深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

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2023年3月9日02:15:47评论99 views字数 4283阅读14分16秒阅读模式

    "人生若只如初见，何事秋风悲画扇。"

文章概览：

001-关于堆栈ShellCode操作：基础理论002-利用fs寄存器寻找当前程序dll的入口：从动态运行的程序中定位所需dll003-寻找大兵LoadLibraryA：从定位到的dll中寻找所需函数地址004-被截断的shellCode：加解密，解决shellCode的零字截断问题

前言

在进入正题之前，需要先了解一下函数调用的堆栈变化。

//代码内容：一个简单的函数调用//环境：vs2022 debug x86#include <iostream>
void fun() {
}
int main() {  fun();  return 0;}
;fun函数调用的汇编代码;在执行该汇编语句时，会将该代码的下一个指令的地址进行压栈（0x006C1886）;目的是为了回跳，继续执行后续代码006C1881  call        006C10F0006C1886  xor         eax,eax

在执行完call指令之后，正式进入函数内部，进行一系列初始化及环境保存操作。

;提升堆栈006C1800  push        ebp  006C1801  mov         ebp,esp  006C1803  sub         esp,0C0h ;堆栈默认提升0xc0大小;保存函数调用前的寄存器状态006C1809  push        ebx  006C180A  push        esi  006C180B  push        edi  ;初始化提升的新堆栈006C180C  mov         edi,ebp  006C180E  xor         ecx,ecx  006C1810  mov         eax,0CCCCCCCCh  006C1815  rep stos    dword ptr es:[edi]  006C1817  mov         ecx,6CC066h  006C181C  call        006C1311  
;一般功能代码在中间附近出现
;结束功能代码后，恢复现场006C1821  pop         edi  006C1822  pop         esi  006C1823  pop         ebx  006C1824  add         esp,0C0h  006C182A  cmp         ebp,esp  006C182C  call        006C123A  006C1831  mov         esp,ebp ;恢复调用前的堆栈006C1833  pop         ebp  ;跳转回地址0x006C1886处006C1834  ret

函数调用中的堆栈情况如下：

深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

正文

  • 对上述两个堆栈状态有个印象，接下来继续进行代码分析。

  • 在用vs环境进行代码编写的时候，遇见类似strcpy，strcmp等函数调用时，如果不将设置中的安全检查取消，那么将判定上述函数为危险函数。其危险的根本就是没有对拷贝、比较等操作限制字符个数，如果无法预见“”字符或比较出差值，那么将一直执行下去。

#报错如下D:CodeCPPCPP控制台程序CPP控制台程序main.cpp(7,2): error C4996: 'strcpy': This function or variable may be unsafe. Consider using strcpy_s instead. To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. See online help for details.
//代码内容：一个简单的函数调用//环境：vs2022 debug x86#include <iostream>
void fun(const char * c ) {  char arr[4];  strcpy(arr, c);}
int main() {  char c[1024] = { 0 };  scanf("%s");  fun(c);  return 0;}/*程序开始后输入：11111111111111111111*/
;提升堆栈00141EC0  | 55              | push ebp                          | main.cpp:500141EC1  | 8BEC            | mov ebp,esp                       |;sub esp,CC这句表示提升栈空间0xCC大小，十进制也就是204字节00141EC3  | 81EC CC000000   | sub esp,CC                        |;保存现场00141EC9  | 53              | push ebx                          |00141ECA  | 56              | push esi                          | esi:__enc$textbss$end+2300141ECB  | 57              | push edi                          |;初始化新堆栈00141ECC  | 8D7D F4         | lea edi,dword ptr ss:[ebp-C]      |00141ECF  | B9 03000000     | mov ecx,3                         |00141ED4  | B8 CCCCCCCC     | mov eax,CCCCCCCC                  | eax:"11111111111111111111"00141ED9  | F3:AB           | rep stosd                         |00141EDB  | B9 66C01400     | mov ecx,_A0FF1F1C_CPP             | main.cpp:1573248000141EE0  | E8 2CF4FFFF     | call cpp控制台程序.141311          |;拷贝功能代码的汇编形式00141EE5  | 8B45 08         | mov eax,dword ptr ss:[ebp+8]      | main.cpp:7, [ebp+8]:"11111111111111111111"00141EE8  | 50              | push eax                          | eax:"11111111111111111111"00141EE9  | 8D4D F8         | lea ecx,dword ptr ss:[ebp-8]      |00141EEC  | 51              | push ecx                          |00141EED  | E8 C9F4FFFF     | call cpp控制台程序.1413BB          | strcpy;结束函数调用，进行堆栈平衡00141EF2  | 83C4 08         | add esp,8                         |00141EF5  | 52              | push edx                          | main.cpp:800141EF6  | 8BCD            | mov ecx,ebp                       |00141EF8  | 50              | push eax                          | eax:"11111111111111111111"00141EF9  | 8D15 1C1F1400   | lea edx,dword ptr ds:[<>]         |00141EFF  | E8 D7F2FFFF     | call cpp控制台程序.1411DB          |;恢复现场00141F04  | 58              | pop eax                           | eax:"11111111111111111111"00141F05  | 5A              | pop edx                           |00141F06  | 5F              | pop edi                           |00141F07  | 5E              | pop esi                           | esi:__enc$textbss$end+2300141F08  | 5B              | pop ebx                           |00141F09  | 81C4 CC000000   | add esp,CC                        |00141F0F  | 3BEC            | cmp ebp,esp                       |00141F11  | E8 24F3FFFF     | call cpp控制台程序.14123A          |00141F16  | 8BE5            | mov esp,ebp                       |00141F18  | 5D              | pop ebp                           |;结束当前函数调用00141F19  | C3              | ret                               |

