栈溢出原理与实践之读书笔记

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看雪论坛作者ID：瑞皇

新的一年想把0day漏洞安全这本书读完，会一步一步踏踏实实的学完，和大家共享笔记。

环境我想用vs2019运行，老的编译器很多人不用了，渐渐的会被淘汰。用新的编译器可以锻炼下编译选项的功底。

我的笔记是配合书写的，理论部分会少用笔墨，着重在实验上。

1

基础知识

这一部分书上讲解的足够了，如果暂时看不懂，多看看就好。功夫不负有心人，迟早学会的事情。

2

栈溢出原理与实践

2.1 系统栈的工作原理

这一部分书上讲解的足够了，如果暂时看不懂，多看看就好。功夫不负有心人，迟早学会的事情。

2.2 修改邻接变量

运行环境：

VS2019 X86 Debug

运行设置：

属性->c/c++->常规->sdl检查关闭
属性->c/c++->代码运行->基本运行时检查->关闭【堆栈帧 (/RTCs)】
然后运行代码，输入qqqqqqqq即，可完成简单的溢出覆盖。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define PASSWORD "1234567"
int verify_password(char* password)
{
    int authenticated;
    char buffer[8];// add local buffto be overflowed
    authenticated = strcmp(password, PASSWORD);
    strcpy(buffer, password);//over flowed here!
    return authenticated;
}
void main()
{
    int valid_flag = 0;
    char password[1024];
    while (1)
    {
        printf("please input password: ");
        scanf("%s", password);
        valid_flag = verify_password(password);
        if (valid_flag)
        {
            printf("incorrect password!\n\n");
        }
        else
        {
            printf("Congratulation! You have passed the verification!\n");
            break;
        }
    }
}

实验情况：SDL关闭和头文件的增加为了让程序代码跑起来。

堆栈帧 (/RTCs)的关闭，则是为了让程序不在运行时检查程序。

如果不关闭堆栈帧 (/RTCs)，原本buffer[8]会因为检查多出8字节。然后程序报错，我原本以为时字符对齐的问题，检查后发现不是。是运行时检查的问题。

关闭堆栈帧 (/RTCs)的汇编代码：

int verify_password(char* password)
{
004015F0  push        ebp 
004015F1  mov         ebp,esp 
004015F3  sub         esp,50h 
004015F6  mov         eax,dword ptr [__security_cookie (0407004h)] 
004015FB  xor         eax,ebp 
004015FD  mov         dword ptr [ebp-4],eax 
00401600  push        ebx 
00401601  push        esi 
00401602  push        edi 
00401603  mov         ecx,offset _06E17EB3_Test@cpp (0409008h) 
00401608  call        @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0401285h) 
    int authenticated;
    char buffer[8];// add local buffto be overflowed
    authenticated = strcmp(password, PASSWORD);
0040160D  push        offset string "1234567" (0405B30h) 
00401612  mov         eax,dword ptr [password] 
00401615  push        eax 
00401616  call        _strcmp (040103Ch) 
0040161B  add         esp,8 
0040161E  mov         dword ptr [authenticated],eax 
    strcpy(buffer, password);//over flowed here!
00401621  mov         eax,dword ptr [password] 
00401624  push        eax 
00401625  lea         ecx,[buffer] 
00401628  push        ecx 
00401629  call        _strcpy (040119Ah) 
0040162E  add         esp,8 
    return authenticated;
00401631  mov         eax,dword ptr [authenticated] 
}
00401634  pop         edi 
00401635  pop         esi 
00401636  pop         ebx 
00401637  mov         ecx,dword ptr [ebp-4] 
0040163A  xor         ecx,ebp 
0040163C  call        @__security_check_cookie@4 (040111Dh) 
00401641  mov         esp,ebp 
00401643  pop         ebp 
00401644  ret

