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[原创]栈溢出原理与实践之读书笔记
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2022-2-8 14:07
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0.前言
新的一年想把0day漏洞安全这本书读完，会一步一步踏踏实实的学完，和大家共享笔记。
环境我想用vs2019运行，老的编译器很多人不用了，渐渐的会被淘汰。用新的编译器可以锻炼下编译选项的功底。
我的笔记是配合书写的，理论部分会少用笔墨，着重在实验上。
1.基础知识
这一部分书上讲解的足够了，如果暂时看不懂，多看看就好。功夫不负有心人，迟早学会的事情。
2.栈溢出原理与实践
2.1.系统栈的工作原理
这一部分书上讲解的足够了，如果暂时看不懂，多看看就好。功夫不负有心人，迟早学会的事情。
2.2.修改邻接变量
运行环境：
VS2019 X86 Debug
运行设置：
属性->c/c++->常规->sdl检查关闭
属性->c/c++->代码运行->基本运行时检查->关闭【堆栈帧 (/RTCs)】
然后运行代码，输入qqqqqqqq即，可完成简单的溢出覆盖。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 | #include <stdio.h> #include <stdlib.h>#include <string.h>#define PASSWORD "1234567" int verify_password(char* password){ int authenticated; char buffer[8];// add local buffto be overflowed authenticated = strcmp(password, PASSWORD); strcpy(buffer, password);//over flowed here! return authenticated;}void main(){ int valid_flag = 0; char password[1024]; while (1) { printf("please input password: "); scanf("%s", password); valid_flag = verify_password(password); if (valid_flag) { printf("incorrect password!\n\n"); } else { printf("Congratulation! You have passed the verification!\n"); break; } }} |
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实验情况：
SDL关闭和头文件的增加为了让程序代码跑起来。
堆栈帧 (/RTCs)的关闭，则是为了让程序不在运行时检查程序。
如果不关闭堆栈帧 (/RTCs)，原本buffer[8]会因为检查多出8字节。然后程序报错，我原本以为时字符对齐的问题，检查后发现不是。是运行时检查的问题。
关闭堆栈帧 (/RTCs)的汇编代码：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 | int verify_password(char* password){004015F0 push ebp 004015F1 mov ebp,esp 004015F3 sub esp,50h 004015F6 mov eax,dword ptr [__security_cookie (0407004h)] 004015FB xor eax,ebp 004015FD mov dword ptr [ebp-4],eax 00401600 push ebx 00401601 push esi 00401602 push edi 00401603 mov ecx,offset _06E17EB3_Test@cpp (0409008h) 00401608 call @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0401285h) int authenticated; char buffer[8];// add local buffto be overflowed authenticated = strcmp(password, PASSWORD);0040160D push offset string "1234567" (0405B30h) 00401612 mov eax,dword ptr [password] 00401615 push eax 00401616 call _strcmp (040103Ch) 0040161B add esp,8 0040161E mov dword ptr [authenticated],eax strcpy(buffer, password);//over flowed here! 00401621 mov eax,dword ptr [password] 00401624 push eax 00401625 lea ecx,[buffer] 00401628 push ecx 00401629 call _strcpy (040119Ah) 0040162E add esp,8 return authenticated;00401631 mov eax,dword ptr [authenticated] }00401634 pop edi 00401635 pop esi 00401636 pop ebx 00401637 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 0040163A xor ecx,ebp 0040163C call @__security_check_cookie@4 (040111Dh) 00401641 mov esp,ebp 00401643 pop ebp 00401644 ret |
开启堆栈帧 (/RTCs)的汇编代码：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 | int verify_password(char* password){00E317A0 push ebp 00E317A1 mov ebp,esp 00E317A3 sub esp,0E0h 00E317A9 push ebx 00E317AA push esi 00E317AB push edi 00E317AC lea edi,[ebp-20h] 00E317AF mov ecx,8 00E317B4 mov eax,0CCCCCCCCh 00E317B9 rep stos dword ptr es:[edi] 00E317BB mov eax,dword ptr [__security_cookie (0E3A004h)] 00E317C0 xor eax,ebp 00E317C2 mov dword ptr [ebp-4],eax 00E317C5 mov ecx,offset _06E17EB3_Test@cpp (0E3C008h) 00E317CA call @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0E3132Fh) int authenticated; char buffer[8];// add local buffto be overflowed authenticated = strcmp(password, PASSWORD);00E317CF push offset string "1234567" (0E37B30h) 00E317D4 mov eax,dword ptr [password] 00E317D7 push eax 00E317D8 call _strcmp (0E31046h) 00E317DD