20155208徐子涵 《网络对抗》Exp1 PC平台逆向破解

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。

一、基础知识学习

1、掌握NOP、JNE、JE、JMP、CMP汇编指令的机器码

  • NOP：NOP指令即“空指令”。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。（机器码：90）

  • JNE：条件转移指令，如果不相等则跳转。（机器码：75）

  • JE：条件转移指令，如果相等则跳转。（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，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。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。

2、管道的基础学习

管道的概念：

管道是一种最基本的IPC机制，作用于有血缘关系的进程之间，完成数据传递。调用pipe系统函数即可创建一个管道。有如下特质：

  1. 其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区)

  2. 由两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写端。

  3. 规定数据从管道的写端流入管道，从读端流出。

管道的原理: 管道实为内核使用环形队列机制，借助内核缓冲区(4k)实现。

管道的局限性：

① 数据自己读不能自己写。

② 数据一旦被读走，便不在管道中存在，不可反复读取。

③ 由于管道采用半双工通信方式。因此，数据只能在一个方向上流动。

④ 只能在有公共祖先的进程间使用管道。

常见的通信方式有，单工通信、半双工通信、全双工通信。

3、管道常用命令

1、cut,将一行内的数据进行分解

cut -d '分隔符' -f fields

cut -c 字符范围

-f 取出第几段的意思 ，从1开始

2、grep 分析一行数据

grep [-acinv] [--color=auto] 'string' filename

-c 计算找到string的次数

-i 忽略大小写

-n 顺便输出行号

-v 反向选择，输出没有string的行

--color=auto 将找到的string加上颜色显示

3、uniq去重

uniq [-ic]

-i：忽略大小写

-c：计数

4、tee双重重定向，将数据传送到文件和屏幕

tee [-a] file

-a 已累累加的方式添加到文件

4、输出重定向(>)

linux shell下常用输入输出操作符是：

  1. 标准输入 (stdin) ：代码为 0 ，使用 < 或 << ； /dev/stdin -> /proc/self/fd/0 0代表：/dev/stdin

  2. 标准输出 (stdout)：代码为 1 ，使用 > 或 >> ； /dev/stdout -> /proc/self/fd/1 1代表：/dev/stdout

  3. 标准错误输出(stderr)：代码为 2 ，使用 2> 或 2>> ； /dev/stderr -> /proc/self/fd/2 2代表：/dev/stderr

二、实验内容

1、直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

下载目标文件pwn1,输入objdump -d pwn1反汇编得到下图代码（部分）。

然后为了直接执行getshell部分的功能，我们需要把call的地址进行修改，经计算，需要把d7改成c3，修改指令比较简单，具体详细指令如下：

1.按ESC键

2.输入如下，将显示模式切换为16进制模式
:%!xxd

3.查找要修改的内容
/e8 d7

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

修改后运行成功截图如下：

2、通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流程

这一实验操作需要用到gdb，来进行调试，从而达到找到具体需要修改的地址的目的。

首先输入

gdb pwm20155208

开始调试，因为我们的目标是触发getshell这个函数，所以我们要找到覆盖返回地址是多少字节，我们先输入1111111122222222333333334444444455555555来进行测试：

测试结果表明，覆盖地址落在了5这一片段中，所以我们再用1111111122222222333333334444444412345678来进行测试，测试结果显示覆盖地址为1234这四个字节，CPU会尝试运行这个位置的代码。那只要把这四个字符替换为 getShell 的内存地址，输给pwn20155208，pwn20155208就会运行getShell。

构造输入字符串

因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。

关于Perl： Perl是一门解释型语言，不需要预编译，可以在命令行上直接使用。 使用输出重定向“>”将perl生成的字符串存储到文件input中。

可以使用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。

运行成功如图：

3、注入Shellcode并执行

首先准备一段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。

  • 先安装execstack

  • 然后进行配置

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

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。

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。

  • 输入命令gdb进行调试 通过设置断点，来查看注入buf的内存地址

  • 所以计算出地址应为0xffffd330

  • 修改地址后进行攻击，攻击成功：