20145234黄斐《网络对抗技术》实验一，逆向及Bof基础实践

实践内容

本次实践的对象是一个名为hf20145234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。

实践方法

1. 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。
2. 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。

这几种思路，基本代表现实情况中的攻击目标

（1）运行原本不可访问的代码片段（2）强行修改程序执行流（3）以及注入运行任意代码。

实践要求

1. 掌握NOP，JNE，JE，JMP，CMP汇编指令的机器码

2. 掌握反汇编与十六进制编程器

3. 能正确修改机器指令改变程序执行流程

4. 能正确构造payload进行bof攻击

5. Optional：进阶，Shellcode编程与注入

实践基础知识

• （1）NOP指令即“空指令”（机器码：90）。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。所以NOP指令自然也会占用执行一个指令的CPU时间片。
• （2）JNE是一个条件转移指令（机器码：75）。当ZF=0，转至标号处执行。
• （3）JE是一个条件转移指令（机器码：74）。如果相等则跳转。
• （4）JMP是无条件转移指令。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）
• （5）CMP为比较指令，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（机器码：39）。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。

实践过程

方法一 直接修改可执行文件的机器指令

• 键入指令objdump -d hf0145234 | more
• 找到程序关键函数（即去除运行所添加的各种库函数）， getShell ， foo ， main：
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• 从图中可以看出该程序正常运行顺序是从main函数入口开始进行执行，而后调用foo函数，并没有对getShell函数进行调用，而我们可以通过修改main函数中call指令来将原本程序对于foo函数的调用改为对getShell函数的调用。

• 首先我们要了解call指令是通过修改eip寄存器的值来实现对于函数的调用的，因为eip寄存器永远指向下一条指令的地址，call指令的汇编代码与机器指令间的关系为 0x8048491 = 0x80484ba + 0xd7ffffff，其中 0x80484ba是原本下一条指令的地址， 0x8048491 为经过call指令修改后下一条指令的地址，机器指令中的 e8 是call指令的机器码

• 因此想要调用getShell，只要修改 d7ffffff 为， getShell-80484ba 对应的补码 c3ffffff 就行了。

• 接下来输入 vi hf20145234 打开可执行文件hf20145234；
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• 输入 ：%!xxd 将文件转换成16进制显示
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• 输入 /e8 d7 搜索查询需要修改的机器码位置，锁定位置后按 i 进入插入模式进行将 e8 d7 修改为 e8 c3 （04b0行）
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• 输入 ：%!xxd -r取消16进制显示，并输入 :wq 对文件的修改进行保存并退出（注：若不退出16进制显示直接保存，运行文件会出错）
• 再次使用反汇编指令objdump -d pwnx | more进行查看 发现call 后发生了变化
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• 键入 ./hf20145234 查看运行结果

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方法二 通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

• 第一步依旧是输入反汇编指令objdump -d hf2 | more进行分析，内容同上

• 第二步，确认输入字符串中哪几个字符会覆盖到返回地址
  • 输入指令 gdb hf2 调试程序，
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  • 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。
• 第三步，确认用什么值来覆盖返回地址
  • getShell的内存地址，在未启用ALSR的主机上是固定不变的，通过反汇编时可以看到，即 0x804847d 。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 ，正确应用输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08。
• 第四步，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。\x0a表示回车，如果没有的话，在程序运行时就需要手工按一下回车键。
  • 利用Perl构建input文件进行输入，键入指令 perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input
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  • 使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期
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  • 然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入。
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