2_初级栈溢出_A

To be the apostrophe which changed “Impossible” into “I'm possible”
—— failwest

今夜月明星稀

本想来点大道理申明下研究思路啥的,看到大家的热情期待,稍微调整一下讲课的顺序。从今天开始,将用3~4次给大家做一下栈溢出的扫盲。

栈溢出的文章网上还是有不少的(其实优秀的也就两三篇),原理也不难,读过基本上就能够明白是怎么回事。本次讲解将主要集中在动手调试方面,更加着重实践。

经过这3~4次的栈溢出扫盲,我们的目标是:

领会栈溢出攻击的基本原理
能够动手调试简易的栈溢出漏洞程序,并能够利用漏洞执行任意代码(最简易的shellcode)

最主要的目的其实是激发大家的学习兴趣——寡人求学若干年,深知没有兴趣是决计没有办法学出名堂来的。

本节课的基本功要求是:会C语言就行(大概能编水仙花数的水平)

我会尽量用最最傻瓜的文字来阐述这些内存中的二进制概念。为了避免一开始涉及太多枯燥的基础知识让您失去了兴趣,我并不提倡从汇编和寄存器开始,也不想用函数和栈开头。我准备用一个自己设计的小例子开始讲解,之后我会以这个例子为基础,逐步加码,让它变得越来越像真实的漏洞攻击。

您需要的就是每天晚上看一篇帖子,然后用十分钟时间照猫画虎的在编译器里把例子跟着走一遍,坚持一个星期之后您就会发现世界真奇妙了。

不懂汇编不是拒绝这门迷人技术的理由——今天的课程就不涉及汇编——并且以后遇到会随时讲解滴

所以如果你懂C语言的话,不许不学,不许说学不会,也不许说难,哈哈

开场白多说了几句,下面是正题。今天我们来一起研究一段暴简单无比的C语言小程序,看看编程中如果不小心出现数组越界将会出现哪些问题,直到这个单元结束您能够用这些数组越界漏洞控制远程主机。


#include <stdio.h>
#define PASSWORD "1234567"
int verify_password (char *password)
{
  int authenticated;
  char buffer[8];  // add local buff to be overflowed
  authenticated=strcmp(password,PASSWORD);
  strcpy(buffer,password);  //over flowed here!  
  return authenticated;
}
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;
    }
  }
}


对于这几行乱简单无比的程序,我还是稍作解释。
程序运行后将提示输入密码
用户输入的密码将被程序与宏定义中的“1234567”比较
密码错误,提示验证错误,并提示用户重新输入
密码正确,提示正确,程序退出(真够傻瓜的语言)

所谓的漏洞在于verify_password()函数中的strcpy(buffer,password)调用。
由于程序将把用户输入的字符串原封不动的复制到verify_password函数的局部数组char buffer[8]中,但用户的字符串可能大于8个字符。当用户输入大于8个字符的缓冲区尺寸时,缓冲区就会被撑暴——即所谓的缓冲区溢出漏洞。

缓冲区给撑暴了又怎么样?大不了程序崩溃么,有什么了不起!

此话不然,如果只是导致程序崩溃就不用我在这里浪费大家时间了。根据缓冲区溢出发生的具体情况,巧妙的填充缓冲区不但可以避免崩溃,还能影响到程序的执行流程,甚至让程序去执行缓冲区里的代码。

今天我们先玩一个最简单的。函数verify_password()里边申请了两个局部变量
int authenticated;
char buffer[8]; 

当verify_password被调用时,系统会给它分配一片连续的内存空间,这两个变量就分布在那里(实际上就叫函数栈帧,我们后面会详细讲解),如下图

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变量和变量紧紧的挨着。为什么紧挨着?当然不是他俩关系好,省空间啊,好傻瓜的问题,笑:)

用户输入的字符串将拷贝进buffer[8],从示意图中可以看到,如果我们输入的字符超过7个(注意有串截断符也算一个),那么超出的部分将破坏掉与它紧邻着的authenticated变量的内容!

