20165101刘天野 2018-2019-2《网络对抗技术》Exp1 逆向与Bof基础

1. 逆向及Bof基础实践说明

1.1 实践目标

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。

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。

三个实践内容如下：

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。
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。

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

1.2 基础知识

1.2.1 掌握NOP、JNE、JE、JMP、CMP汇编指令的机器码

NOP：NOP指令即“空指令”。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。（机器码：90）
JNE：条件转移指令，如果不相等则跳转。（机器码：75）
JE：条件转移指令，如果相等则跳转。（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，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。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。

1.2.2Bof原理

程序堆栈示意图如下：

EBP为栈底指针,ESP为栈顶指针,EIP存放下一条执行的CPU指令。

1.2.3常用的Linux程序及操作

objdump -d：从objfile中反汇编那些特定指令机器码的section。

perl -e：后面紧跟单引号括起来的字符串，表示在命令行要执行的命令。

xxd：为给定的标准输入或者文件做一次十六进制的输出，它也可以将十六进制输出转换为原来的二进制格式。

ps -ef：显示所有进程，并显示每个进程的UID,PPIP,C与STIME栏位。

|：管道，将前者的输出作为后者的输入。

>：输入输出重定向符，将前者输出的内容输入到后者中。

1.3 实验步骤

1.3.1直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

使用objdump -d pwn1将pwn1反汇编，得到以下代码（只展示部分核心代码）：

我们注意到，80484b5: e8 d7 ff ff ff call 8048491 <foo>这条汇编指令，在main函数中调用位于地址8048491处的foo函数，e8表示“call”，即跳转。

如果我们想让函数调用getShell，只需要修改d7 ff ff ff即可。根据foo函数与getShell地址的偏移量，我们计算出应该改为c3 ff ff ff

vim pwn20165101,进入文件修改机器指令。

接下来把乱码转换为十六进制机器指令。按下ESC键，输入：%！xxd修改为十六进制模式，再进行编辑。

查找要修改的内容：/e8 d7。

键盘输入i进入插入模式，将d7修改c3。

按下ESC键进入命令模式，转换十六进制为原格式:%xxd -r，输入:wq命令保存退出。

运行文件，测试是否攻击成功

1.3.2通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

输入gdb pwn20165101-2进行调试

(gdb)r,运行该程序，输入1111111122222222333333334444444455555555,程序产生一个信号，程序将跳转到未知区域，此时代表存在缓冲区溢出漏洞。

输入(gdb)info r查看各寄存器的状态，其中eip寄存器中为0x35353535，即在输入字符串的“5”的部分发生溢出。将“5”的部分改为其他数字进一步确认

输入1111111122222222333333334444444412345678由此可以看到，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。

由反汇编结果可知getShell的内存地址为：0804847d

对比eip 0x34333231 0x34333231 ，正确输入为 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08。

接下来需要生成一个包含这样字符串的文件，来构造输入值(此处要注意字节序)。

使用perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input命令构造文件。
末尾的\0a表示回车换行

输入(cat input;cat) | ./pwn20165101-2,将input文件中的内容注入并执行文件，发现成功获得shell，可输入指令并得到正确回应

1.3.4注入Shellcode并执行

首先使用apt-get install execstack命令安装execstack。