下图是对fun函数调用时，堆栈栈底值含义的分析

深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

开始分析功能代码部分

;将输入的字符串的地址入栈00141EE5  | 8B45 08      | mov eax,dword ptr ss:[ebp+8]            | main.cpp:7, [ebp+8]:"11111111111111111111"00141EE8  | 50           | push eax                                | eax:"11111111111111111111";将目标内存地址入栈，根据ebp-8我们可以清楚地知道，char arr[4]的空间位置00141EE9  | 8D4D F8      | lea ecx,dword ptr ss:[ebp-8]            |00141EEC  | 51           | push ecx                                |;调用strcpy函数00141EED  | E8 C9F4FFFF  | call cpp控制台程序.1413BB                | strcpy

深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

执行strcpy函数后，堆栈图如下：

深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

我们可以清楚地看见，一个strcpy函数的执行，直接将原来的堆栈环境打乱

  • 旧栈底地址值被更改

  • 函数结束的回跳地址被更改（改成shellCOde的起始地址）

  • 更改地址的堆栈也可以被随意更改（改写成shellCode具体内容

利用

  • 思考：如果我们输入的内容，恰好将函数的回跳地址重新覆盖，覆盖成我们shellCode地址的开始地址，那么接下来继续执行的代码就是我们的恶意代码

  • 问题：程序每次执行或操作系统重启，地址都会发生改变，如果将回跳地址写死，那么费力编写的恶意字符串也就变成了无用的字符串

  • 输入恶意拼接的字符串，就从左侧的正常堆栈变成右侧被shellCode填充的堆栈

深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

根据上边的问题，我们需要一个动态定位ShellCode地址的方法。让我们详细分析下函数调用恢复的过程。

;恢复寄存器现场00141F04  | 58                 | pop eax                       | eax:"11111111111111111111"00141F05  | 5A                 | pop edx                       |00141F06  | 5F                 | pop edi                       | edi:"111111111111"00141F07  | 5E                 | pop esi                       | esi:__enc$textbss$end+23;将旧栈底重新赋给栈底指针，但是旧栈底会在输入恶意字符串时被破坏00141F08  | 5B                 | pop ebx                       |;esp栈顶寄存器向高位移动，栈提升使用了sub esp,cc，栈顶恢复与此相反;重点1：此时的esp指向了老ebp的存储空间00141F09  | 81C4 CC000000      | add esp,CC                    |00141F0F  | 3BEC               | cmp ebp,esp                   |00141F11  | E8 24F3FFFF        | call cpp控制台程序.14123A      |00141F16  | 8BE5               | mov esp,ebp                   |00141F18  | 5D                 | pop ebp                       |;最后利用ret将回跳地址pop并跳转;重点2：此时ebp指向了shellCode的首地址00141F19  | C3                 | ret                           |

在考虑更改eip寄存器的常用指令：

  • ret

  • jmp系列指令

深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

经过两次跳转，成功的将eip指向了shellCode位置，进行继续执行shellCode

利用跳转的原因

  • 动态定位shellCode

  • shellCode复用

总结

  • 尽量寻找系统文件dll中的jmp esp。因为DLL文件有个默认的载入地址，在没有其他dll占用着位置的时候，dll就会装入默认的位置，否则就会装载到随机的位置，并重新计算函数地址。而操作系统的dll是先于其他应用加载的，因此地址更变得概率不大，成功率高。

  • 相同的系统，shellCode才有通用的可能。因为版本不同，dll加载位置可能不同，最终寻找到的jmp命令位置也不同

  • 全文的操作前提是，能够将栈中的数据当成了代码来进行执行。如果不限制权限，那么就可以利用ret + jmp esp来进行跳转，达到更改eip的效果，进而执行shellcode

原文始发于微信公众号（0x00实验室）：深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理

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  • 本文由 发表于 2023年3月9日02:15:47
  • 转载请保留本文链接(CN-SEC中文网:感谢原作者辛苦付出)：
                   深度剖析堆栈中ShellCode的利用原理http://cn-sec.com/archives/1239159.html

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