add esp,8 00E317E0 mov dword ptr [authenticated],eax strcpy(buffer, password);//over flowed here! 00E317E3 mov eax,dword ptr [password] 00E317E6 push eax 00E317E7 lea ecx,[buffer] 00E317EA push ecx 00E317EB call _strcpy (0E31212h) 00E317F0 add esp,8 return authenticated;00E317F3 mov eax,dword ptr [authenticated] }00E317F6 push edx 00E317F7 mov ecx,ebp 00E317F9 push eax 00E317FA lea edx,ds:[0E31828h] 00E31800 call @_RTC_CheckStackVars@8 (0E311EFh) 00E31805 pop eax 00E31806 pop edx 00E31807 pop edi 00E31808 pop esi 00E31809 pop ebx 00E3180A mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00E3180D xor ecx,ebp 00E3180F call @__security_check_cookie@4 (0E31154h) 00E31814 add esp,0E0h 00E3181A cmp ebp,esp 00E3181C call __RTC_CheckEsp (0E31253h) 00E31821 mov esp,ebp 00E31823 pop ebp 00E31824 ret 00E31825 nop dword ptr [eax] 00E31828 add dword ptr [eax],eax 00E3182A add byte ptr [eax],al 00E3182C xor byte ptr [eax],bl 00E3182E jecxz __$EncStackInitStart+84h (0E31830h) 00E31830 in al,0FFh 00E31832 ?? ?????? }00E31833 dec dword ptr [eax] 00E31835 add byte ptr [eax],al 00E31837 add byte ptr [eax+ebx],bh 00E3183A jecxz __$EncStackInitStart+90h (0E3183Ch) 00E3183C bound esi,qword ptr [ebp+66h] 00E3183F jb 00001843 |
通过代码的比较，我们可以发现，函数使用@_RTC_CheckStackVars@8进行检测，跟进去发现该函数容纳了两个_RTC_CheckStackVars，当检测不是0CCCCCCCCh的时候，会报错，并进入_RTC_StackFailure函数。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | 006E1DD4 mov ecx,dword ptr [ebx+4] 006E1DD7 mov eax,dword ptr [frame] 006E1DDA mov edx,dword ptr [ecx+edi] 006E1DDD cmp dword ptr [edx+eax-4],0CCCCCCCCh 006E1DE5 jne _RTC_CheckStackVars+39h (06E1DF9h) 006E1DE7 mov eax,dword ptr [ecx+edi+4] 006E1DEB add eax,edx 006E1DED mov edx,dword ptr [frame] 006E1DF0 cmp dword ptr [eax+edx],0CCCCCCCCh 006E1DF7 je _RTC_CheckStackVars+49h (06E1E09h) 006E1DF9 push dword ptr [ecx+edi+8] 006E1DFD mov eax,dword ptr [ebp+4] 006E1E00 push eax 006E1E01 call _RTC_StackFailure (06E1352h) |
2.3.控制程序的执行流程
运行环境：VS2019 X86 Debug
运行设置：
属性->c/c++->常规->sdl检查关闭
属性->c/c++->代码运行->基本运行时检查->关闭【堆栈帧 (/RTCs)】
实验情况：
修改上述配置后，发现无法正常运行，单步调试发现fopen断点出现问题。搜索查询后发现有些编译器不支持rw+的格式。这里我们将rw+修改为r+即可正确运行。r和r+的区别是r+拥有写权限。我大胆猜测，rw+不支持的原因是功能设计上的重复。
在这里我们运行还会遇到一个问题
我们需要把栈保护天使GS关闭。
属性->c/c++->代码运行->安全检查->关闭【禁用安全检查 (/GS-)】
这个时候代码就会报书上期望我们出现的错误，返回值出现错误。理论方面书上说的已经很全面，这里就简单画个图。
最终结果如下图，符合书上预期：
2.4.向进程中植入代码
运行环境：VS2019 X86 Debug
运行设置：
属性->c/c++->常规->sdl检查关闭
属性->c/c++->代码运行->基本运行时检查->关闭【堆栈帧 (/RTCs)】
属性->c/c++->代码运行->安全检查->关闭【禁用安全检查 (/GS-)】
实验情况：
创建一个文件，password.txt，构造shellcode。这里按照书上就好，然后看下面的步骤。
配置需要进行修改，因为要静态获取buffer地址，aslr随机基址要关闭，因为要在数据区执行代码，数据执行保护（DEP）也要关闭。
属性->链接器->高级->随机基址->否
属性->链接器->高级->数据执行保护（DEP）->否
password.txt，有两个地方需要修改，根据书中描述。
一个是Messagebox的地址，在下图中会讲解如何寻找。
一个是buffer的地址，下文中也会详细介绍细节。
我们在程序中添加messagebox，这样我们的代码就会调用User32.dll，我们使用dependency可以获取该模块函数地址。
根据书中方法，计算正确值
1 2 | >>> hex(0x69E00000+0x83670)'0x69e83670' |
但是可以看到，程序并不能正确运行，这问题常出在现在的windows操作系统里，优先基址常常不是实际加载地址，在PE格式中DLL会给出一个优先加载地址，当程序并未占用该地址时，优先按照该基址进行计算。占用的话，会重新申请空间。
问题发生了，如何解决，这里使用Ollydbg查看模块地址。
下面是Ollydbg的正确解决方案
步骤1：点击E字母
步骤2：找到User32，此时使用该模块地址计算，可以获得正确地址，成功弹出messagebox
如果不想算，就按一下User32，快捷键ctrl+n，找到messageboxA一样可以。
1 2 | >>> hex(0x75cc0000+0x83670)'0x75d43670' |
注：
不知不觉三阶段快毕业了，非常感谢科锐的指导，科锐的耐心指导，才能够让我的基础越加雄厚。
非常感谢钱老师、张老师、王老师、田老师、唐老师、江老师。
尤其王老师，陪伴我们走了最长的路，还记得科锐学习的时候经常学崩溃，因为任务量多，对新手难。
有一次哭着和王老师聊天，王老师帮我排解压力、还把笔记借给我学习，非常感谢。
这是估计是我在科锐期间最后一次发帖了，在此纪念一年的学习时光。
祝科锐越来越好，也祝自己越来越好。
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咦，还有这个东西呀，谢谢提醒了~ 不过他只有前四章还要88，觉得有点贵了，我的需求是整本书读完。 目前刷起来不是很吃力，我还是愿意更扎实的慢慢看书。 谢谢小伙伴啦 
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