0x01 GNU ld.so动态库搜索路径

参考材料:https://en.wikipedia.org/wiki/Rpath

下面介绍GNU ld.so加载动态库的先后顺序:

  1. LD_PRELOAD环境变量指定的路径(一般对应文件/etc/ld.so.preload);

  2. ELF .dynamic节中DT_RPATH入口指定的路径,若DT_RUNPATH入口不存在的话;

  3. 环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的路径,但如果可执行文件有setuid/setgid权限,则忽略这个路径;编译时指定--library-path会覆盖这个路径;

  4. ELF .dynamic节中DT_RUNPATH入口指定的路径;

  5. ldconfig缓存中的路径(一般对应/etc/ld.so.cache文件),若编译时使用了-z nodeflib的链接选项,则此步跳过;

  6. /lib,然后/usr/lib路径 ,若使用了-z nodeflib链接选项,则此步亦跳过;

0x02 原理分析

参考材料:http://linux.chinaunix.net/techdoc/system/2009/04/30/1109602.shtml

作者:alert7

从上面分析的搜索路径来看,DT_RPTAH先于/lib和/usr/lib,因此通过修改ELF,在.dynamic中加入DT_RPATH的入口,就可以让可执行文件优先加载我们的动态库,实现劫持的目的;

加入自定义的DT_RPTAH有两种方式,修改原有的DT_RPATH入口,插入新的DT_RPATH入口;一般ELF文件.dynamic中,都没有这一入口,因此选择新插入;

这里遇到2个问题,一是定位.dynamic位置,并插入新的entry;二是在ELF中插入我们HOOK用动态库路径;

现在解决第一个问题。

32位系统下,.dynamic入口由下面数据结构表示:

glibc-2.18/elf/elf.h

/* Dynamic section entry.  */
typedef struct
{
  Elf32_Sword d_tag;  /* Dynamic entry type */
  union
    {
      Elf32_Word d_val;  /* Integer value */
      Elf32_Addr d_ptr;  /* Address value */
    } d_un;
} Elf32_Dyn;

其中d_tag表示入口类型:

/* Legal values for d_tag (dynamic entry type).  */

#define DT_NULL      0      /* Marks end of dynamic section */
#define DT_NEEDED   1      /* Name of needed library */
#define DT_STRTAB   5      /* Address of string table */
#define DT_SYMTAB   6      /* Address of symbol table */
#define DT_RPATH   15      /* Library search path (deprecated) */
...

在.dynamic中,有许多未使用的入口,我们只需找到一处,写入即可;而ELF中,根据偏移定位某个节表比较容易的;

接下来解决第二个问题,将动态库路径加入ELF中;考虑到加入新的内容,ELF头等位置的偏移都要重新修正,因此最好的办法是修改一处已有字符串,我们选择修改__gmon_start__,因为它在所有程序中都有;

剩下的任务就是1.定位__gmon_start__并修改,2.返回其在字符串表中的index;

画了张图,帮助理解:

0x03 代码实现

首先实现DT_RPATH定位功能:

#define ERREXIT(err) do {perror(err);return -1;}while(1)

int elf_rpath_entry(const char *filename)
{
printf("+ enter elf_rpath_entry\n");
int fd = open(filename, O_RDONLY);
if (fd < 0) ERREXIT("open"); struct stat statbuf;
fstat(fd, &statbuf); char *fbase = mmap(NULL, statbuf.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
if (fbase == NULL) ERREXIT("mmap"); Elf32_Ehdr *ehdr = (Elf32_Ehdr *)fbase;
Elf32_Shdr *sects = (Elf32_Shdr *)(fbase + ehdr->e_shoff); int shsize = ehdr->e_shentsize;
int shnum = ehdr->e_shnum;
int shstrndx = ehdr->e_shstrndx; Elf32_Shdr *shstrsect = &sects[shstrndx]; 
char *shstrtab = fbase + shstrsect->sh_offset; int i;
int _sh_size, _sh_entsize;
int _sh_offset;
for(i = 0; i < shnum; i++) {
if(!strcmp(shstrtab + sects[i].sh_name, ".dynamic")) {
printf("+ found the .dynamic section\n");
_sh_size = sects[i].sh_size;
_sh_entsize = sects[i].sh_entsize;
_sh_offset = sects[i].sh_offset;
break;
}
} Elf32_Dyn *dyn = (Elf32_Dyn*)(fbase + _sh_offset); for (i = 0; i < _sh_size; i+=_sh_entsize) {
if (dyn->d_tag == DT_RPATH) {
printf("+ got DT_RPATH entry\n");
break;
}
dyn++;
} close(fd);
munmap(fbase, statbuf.st_size); printf("+ exit elf_rpath_entry\n");
return 0;
}

接下来,查找并修改__gmon_start__字符串,并返回其索引:

int modify_symbols(const char *fbase)
{
        Elf32_Ehdr *ehdr = (Elf32_Ehdr*)fbase;
        Elf32_Shdr *shdr = (Elf32_Shdr *)(fbase + ehdr->e_shoff);         Elf32_Shdr *shdrp = shdr;
        Elf32_Shdr *strsym = NULL;         int i;
        int find = 0;
        for(i = 0; i < ehdr->e_shnum; i++) {
                if(shdrp->sh_type == SHT_DYNSYM) {
                        find=1;
                        break;
                }
                shdrp++;
        }   
        if(!find) {
                printf("+ not find SHT_DYNSYM\n");
                return -1; 
        }   
        strsym = &shdr[shdrp->sh_link];         char *str = (char*)(fbase + strsym->sh_offset);         Elf32_Sym *symp;
        symp = (Elf32_Sym*)(fbase + shdrp->sh_offset);         for(i = 0; i < shdrp->sh_size; i += shdrp->sh_entsize) {
                if(!strcmp(&str[symp->st_name], "__gmon_start__")) {
                        /* modify here */
                        return symp->st_name;
                }
                symp++;
        }   
        printf("+ not find match symbol\n");         return -1; 
}

对于__gmon_start__符号的查找涉及3个部分,一是节区头部表,主要用来索引字符串表与符号表;符号表中通过索引,引用字符串中实际字符串,如symp->st_name实际只是索引;

下图帮助理解上述代码过程:

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