2017-2018-2 20155225《网络对抗技术》实验一 PC平台逆向破解
1、直接修改程序机器指令，改变程序执行流程
理清思路：
- 我们的目标文件是一个linux可执行文件，格式为ELF（Executable and Linkable Format）。
- 反汇编，观察文件执行流程。反汇编命令objdump，-d：反汇编代码段代码。
- 发现主函数里调用了foo函数，通过一个call指定，跳转到foo函数的地址8048491，对应的机器码是e8 d7 ff ff ff，e8代表call，d7 ff ff ff就代表了地址8048491，getshell函数的地址是804847d，两个函数的地址偏移量是14，d7 ff ff ff减去14为c3 ff ff ff。所以，只需将d7 ff ff ff修改为c3 ff ff ff即可。
- 用vi打开目标文件，发现是乱码。因为该文件是二进制文件，vi按照文本文件打开，根本解析不出来。所以在vi里输入:%!xxd，转换为十六进制显示。再通过/e8d7，找到要修改的位置。
- 按i进入插入模式，修改。
- 再转换16进制为原格式:%!xxd -r，保存退出:wq
- 重新反汇编，成功调用了getshell函数。
2、 通过构造输入参数，造成BOF攻击，改变程序执行流
观察反汇编代码。我首先重新学习了一遍《深入理解计算机系统》里关于过程的栈帧变化。仅通过读这个反汇编代码，就可以看清栈帧的内容，准确预测出需要注入代码的位置。并且预测结果和实际结果相符。反汇编代码如下，我通过读代码，回答老师挖空的两个问题。
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_28_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_______==
80484ba: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
读这个反汇编代码时，需要复习栈帧结构图:
如图，我们的目标是P函数（main函数）的返回地址。
- 返回地址下面的区域是被保存的寄存器。
寄存器组是唯一被所有过程共享的资源。我们必须保证被调函数不会覆盖调用函数稍后会使用的值。所以所有过程都必须遵循寄存器使用规则：1.%rbx,%rbp和%r12~%r15被分为调用者保存寄存器，即被调者需要将这些寄存器的值压入栈中，调用结束后再恢复出来。——《深入理解计算机系统》
所以，我们可以理解为什么foo函数第一条指令是push %epb。将%epb压栈，所以被保存寄存器这一段占4字节。
- 局部变量区域。这里存放foo函数声明的局部变量，肯定就是buffer了！
ebp压栈保护后，栈指针esp存入ebp，-0x1c(%ebp)在ebp为基地址，偏移-0x1c即28个字节。这个空间就是buffer空间！
保存寄存器占4字节，buffer占28字节，一共32字节，在32字节后4字节即我们要找的返回地址！
再用老师讲的方法验证我的预测是否正确：
发现55555555中的4字节溢出到返回地址了！
发现1234这4字节溢出到返回地址！和我之前的预测一致！
找到位置后，只要把1234的位置换成getshell函数的地址x08x04x84x7d即可。直接输入是不行，先写到一个文件Input里，再将文件内容作为输入即可。
perl -e 'print "11111111222222223333333344444444x7dx84x04x08"' > input //-e：perl调用print函数所需参数
xxd input //d:display,xx:十六进制,以十六进制查看
（cat input ; cat）| ./20155225pwn //将Input文件内容作为输入
过程如下图所示：
3、注入Shellcode并执行
首先需要搞清楚什么是shellcode，shellcode是一段机器码程序，其功能是得到一个系统shell。
和前面的getshell功能一致，唯一的区别在于，getshell是可执行程序里已有的，只是用户不可见，而shellcode是hacker自己编写的，可以实现任何功能。
攻击思路还是利用缓冲区溢出，修改返回地址，只不过返回地址不再是修改为getshell的地址，而是shellcode的地址。
这是原来的堆栈结构:
有下面两种思路，第一种是老师挖的坑，跳了……
尝试第二种思路，选择将shellcode放在shellcode后面，返回地址以shellcode地址填充即可。
理清思路就可以开始做了!
预备工作：
设置堆栈可执行、关闭地址随机化，如图所示。
- 找shellcode地址：
注意，使用第二种方式注入，但要使用第一种方法找地址，因为第二种方式注入代码超过36字节，溢出则无法用gdb看堆栈。如下图所示：
只要找到01020304的位置在0xffffd38c，再加4字节就是shellcode的起始地址了！即0xffffd390。如图：
- 注入成功：
实验中遇到的问题
如何修改主机名
在网上找到修改主机名的方法，可以修改主机名相关的配置文件：/etc/hosts和/etc/sysconfig/network。但是我找不到/etc/sysconfig/network这个文件，暂时先只能每次开机用hostname命令修改了。
如何进入和退出gdb调试器
进入：输出gdb <可执行文件名>；退出：输入quit，或者按下Ctrl+d
使用execstack命令时，提示我没有这个命令
使用这个命令安装，sudo apt-get install execstack。
实验收获与感想
通过这次实验，我感觉收获良多。1、真实体验了一把漏洞攻击，还是很有成就干的。重新复习了过程调用中的堆栈结构，对整个攻击过程更清晰地理解了。
2、至于什么是漏洞这个问题，我的理解是，漏洞是利用操作系统运行应用程序的机制，通过一些巧妙的方法，修改应用系统的运行流程，达到自己的目标。
3、漏洞的危害：漏洞的存在会导致系统安全性降低，一旦黑客利用漏洞，运行了shellcode，就相当于整机暴露给黑客了。
4、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。