在复习一下程序,authenticated变量实际上是一个标志变量,其值将决定着程序进入错误重输的流程(非0)还是密码正确的流程(0)。

下面是比较有趣的部分:
当密码不是宏定义的1234567时,字符串比较将返回1或-1(这里只讨论1,结尾的时候会谈下-1的情况)
由于intel是所谓的大顶机,其实就是内存中的数据按照4字节(DWORD)逆序存储,所以authenticated为1时,内存中存的是0x01000000
如果我们输入包含8个字符的错误密码,如“qqqqqqqq”,那么字符串截断符0x00将写入authenticated变量
这溢出数组的一个字节0x00将恰好把逆序存放的authenticated变量改为0x00000000。
函数返回,main函数中一看authenticated是0,就会欢天喜地的告诉你,oh yeah 密码正确!这样,我们就用错误的密码得到了正确密码的运行效果

下面用5分钟实验一下这里的分析吧。将代码用VC6.0编译链接,生成可执行文件。注意,是VC6.0或者更早的编译器,不是7.0,不是8.0,不是.net,不是VS2003,不是VS2005。为什么,其实不是高级的编译器不能搞,是比较难搞,它们有特殊的GS编译选项,为了不给咱们扫盲班增加负担,所以暂时飘过,用6.0!

  按照程序的设计思路,只有输入了正确的密码”1234567”之后才能通过验证。程序运行情况如下:

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  要是输入几十个字符的长串,应该会崩溃。多少个字符会崩溃?为什么?卖个关子,下节课慢慢讲。现在来个8个字符的密码试下: 
 
名称:  2_3.JPG
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注意为什么01234567不行?因为字符串大小的比较是按字典序来的,所以这个串小于“1234567”,authenticated的值是-1,在内存里将按照补码存负数,所以实际村的不是0x01000000而是0xffffffff。那么字符串截断后符0x00淹没后,变成0x00ffffff,还是非0,所以没有进入正确分支。

总结一下,由于编程的粗心,有可能造成程序中出现缓冲区溢出的缺陷。

这种缺陷大多数情况下会导致崩溃,但是结合内存中的具体情况,如果精心构造缓冲区的话,是有可能让程序作出设计人员根本意向不到的事情的

本节只是用一个字节淹没了邻接变量,导致了程序进入密码正确的处理流程,使设计的验证功能失效。

其实作为cracker,大家可能会说这有什么难的,我可以说出一堆方法做到这一点:
直接查看PE,找出宏定义中的密码值,得到正确密码
反汇编PE,找到爆破点,JZ JNZ的或者TEST EAX,EAX变XOR EAX,EAX的在分支处改它一个字节
……

但是今天介绍的这种方法与crack的方法有一个非常重要的区别,非常非常重要~~

就是~~~我们是在程序允许的情况下,用合法的输入数据(对于程序来说)得到了非法的执行效果(对于程序员来说)——这是hack与crack之间的一个重要区别,因为大多数情况下hack是没有办法直接修改PE的,他们只能通过影响输入来影响程序的流程,这将使hack受到很多限制,从某种程度上讲也更加困难。这个区别将在后面几讲中得到深化,并被我不断强调。

好了,今天的扫盲课程暂时结束,作为栈溢出的开场白,希望这个自制的漏洞程序能够给您带来一点点帮助。

顺便预告一下下一讲的内容:

初级溢出B:将讲述函数调用时怎样和系统栈配合的,然后在本讲的基础上淹没栈帧寄存器,直接改变程序流程

初级溢出C:手把手的教你写一段超简单的shellcode(可执行的机器代码),并把这段代码做为密码输入,最后引导程序跳去执行这段代码

下次再见:)

 

  • 标 题: 答复
  • 作 者:failwest
  • 时 间:2007-12-13 22:56

VS2005默认的编译选项包括栈保护机制GS,不能像上面这样搞滴,要不关掉那个选项用Ollydbg重新确认内存中的变量分布情况,要不埃到高级班听对抗GS的办法,在要不~~呵呵,用VC6.0吧,这个系列基本都会使用VC6.0来讲解的