4.Ret2libc & ROP

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1. Buffer overflow¶

Defenses¶

使用更加安全的函数，Strcpy -> strncpy, Sprintf -> snprintf。
替换库函数（动态链接时候），重定向到我们自己写的安全的库函数。
静态分析，编译器在编译的时候进行警告。
硬件中有一个影子栈（软件维护开销很大），存放重要数据，即将跳转的时候进行校验看数据是否被篡改。或者使用canary，放在return地址之前，只要覆盖了return地址那肯定会破坏canary，那么程序就会检测到栈数据被篡改。
OS: ASLR，让栈堆甚至是程序的main函数每次加载的位置都不一样。这样就很难去猜测某些变量的值，比如/bin/sh的地址，比如libc的地址。
不可执行栈，系统中不可出现可读可写可执行的页，通过硬件来进行指示，而栈不可执行的话，就很难进行代码的注入攻击（payload是攻击者自己注入进去的）。

防御开启时如何攻击¶

ASLR: brute force（爆破）

Stack Guard

将当前栈的值和栈的canary的值，通过漏洞进行泄露，通过漏洞进行组合来进行攻击

2. Ret2libc¶

2.1 Stack Canary¶

2.1.1 多种漏洞组合泄漏Stack Canary¶

只要有一个信息漏洞能够泄露栈上的某个值，那就可以泄漏canary，来完成攻击。

2.1.2 爆破Stack Canary¶

通过爆破（Brute-forcing）来获取Stack Canary。子进程与其父进程具有相同的canary，有些服务端的程序不会主动响应请求，而是会fork一个子进程来响应，这样当canary被修改的时候，那么程序就crush，我们还能继续猜测，假设有8个字节，我们先猜第一个字节，需要0xFF次，猜对后猜第二个字节，这样只需要\(8 \times 0xff\)次就能完成猜测。

而且一般canary的第一个字节都是0x00，为了截断字符串。

2.1.3 改进Stack Canary¶

每次fork，子进程再随机生成一个canary，但是这样的话会造成比较大的性能开销。

PESC：每一次系统调用（从用户态进入内核态）都随机生成一个canary。

2.2 Runtime Mitigation: DEP (NX)¶

栈上的代码无法运行，所以无法进行代码注入。

代码重用攻击¶

重用当前进程空间里面的代码（包括程序本身的代码和库代码），这样就不用注入了。

Return-to-libc：将返回地址替换为危险库函数的地址

Ret2libc without ASLR¶

通过重定向到库里面的代码去

Find the Address of the System Function：我们可以通过gdb调试去寻找system函数的地址

Find the String “/bin/sh” 的三种方法

每次都会变，难以复用
通过用户定义的环境变量
真正使用的做法：libc中本来就有那个字符串，直接gdb find命令寻找“/bin/sh”

目前我们找到了system函数的地址和调用的“/bin/sh”参数，现在我们要进行参数传递并且调用system函数

Caller正常调用函数的时候，栈的变化，现在我们要进行模仿

我们仍然通过栈溢出的方法，在3的位置放系统函数的地址，2的地方随便放，1的地方放参数，也就是“/bin/sh”字符串的地址

Ret2libc with ASLR¶

libc的位置不是固定，也就是system函数不是固定的，我们并不能够事先找到系统函数的地址。

ASLR就是对关键的地址区域（比如stack, heap and libraries）进行了随机化的机制。

动态链接的调用原理：main函数调用的其实是PLT表，而表中记录的是GOT的表项，GOT记录着当次进程的函数的位置，从而实现动态链接

GOT(Global Offset Table)：放置当次加载程序时，某些函数的位置。GOT是在运行时候由linker或者loader来填充的。

Lazy binding：The loader does not need to resolve all the dynamic functions when loading a library. The address is resolved when it’s firstly invoked.例子：比如0x804a018 is the GOT entry for puts function，但是一开始GOT表中并没有puts的真正的地址，所以先跳转到了GOT表中的8048376，在这个地址中，会跳转到8048330，这段代码会把puts真正的地址放到804a018。

现在我们所拥有的：The address of the PLT of the puts function is fixed (not always true, we disable the PIE option when compiling the program)，也就是如上图所示的puts@plt段的三行代码是固定的。

我们把return地址改为puts@plt段的地址，然后构造puts的参数为GOT(puts)，这样我们就得到了puts的地址，而puts与libc的基地址的偏移量是不变的，现在我们去找到libc.so来获得偏移量，最后获得libc的基地址。

现在我们要把两次攻击串联起来形成一次完整的攻击链。第一次的返回地址是mian函数的地址，让他再进行一遍。

局限性¶

这种方法需要程序那no PIE，如果打开了PIE，那么main函数，plt位置都是随机的，那就无法实现攻击了。

总结¶

Find system address
Find /bin/sh
Jump to system()

3. ROP¶

注意代码注入攻击和代码重用攻击的区别

In code injection, we wrote the address of execve into buffer on the stack and modified return address to start executing at buffer.
In code reuse, we can modify the return address to point to execve directly, so we continue to execute code.

在很多攻击中，我们可以使用代码重用攻击调用系统函数来disable DEP，然后再进行代码注入攻击。

Gadget是一串以ret为结尾的指令序列，ROP通过一列gadget的串联来实现各种指定的功能。