20145201李子璇《网络对抗》逆向及Bof基础实践

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。
本次试验将学习两种方法

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。

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。

基础知识

熟悉Linux基本操作，能看懂常用指令,如管道（|），输入、输出重定向（>）等。
理解Bof的原理。
能看得懂汇编、机器指令、EIP、指令地址。
会使用gdb,vi。

本次实践知识点总结

1.掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码（1分）

①NOP：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。

②JNE：条件转移指令，如果不相等则跳转。

③JE：条件转移指令，如果相等则跳转。

④JMP：无条件转移指令。

⑤CMP：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。

2.掌握反汇编与十六进制编程器(1分)

反汇编指令：objdump -d xxx

将显示模式切换为16进制模式:%!xxd

转换16进制为原格式:%!xxd -r

3.掌握可执行文件的基本格式（2分）

4.掌握缓冲区溢出攻击的原理(1分)

通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容，造成缓冲区的溢出，从而破坏程序的堆栈，使程序转而执行其它指令，以达到攻击的目的。造成缓冲区溢出的原因是程序中没有仔细检查用户输入的参数。

实践过程

方法一：直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

将目标文件20145201pwn1,反汇编。

其中最核心的几行代码，如下：

0804847d <getShell>:

 804847d:   55                      push   %ebp

 ...

08048491 <foo>:

 8048491:   55                      push   %ebp

 ...

080484af <main>:

 ...

 80484b5:   e8 d7 ff ff ff          call   8048491 <foo>

 80484ba:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax

 ...

"call 8048491 "是汇编指令，是说这条指令将调用位于地址8048491处的foo函数；其对应机器指令为“e8 d7ffffff”，e8即跳转之意。本来正常流程，此时此刻EIP的值应该是下条指令的地址，即80484ba，但一解释e8这条指令呢，CPU就会转而执行 “EIP + d7ffffff”这个位置的指令。“d7ffffff”是补码,表示-41，41=0x29,80484ba +d7ffffff= 80484ba-0x29正好是8048491这个值，main函数调用foo，对应机器指令为“ e8 d7ffffff”，那我们想让它调用getShell，只要修改“d7ffffff”为，"getShell-80484ba"对应的补码就行。用Windows计算器，直接 47d-4ba就能得到补码，是c3ffffff。
下面我们就修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff。
再反汇编看一下，call指令是否正确调用getShell
运行下改后的代码，会得到shell提示符#

方法二：通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

反汇编，了解程序的基本功能
确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

这里选择用1111111122222222333333334444444455555555来进行测试比较容易识别出来。

根据上图我们就可以知道，堆栈上的返回地址已经被5555覆盖。但之前我们输入了八个5，下面就要具体分辨出具体时间哪4个。

于是将“55555555”改为“12345678”进行具体分析：

如果输入字符串1111111122222222333333334444444412345678，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。
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0804847d。

对比之前 eip 0x34333231 0x34333231 ，正确应用输入 "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08 " (小端)
构造输入字符串

由于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。

可以使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期。

然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入。

参考资料

逆向及Bof基础实践说明