cp、mv、ls都不是管道命令。
用法: command 1 | command 2，它的功能是把第一个命令command 1执行的结果作为command 2的输入传给command 2。
举例：
- ls -l | more：该命令列出当前目录中的任何文档，并把输出送给more命令作为输入，more命令分页显示文件列表。

重定向操作符

>：将命令输出写入文件或设备，而不是命令提示符或句柄
<：从文件而不是从键盘或句柄读入命令输入
>>：将命令输出添加到文件末尾而不删除文件中已有的信息
>&：将一个句柄的输出写入到另一个句柄的输入中
<&：从一个句柄读取输入并将其写入到另一个句柄输出中

常用汇编指令及寄存器的作用

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。
EAX：通用寄存器。相对其他寄存器，在进行运算方面比较常用。在保护模式中，也可以作为内存偏移指针（此时，DS作为段寄存器或选择器）
EBX：通用寄存器。通常作为内存偏移指针使用（相对于EAX、ECX、EDX），DS是默认的段寄存器或选择器。在保护模式中，同样可以起这个作用。
ECX：通用寄存器。通常用于特定指令的计数。在保护模式中，也可以作为内存偏移指针（此时，DS作为寄存器或段选择器）。
EDX：通用寄存器。在某些运算中作为EAX的溢出寄存器（例如乘、除）。在保护模式中，也可以作为内存偏移指针（此时，DS作为段寄存器或选择器）。
ESI：通常在内存操作指令中作为“源地址指针”使用。当然，ESI可以被装入任意的数值，但通常没有人把它当作通用寄存器来用。DS是默认段寄存器或选择器。
EDI：通常在内存操作指令中作为“目的地址指针”使用。当然，EDI也可以被装入任意的数值，但通常没有人把它当作通用寄存器来用。DS是默认段寄存器或选择器。
EBP：这也是一个作为指针的寄存器。通常，它被高级语言编译器用以建造‘堆栈帧‘来保存函数或过程的局部变量，不过，还是那句话，你可以在其中保存你希望的任何数据。SS是它的默认段寄存器或选择器。

实践过程

直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

在正式开始实践之前，先对pwn1文件做个备份，以便修改后可以及时恢复到初始状态：
使用指令objdump -d 20145215 | more对目标文件进行反汇编，查看三个核心函数的反汇编结果：
程序正常运行时是不会执行getShell函数的，而我们的目的就是想让程序调用getShell，因此就要想办法让call指令跳转到getShell的起始地址执行，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。
接下来就对可执行文件进行修改，先输入指令vi 20145215，用vim编辑器查看可执行文件20145215；接着输入:%!xxd，将显示模式切换为16进制模式；输入/e8 d7查找要修改的内容：
按i键将模式改为插入模式，修改d7为c3；输入:%!xxd -r转换16进制为原格式，然后存盘退出
此时再反汇编看一下，发现原汇编指令已经被成功修改：
运行下改后的代码，得到了shell提示符：

通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

通过对foo函数进行分析，可以发现系统只预留了一定字节的缓冲区，超出部分会造成溢出，因此这个函数存在BOF漏洞，而我们的目标就是覆盖它的返回地址。
进过尝试发现，当输入达到28字节时产生溢出Segmentation fault：
接下来我们通过gdb调试来确认输入字符串的哪几个字符会覆盖到返回地址，输入info r查看各寄存器的值：
观看eip的值，是ASCII 1234，也就是说我们输入的“1234”覆盖了它的地址，所以我们只需要将getshell的内存地址替换这4个字符，就可以达到程序向getshell函数转移的目的。
我们要构造一串特殊的输入，由于getShell的内存地址是0x0804847d，而其对应的ASCII没有字符，所以我们通过一个简单的perl脚本语言来构造输入值，输入：perl -e ‘print "12345678123456781234567812345678\\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：
然后将input的输入，通过管道符“|”，作为可执行文件20145215的输入：