Week1--漏洞学习

来源于天问之路知识星球的每日安全推送。

ASAN检测不到的bugs

文章链接： https://nandynarwhals.org/bugs-asan-doesnt-detect/

这篇文章是关于三个能够绕过ASAN检测的bugs，之前我没有接触过ASAN，借此了解一下。

在gcc/g++下使用ASAN只需要在编译的时候加上-fsanitize=address，在此选项下编译简单的存在double free的C文件，运行时可以看到检测到double free：

//TODO

在源文章代码的基础上稍加修改在Linux Ubuntu16.04的环境下可以得到预期结果的源代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>

struct sample {
    char buf[8];
    uint32_t val;
};

void choice1() {
    puts("1. Overflowing a buffer within a struct.");

    struct sample sample_struct;
    printf("sample_struct.val = 0x%x
", sample_struct.val);
    strncpy(sample_struct.buf, "ccccccccdddd", 12);
    printf("sample_struct.val = 0x%x
", sample_struct.val);
}
/*
void choice2() {
    puts("2. Arbitrary write with integer overflows skipping over shadow mem.");

    char canary[10] = "IAMCANARY";
    char buf[10];

    printf("Canary = "%s"
", canary);

    int position = 2147483616;
    position = position * 2;
    printf("position = %d
", position);
    for (int i = 0; i < 9; i++) {
        buf[position + i] = 'X';
        printf("buf[%d] = 'X'
", position + i);
    }

    printf("Canary = "%s"
", canary);
}
*/
void choice2() {
    puts("2. Skipping over shadow memory.");

    char canary[10] = "IAMCANARY";
    char buf[10];

    printf("Canary = "%s"
", canary);

    int position = -64;
    printf("position = %d
", position);
    for (int i = 0; i < 9; i++) {
        buf[position + i] = 'X';
        printf("buf[%d] = 'X'
", position + i);
    }

    printf("Canary = "%s"
", canary);
}

void f1(int ** p) {
    int dangle = 0x41414141;
    *p = &dangle;
}

void f2() {
    int override1 = 0x42424242;
    long long int a=1;
    long long int b=2;
    long long int c=3;
    long long int d=4;
    long long int e=5;
    long long int f=6;
    long long int g=7;
    long long int h=8;
    long long int i=9;
    int j=10;
}

void choice3() {
    puts("3. Use of stack variable after returning from a function.");

    int * p = 0;
    printf("p = %p
", p);
    printf("*p = undefined
");

    f1(&p);
    printf("p = %p
", p);
    printf("*p = 0x%x
", *p);

    f2();
    printf("p = %p
", p);
    printf("*p = 0x%x
", *p);
}

int main(int argc, char ** argv) {

    choice1();
    choice2();
    choice3();

    return 0;
}

结果如下：

//TODO

其中choice1对应第一种漏洞：结构体中的缓冲区溢出。首先打印出了栈上未初始化的垃圾数据，其次利用结构体上的变量连续存储，第一个变量溢出，覆盖后一个本不该被赋值的变量，此缓冲区溢出不会被ASAN检测到。

choice2对应第二种漏洞：跳过shadow memory。（由于我在查了一些资料后，对ASAN中的shadow memory仍然不是非常理解，这一部分先翻译原文章的内容。）此漏洞利用在二进制文件上启用了ASAN来执行相同的缓冲区上溢/下溢，通过计算一些偏移量来跳过保护缓冲区的shadow字节。

choice3对应第三种漏洞：从函数返回后使用栈变量。在函数调用返回后，栈空间被销毁，下一次再次调用其他函数时不应该影响上一次调用的结果。但是由于在主函数中连续两次调用函数，会开拓同一段栈空间，因此可能会出现stack-use-after-return的bugs。choice3展示了该bug的一种情况，可以看到ASAN不会检测到使用指向已销毁栈帧的指针的情况。

跟我一起写Makefile

文章链接： https://seisman.github.io/how-to-write-makefile/index.html

Makefile可以实现“自动化编译”，使用make命令就可以实现整个工程完全自动编译。

规则

Makefile的规则包含两个部分：依赖关系、生成目标的方法

target ... : prerequisites ... 
#或者 target : prerequisites ; command
 	command
 	...

target：目标文件/可执行文件/label

prerequisites：生成该target所依赖的文件或target

command：必须以Tab键开头，说明该target所要执行的命令（任意的shell命令）

==> target依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。

prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新，就会执行command定义的命令。

一般来说，make命令会以UNIX的标准Shell，/bin/sh执行命令

书写规则

Makefile中只应该有一个最终目标，第一条规则中的第一个目标会成为最终的目标，也就是make命令所完成的目标。

如果某一行过长，可以使用反斜杠作为换行符。

make支持三个通配符：*，?，~

Makefile包含的五个部分

显示规则

说明了如何生成一个或多个目标文件，包括要生成的文件、文件的依赖文件和生成的命令
隐晦规则

GNU的make可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，make看到一个.o文件，就会自动的把.c文件加在依赖关系中，并且推导出cc -c xxx.c命令
变量的定义

makefile的变量也就是一个字符串：定义字符串xxx=...，则可以通过$(xxx)来使用这个变量
文件指示

通过inlcude <filename>可以在一个Makefile中引用另一个Makefile文件；make也会引用环境变量MAKEFILES值所代表的所有Makefile，但引入Makefile的“目标”不起作用。
注释

Makefile的文件名

默认情况下：make命令会在当前目录下按顺序寻找文件名为"GNUmakefile","makefile","Makefile"，其中"GNUmakefile"只能由GNU的make识别。

GNU make的工作方式

读入所有的Makefile
读入被include的其它Makefile
初始化文件中的变量
推导隐晦规则，并分析所有规则
为所有的目标文件创建依赖关系链
根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成
执行生成命令

当变量出现在依赖关系的规则中，只有当这条依赖被决定要使用了，那么变量才会在其内部展开。

//UNDONE