20169214 2016-2017-2 《网络攻防实践》缓冲区溢出漏洞实验

20169214 2016-2017-2 缓冲区溢出漏洞实验

基本概念介绍

• 缓冲区溢出攻击：通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容，造成缓冲区的溢出，从而破坏程序的堆栈，造成程序崩溃或使程序转而执行其它指令，以达到攻击的目的。
• 缓冲区溢出：是指程序试图向缓冲区写入超出预分配固定长度数据的情况。这一漏洞可以被恶意用户利用来改变程序的流控制，甚至执行代码的任意片段。这一漏洞的出现是由于数据缓冲器和返回地址的暂时关闭，溢出会引起返回地址被重写。

实验准备

• 说明：本次实验为了方便观察汇编语句，我们需要在32位Ubuntu linux环境下作操作，因此实验之前需要做一些准备。
  • 1、输入命令安装一些用于编译32位C程序的东西：

sudo apt-get update
sudo apt-get install lib32z1 libc6-dev-i386
sudo apt-get install lib32readline-gplv2-dev

- 2、输入命令“linux32”进入32位linux环境。此时你会发现，命令行用起来没那么爽了，比如不能tab补全了，所以输入“/bin/bash”使用bash：

实验步骤

初始设置

• Ubuntu和其他一些Linux系统中，使用地址空间随机化来随机堆（heap）和栈（stack）的初始地址，这使得猜测准确的内存地址变得十分困难，而猜测内存地址是缓冲区溢出攻击的关键。因此本次实验中，我们使用sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0命令关闭这一功能。
  

• 此外，为了进一步防范缓冲区溢出攻击及其它利用shell程序的攻击，许多shell程序在被调用时自动放弃它们的特权。因此，即使你能欺骗一个Set-UID程序调用一个shell，也不能在这个shell中保持root权限，这个防护措施在/bin/bash中实现。

• linux系统中，/bin/sh实际是指向/bin/bash或/bin/dash的一个符号链接。为了重现这一防护措施被实现之前的情形，我们使用另一个shell程序（zsh）代替/bin/bash。下面的指令描述了如何设置zsh程序：
  

shellcode

• 一般情况下，缓冲区溢出会造成程序崩溃，在程序中，溢出的数据覆盖了返回地址。而如果覆盖返回地址的数据是另一个地址，那么程序就会跳转到该地址，如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其他功能，这段代码就是shellcode。
  • 观察以下代码：

#include <stdio.h>
int main( ) {
char *name[2];
name[0] = ‘‘/bin/sh’’;
name[1] = NULL;
execve(name[0], name, NULL);
}

本次实验的shellcode，就是刚才代码的汇编版本：
\x31\xc0\x50\x68"//sh"\x68"/bin"\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x99\xb0\x0b\xcd\x80

漏洞程序

• 步骤如下：
  • 把以下代码保存为“stack.c”文件，保存到 /tmp 目录下。代码如下：
    
    
  • 通过代码可以知道，程序会读取一个名为“badfile”的文件，并将文件内容装入“buffer”。
    编译该程序，并设置SET-UID。命令如下：
    
  • GCC编译器有一种栈保护机制来阻止缓冲区溢出，所以我们在编译代码时需要用 –fno-stack-protector 关闭这种机制。
    而 -z execstack 用于允许执行栈。

攻击程序

• 我们的目的是攻击刚才的漏洞程序，并通过攻击获得root权限。

  • 把以下代码保存为“exploit.c”文件，保存到 /tmp 目录下。代码如下：
    

  • 注意上面的代码，“\x??\x??\x??\x??”处需要添上shellcode保存在内存中的地址，因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。而 strcpy(buffer+100,shellcode); 这一句又告诉我们，shellcode保存在 buffer+100 的位置。

  • 现在我们要得到shellcode在内存中的地址，输入命令：

gdb stack
disass main

- 接下来的操作：

根据语句 strcpy(buffer+100,shellcode); 我们计算shellcode的地址为 0xffffd1b0(十六进制)+100(十进制)=0xffffd214(十六进制)
- 现在修改exploit.c文件！将 \x??\x??\x??\x?? 修改为 \x14\xd2\xff\xff

然后，编译exploit.c程序：
gcc -m32 -o exploit exploit.c

攻击结果

先运行攻击程序exploit，再运行漏洞程序stack，观察结果,获取root权限即为成功。

遇到的问题和解决方法

• 问题一：
  
  通过ls命令检查，发现没有stack文件，于是将cat命令改为了gedit stack.c。
• 问题二：
  
  仔细检查后，发现在攻击程序步骤中，exploit.c代码“\x??\x??\x??\x??”处需要添上shellcode保存在内存中的地址，因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。而在实验步骤中漏掉了这一点。改正之后成功。