20145317《网络对抗》shellcode注入&Return-to-libc攻击深入

学习任务

• shellcode注入：shellcode实际是一段代码，但却作为数据发送给受攻击服务器，将代码存储到对方的堆栈中，并将堆栈的返回地址利用缓冲区溢出，覆盖成为指向 shellcode 的地址。
• Return-to-libc 攻击实验：即使栈有不可执行的能力，无法将shellcode放入堆栈中运行，但我们却可以直接让漏洞程序调转到现存的代码来实现我们的攻击。（本次实验所用的是已经载入内存的 libc 库中的 system（）函数等）
  　　
  　　

基础知识

• ps -ef | grep pwn1:
  　　ps:将某个进程显示出来
  　　ps:将某个进程显示出来
  　　ps参数：-A 　显示所有程序；-e 　此参数的效果和指定"A"参数相同；-f 　显示UID,PPIP,C与STIME栏位
  　　ps显示进程结果格式：UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
  　　　　　UID 程序被该 UID 所拥有
  　　　　　PID 就是这个程序的 ID
  　　　　　PPID 则是其上级父程序的ID
  　　　　　C CPU 使用的资源百分比
  　　　　　STIME 系统启动时间
  　　　　　TTY 登入者的终端机位置
  　　　　　TIME 使用掉的 CPU 时间。
  　　　　　CMD 所下达的指令为何
  　　本条命令意为：查找与pwn1有关的进程，并用-ef格式显示出来
• (gdb) attach: GDB可以对正在执行的程序进行调度，它允许开发人员中断程序并查看其状态，之后还能让这个程序正常地继续执行。在GDB中使用“attach”命令是一个方法。
• (gdb) disassemble foo: 反汇编一段内存地址,
• (gdb) c: 继续执行被调试程序，直至下一个断点或程序结束，Continue的简写

• (gdb) x/16x : 使用x命令(examine的简写)来查看内存地址中的值。
  * x命令的语法：x/<n/f/u>

• ln -s 源文件 目标文件 ：为某一个文件或目录在另外一个位置建立一个同步的链接
• chmod u+s 文件 ：对文件设置强制位，即SET-UID，可以使非文件拥有者或文件所属群组的用户具有执行该文件的权限
• export [-fnp][变量名称]=[变量设置值] ： 设置或显示环境变量。（比如我们要经常使用到一个命令时，而这个命令的执行文件又不在当前目录，这时可以在代码中先执行export，即告诉程序，要执行什么东西时，需要的文件就在这些目录里）
• echo ： 在显示器上显示一段文字
• gdb -q : -q用以使得gdb不输出gdb程序的版本等信息

• system ：是一个函数，用于运行其它外部程序
  　　
  　　

注入Shellcode并执行

• 先将环境设置为：堆栈可执行、地址随机化关闭
  

• 

• 以 anything+retaddr+nops+shellcode 的结构来构造，先估计返回地址所在位置，并且找到 shellcode 所在地址
  

• 要验证返回地址所在位置以及找到 shellcode 地址，需要使用GDB调试
  * 先运行 20145317pwn1 可执行文件

　　（先不输入“回车”，在后面的调试过程中需要继续运行的时候再回车，到时候就会显示如图的字符部分）

    * 再找到正在执行的 20145317pwn1 的进程号

     *  进入GDB，联系上该进程号

    *  在 ret 处设置断点，接着运行到断点处，显示当前esp的值并依照此位置显示接下来的内存地址内容，并由此分析出返回地址位置的正确性以及shellcode的地址

　　（红色方框为返回地址处，红色椭圆为 shellcode 代码,由此推算出 shellcode 地址为 “\x31\xd3\xff\xff”）

    *  继续运行，再次检测是否跳到覆盖的返回地址所表示的地方

　　（如红框所示，已经可以确认返回地址是被 \x10\x20\x30\x40 所覆盖的）

• 将作为输入的 input_shellcode 处的 “\x10\x20\x30\x40” 换为上面所找到的 shellcode 地址 “\x31\xd3\xff\xff”
  

• 执行 20145317pwn1 ，成功注入 shellcode
  

• Return-to-libc攻击深入

  基础知识

  • 缓冲区溢出的常用攻击方法是用 shellcode 的地址来覆盖漏洞程序的返回地址，使得漏洞程序去执行存放在栈中的 shellcode。为了阻止这种类型的攻击，一些操作系统使得系统管理员具有使栈不可执行的能力。这样的话，一旦程序执行存放在栈中的 shellcode 就会崩溃，从而阻止了攻击。

  • 现在存在一种缓冲区溢出的变体攻击，叫做 return-to-libc 攻击。这种攻击不需要一个栈可以执行，甚至不需要一个 shellcode。取而代之的是我们让漏洞程序调转到现存的代码来实现我们的攻击。攻击者在实施攻击时仍然可以用恶意代码的地址（比如 libc 库中的 system（）函数等）来覆盖程序函数调用的返回地址，并传递重新设定好的参数使其能够按攻击者的期望运行。这就是为什么攻击者会采用return-into-libc的方式，并使用程序提供的库函数。这种攻击方式在实现攻击的同时，也避开了数据执行保护策略中对攻击代码的注入和执行进行的防护。

  实践过程

  • 输入如下命令，安装一些用于编译32位C程序的东西。（因为这一步忘了截图，所以用的是老师的图~）

  • 输入命令“linux32”进入 32 位 linux 环境。输入“/bin/bash”使用 bash。

  • Ubuntu 和其他一些 Linux 系统中，使用地址空间随机化来随机堆和栈的初始地址，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。因此本次实验中，我们要关闭这一功能。

  • linux 系统中，/bin/sh 实际是指向/bin/bash 或/bin/dash 的一个符号链接。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）代替/bin/bash。

  

  • 把以下代码（漏洞程序）保存为“retlib.c”文件，保存到 /tmp 目录下。代码如下：

  

  • 编译该程序，并设置 SET-UID，命令如下。“gcc -z execstack -o test test.c” 表示栈可执行；"gcc -z noexecstack -o test test.c"表示栈不可执行。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时需要用 “–fno-stack-protector” 关闭这种机制。

  

  • 我们还需要用到一个读取环境变量的程序，再编译一下。

  

  • 把以下代码（攻击程序）保存为“exploit.c”文件，保存到 /tmp 目录下。代码如下。

  

  • 代码中“0x11111111”、“0x22222222”、“0x33333333”分别是 BIN_SH、system、exit 的地址。
  • 需要我们接下来获取。用刚才的 getenvaddr 程序获得 BIN_SH 地址。

  

  • gdb 获得 system 和 exit 地址。

  

  • 修改 exploit.c 文件。

  

  • 删除刚才调试编译的 exploit 程序和 badfile 文件，重新编译修改后的 exploit.c，然后先运行攻击程序 exploit，再运行漏洞程序 retlib，可见攻击成功，获得了 root 权限