20145328 《网络对抗技术》逆向及Bof基础实践

20145328 《网络对抗技术》逆向及Bof基础实践

实践内容

• 本次实践的对象是一个名为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。
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• 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。

实践方法

1. 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。
2. 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。

其实我们还可以做的更多，比如说注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode。

• 这几种思路，基本代表现实情况中的攻击目标
  • （1）运行原本不可访问的代码片段
  • （2）强行修改程序执行流
  • （3）以及注入运行任意代码。

实践要求

1. 掌握NOP，JNE，JE，JMP，CMP汇编指令的机器码
2. 掌握反汇编与十六进制编程器
3. 能正确修改机器指令改变程序执行流程
4. 能正确构造payload进行bof攻击
5. Optional：进阶，Shellcode编程与注入

实践基础知识

• （1）NOP指令即“空指令”（机器码：90）。执行到NOP指令时，CPU什么也不做，仅仅当做一个指令执行过去并继续执行NOP后面的一条指令。所以NOP指令自然也会占用执行一个指令的CPU时间片。
• （2）JNE是一个条件转移指令（机器码：75）。当ZF=0，转至标号处执行。
• （3）JE是一个条件转移指令（机器码：74）。如果相等则跳转。
• （4）JMP是无条件转移指令。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）
• （5）CMP为比较指令，功能相当于减法指令，只是对操作数之间运算比较，不保存结果（机器码：39）。cmp指令执行后，将对标志寄存器产生影响。其他相关指令通过识别这些被影响的标志寄存器位来得知比较结果。

实践过程

方法一 直接修改可执行文件的机器指令

• 键入指令objdump -d pwnx | more

• 找到程序关键函数（即去除运行所添加的各种库函数）， getShell ， foo ， main：

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• 从图中可以看出该程序正常运行顺序是从main函数入口开始进行执行，而后调用foo函数，并没有对getShell函数进行调用，而我们可以通过修改main函数中call指令来将原本程序对于foo函数的调用改为对getShell函数的调用。

• 首先我们要了解call指令是通过修改eip寄存器的值来实现对于函数的调用的，因为eip寄存器永远指向下一条指令的地址，call指令的汇编代码与机器指令间的关系为 0x8048491 = 0x80484ba + 0xd7ffffff，其中 0x80484ba 是原本下一条指令的地址， 0x8048491 为经过call指令修改后下一条指令的地址，机器指令中的 e8 是call指令的机器码

• 因此想要调用getShell，只要修改 d7ffffff 为， getShell-80484ba 对应的补码 c3ffffff 就行了。

• 接下来输入 vi pwnx 打开可执行文件pwnx；

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• 输入 ：%!xxd 将文件转换成16进制显示

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• 输入 /e8 d7 搜索查询需要修改的机器码位置，锁定位置后按 i 进入插入模式进行将 e8 d7 修改为 e8 c3

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• 输入 ：%!xxd -r取消16进制显示，并输入 :wq 对文件的修改进行保存并退出（注：若不退出16进制显示直接保存，运行文件会出错）

• 再次使用反汇编指令objdump -d pwnx | more进行查看

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• 键入 ./pwnx 查看运行结果

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方法二 通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

• 第一步依旧是输入反汇编指令objdump -d pwn1 | more进行分析，内容同上

• 第二步，确认输入字符串中哪几个字符会覆盖到返回地址

  • 输入指令 gdb pwn1 调试程序，
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  • 如果输入字符串2014532822222222333333334444444412345678，那 1234 那四个数最终会覆盖到堆栈上的返回地址，进而CPU会尝试运行这个位置的代码。那只要把这四个字符替换为 getShell 的内存地址，输给pwn1，pwn1就会运行getShell。

• 第三步，确认用什么值来覆盖返回地址

  • getShell的内存地址，在未启用ALSR的主机上是固定不变的，通过反汇编时可以看到，即 0x804847d 。接下来要确认下字节序，简单说是输入 11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d ，还是输入 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08 。
  • 对比之前 eip 0x34333231 0x34333231 ，正确应用输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08。

• 第四步，构造输入字符串

  • 由为我们没法通过键盘输入 \x7d\x84\x04\x08 这样的16进制值，所以先生成包括这样字符串的一个文件。\x0a表示回车，如果没有的话，在程序运行时就需要手工按一下回车键。
  • 利用Perl构建input文件进行输入，键入指令 perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input
  • 使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期
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  • 然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入。
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实践总结

• 通过本次实践，算是基本掌握了逆向与BOF的一些基础的操作以及思路，在指导书中老师的步骤给的非常详细，仔细阅读并按步骤执行下来不仅可以完成预期的实践结果还可以在这个过程中学到不少东西，之前虽然对BOF攻击有所了解，但并没有真正的上手实践并成功过，能通过这一次的两种不同方式达到了获取Shell的结果，还是很开心的。美中不足的是没有完成ShellCode的练习，这一部分的内容准备在接下来的半周时间内研究学习实践一下^_。