阅读此篇题解需要有CSAPP第三章基础，对于基本汇编指令本文不做过多说明。尝试Lab前应先下载官方提供的Writeup并在开始每一阶段前阅读相应内容，否则容易一头雾水。

注意，因为我们是在本地运行Lab，所以运行程序时要加上参数-q，告诉程序不上数据传到伺服器，否则无法运行。

笔者学识稍浅，若有疏漏或错误处，欢迎各位大佬指正。

文档给了test函数的C代码：

还给了touch1函数的代码：

题目要求当getbuf返回时不返回到下一行的printf，而是跳转到touch1运行。

首先查看getbuf的反汇编代码：

0x4017a8处指令开辟了大小0x28 = 40(字节)的栈空间，然后将栈顶作为参数(%rdi)传给Gets函数。

我们需要在输入时输入48字节的内容让栈溢出，使返回地址被覆盖为touch1的内存地址。

查看代码我们可以发先touch1首行指令在地址0x4017c0处，这是我们想让代码从getbuf返回的地址。(注意，因为机器采小端序，在输入时应输入C0 17 40 00)

由此，我们可以构建出shellcode：

我们将这段内容保存在档案phase_1中，然后使用lab提供的工具hex2raw将其转换成程序接受的string类型。

注意，运行ctarget前要加上-q，防止因为程序连接不上伺服器而报错。

查看文档，发现给出的touch2函数要求传入一个无符号数，并检查该输入是否与cookie相等。

首先查看代码可以知道touch2函数开头地址为0x4017ec。在Lab文件夹内有一个文件叫cookie.txt，里面存放着我们需要的cookie值。

因为我们要将cookie值传给touch2，回想CSAPP第三章内容可以知道，函数的第一个参数存放在%rdi中。所以我们需要执行以下代码：

然后我们要调用touch2函数，即0x4017ec地址处。这里我们不使用call或jmp而使用ret，因为偏移不好计算。注意，ret指令会跳转到栈顶保存的地址，并将该地址出栈(pop)。

将三行汇编代码结合在一起，就成功达成调用函数的功能了。我们将这段代码保存在phase_2_asm.s中，然后使用指令：

打开phase_2_asm.asm，可以发现对应的机器代码。

即：

有这些还不够，因为这些数据在输入后会被储存在栈中，所以会被视为数据而非代码的一部份。所以我们利用栈溢出将栈中原本的储存地址覆盖成栈顶(用户输入数据的存储起始点)的位置，即可让该段代码被值行。(即将%rip设置为%rsp)

通过gdb查看，我们可以发现用户输入数据的存储起始点在0x5561dc78处。

利用0填充空间后，我们可以构建出shellcode并将其保存在phase_2中：

利用以下代码验证其正确性：

查看文档，发现这题需要给hexmatch函数传入一个等于cookie的字符串，其中字符串应传入首字符的地址(char *)。

首先查看touch3的地址：0x4018fa。cookie的值在phase_2就找到过了：0x59b997fa。文档中说明传入的cookie字符串不应包含前缀的0x，所以实际要传入的字符串应为：59b997fa。

注意，通过查看文档，我们可以发现一句话："When functions hexmatch and strncmp are called, they push data onto the stack, overwriting portions of memory that held the buffer used by getbuf. As a result, you will need to be careful where you place the string representation of your cookie. "。即当hexmatch和strncmp被调用时会将数据入栈，可能会覆盖getbuf的部分内容，需要小心选择字符串储存地址。

意即避免将字符串存放在getbuf的栈帧内，故此我们选择将其存放在test的栈帧内。

查看test的栈底：0x5561dca8。

参考phase_2我们可以编写出以下汇编代码，并将其转换为机器代码：

到目前为止，我们可以写出以下与phase_2雷同的shellcode：

由于我们的字符串应储存在0x5561dca8，而储存我们输入的首地址在0x5561dc78，所以我们应该给输入的最后一行填充0并在下一行处填入cookie字符串。

回想字符串如何储存：利用ASCII表示字符。

将cookie转换为ASCII码后为：35 39 62 39 39 37 66 61

至此，我们的shellcode就构建出来了：

创建文件phase_3并将shellcode存放在该的文件中，测试：

下个阶段不能使用前三个阶段的代码注入(Code Injection)技术，因为：

故，下两阶段会用到ROP知识(Return-Oriented Programming)。

ROP使用的概念是找出程序中的特殊几个字节，即我们想要执行的代码与ret，我们称这种片段gadget(ret指令用来跳转到下一个gadget)。

上图说明了如何在栈中设置并执行一连串的gadget，其中0xc3表示指令ret。当每个gadget运行到ret时，会从栈顶取出下一个gadget的地址并执行，使得整个gadget链被完整执行。

用以下例子举例：

字节序列48 89 c7就可以组成指令movq %rax, %rdi，并且这个序列最后还跟随了一个c3，也就是ret。我们的目标序列在地址0x400f18处，所以如果直接跳转到0x400f18处就可以执行我们想要执行的指令。

此题与phase_2雷同，只是开启了保护。因为无法在栈上执行代码，所以我们使用ROP。

在此我们想使用gadget实现以下功能：

但是显然gadget中不会包含我们需要的立即数(如：0x59b997fa)。换个思路，我们可以将数据存放在栈中，然后使用popq取得数值。搜寻popq %rdi对应的机器代码5f，发现无法在有效区内找到。我们换个思路，可以尝试用一个中转寄存器储存这个值：

查看上图可发现，对应机器代码为：58 c3与48 89 c7 c3。通过搜索我们可以找到以下两个函数：

通过在0x4019cc截断第一个函数可以构成gadget1(90为nop，即no operation)，在0x4019a2截断第二个函数可以构成gadget2。

理想状态下，我们期望栈的状态如下：

当getbuf执行ret后，会跳转到gadget1并将其地址出栈。

这时gadget1中的pop就会将cookie值从栈顶取出，然后跳转到gadget2继续执行。

故此，我们可以构建出以下shellcode，并保存在phase_4中：

验证正确性：

终于到这个阶段了，可以先休息一波。官方文档还温馨提示我们：已经得到了95/100的分数，这是一个很棒的分数了。如果大家有甚么其他更重要的事情可以先放下这个lab去做啦！因为这个阶段只占可怜的5分，不值得我们耗费这么多时间去解答它，除非我们将它视为额外的挑战任务，想要超越这门课程对普通学生的期待程度。

既然如此，各位看官若是手头上有其他事情要做，就可以关闭这份题解啦！否则，我们还有路要走喔。

因为地址随机，所以想要获取字符串的储存地址应该使用%rsp + <bias>的形式取得。

我们想要实现以下功能：

但是寻找后发现没有add的机器码，我们可以使用另一个函数代替。

因为某些mov指令的源或目标寄存器的机器码不存在程序中，所以我们需要通过一些过渡寄存器来传递这些值。相信各位在经历phase 4后，已经可以独立寻找到相应的机器码地址。此处便不再重述，直接给出栈的样子 (省略各gadget的ret指令)。

注意此处偏移量的计算：执行mov %rsp, %rax时，%rsp其实正指向存放mov %rax, %rdi的栈内存。回忆ret指令相等于以下两条指令pop %rsp+ jmp %rsp，所以执行第一个gadget时，%rsp正指向第二个gadget的内存地址。从第二个gadget算起，到cookie字符串储存的地址，中间隔了9个8字节的大小，所以偏移量为$\times =\left(x\right)$8×9=72(0x48)。

以上，可以构建出shellcode：

验证正确性：

至此，五个阶段全部完结。

终于完结此篇题解，时间拖得有些久，因为进入大学的准备忙得焦头烂额。最近才知道录取的是专业大类且没法依个人意愿自由分流，也就是说进入学校后还需二次分流，笔者很难依意愿进入喜爱的计算机了。正考虑继续就读本地大学或申请国外大学两条路，若选择继续就读本地大学，以后更新频率可能会创下新低，只能使用课余时间研究。等于回到高中时期，既要顾课业也要顾兴趣。最近也要为分流考试准备，预习数学与刷题，可能更新频率也不会太高。

最后，谢谢你愿意看我的后记碎碎念。

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