开启堆栈帧 (/RTCs)的汇编代码：

int verify_password(char* password)
{
00E317A0  push        ebp 
00E317A1  mov         ebp,esp 
00E317A3  sub         esp,0E0h 
00E317A9  push        ebx 
00E317AA  push        esi 
00E317AB  push        edi 
00E317AC  lea         edi,[ebp-20h] 
00E317AF  mov         ecx,8 
00E317B4  mov         eax,0CCCCCCCCh 
00E317B9  rep stos    dword ptr es:[edi] 
00E317BB  mov         eax,dword ptr [__security_cookie (0E3A004h)] 
00E317C0  xor         eax,ebp 
00E317C2  mov         dword ptr [ebp-4],eax 
00E317C5  mov         ecx,offset _06E17EB3_Test@cpp (0E3C008h) 
00E317CA  call        @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0E3132Fh) 
    int authenticated;
    char buffer[8];// add local buffto be overflowed
    authenticated = strcmp(password, PASSWORD);
00E317CF  push        offset string "1234567" (0E37B30h) 
00E317D4  mov         eax,dword ptr [password] 
00E317D7  push        eax 
00E317D8  call        _strcmp (0E31046h) 
00E317DD  add         esp,8 
00E317E0  mov         dword ptr [authenticated],eax 
    strcpy(buffer, password);//over flowed here!
00E317E3  mov         eax,dword ptr [password] 
00E317E6  push        eax 
00E317E7  lea         ecx,[buffer] 
00E317EA  push        ecx 
00E317EB  call        _strcpy (0E31212h) 
00E317F0  add         esp,8 
    return authenticated;
00E317F3  mov         eax,dword ptr [authenticated] 
}
00E317F6  push        edx 
00E317F7  mov         ecx,ebp 
00E317F9  push        eax 
00E317FA  lea         edx,ds:[0E31828h] 
00E31800  call        @_RTC_CheckStackVars@8 (0E311EFh) 
00E31805  pop         eax 
00E31806  pop         edx 
00E31807  pop         edi 
00E31808  pop         esi 
00E31809  pop         ebx 
00E3180A  mov         ecx,dword ptr [ebp-4] 
00E3180D  xor         ecx,ebp 
00E3180F  call        @__security_check_cookie@4 (0E31154h) 
00E31814  add         esp,0E0h 
00E3181A  cmp         ebp,esp 
00E3181C  call        __RTC_CheckEsp (0E31253h) 
00E31821  mov         esp,ebp 
00E31823  pop         ebp 
00E31824  ret 
00E31825  nop         dword ptr [eax] 
00E31828  add         dword ptr [eax],eax 
00E3182A  add         byte ptr [eax],al 
00E3182C  xor         byte ptr [eax],bl 
00E3182E  jecxz       __$EncStackInitStart+84h (0E31830h) 
00E31830  in          al,0FFh 
00E31832  ?? ??????
}
00E31833  dec         dword ptr [eax] 
00E31835  add         byte ptr [eax],al 
00E31837  add         byte ptr [eax+ebx],bh 
00E3183A  jecxz       __$EncStackInitStart+90h (0E3183Ch) 
00E3183C  bound       esi,qword ptr [ebp+66h] 
00E3183F  jb          00001843

通过代码的比较，我们可以发现，函数使用@_RTC_CheckStackVars@8进行检测，跟进去发现该函数容纳了两个_RTC_CheckStackVars.

当检测不是0CCCCCCCCh的时候，会报错，并进入_RTC_StackFailure函数。

006E1DD4  mov         ecx,dword ptr [ebx+4] 
006E1DD7  mov         eax,dword ptr [frame] 
006E1DDA  mov         edx,dword ptr [ecx+edi] 
006E1DDD  cmp         dword ptr [edx+eax-4],0CCCCCCCCh 
006E1DE5  jne         _RTC_CheckStackVars+39h (06E1DF9h) 
006E1DE7  mov         eax,dword ptr [ecx+edi+4] 
006E1DEB  add         eax,edx 
006E1DED  mov         edx,dword ptr [frame] 
006E1DF0  cmp         dword ptr [eax+edx],0CCCCCCCCh 
006E1DF7  je          _RTC_CheckStackVars+49h (06E1E09h) 
006E1DF9  push        dword ptr [ecx+edi+8] 
006E1DFD  mov         eax,dword ptr [ebp+4] 
006E1E00  push        eax 
006E1E01  call        _RTC_StackFailure (06E1352h)

2.3 控制程序的执行流程

运行环境：VS2019 X86 Debug

运行设置：

属性->c/c++->常规->sdl检查关闭
属性->c/c++->代码运行->基本运行时检查->关闭【堆栈帧 (/RTCs)】

实验情况：

修改上述配置后，发现无法正常运行，单步调试发现fopen断点出现问题。搜索查询后发现有些编译器不支持rw+的格式。这里我们将rw+修改为r+即可正确运行。r和r+的区别是r+拥有写权限。我大胆猜测，rw+不支持的原因是功能设计上的重复。

在这里我们运行还会遇到一个问题：

我们需要把栈保护天使GS关闭。

属性->c/c++->代码运行->安全检查->关闭【禁用安全检查 (/GS-)】
这个时候代码就会报书上期望我们出现的错误，返回值出现错误。理论方面书上说的已经很全面，这里就简单画个图。

最终结果如下图，符合书上预期：

2.4 向进程中植入代码

运行环境：VS2019 X86 Debug

运行设置：

属性->c/c++->常规->sdl检查关闭
属性->c/c++->代码运行->基本运行时检查->关闭【堆栈帧 (/RTCs)】
属性->c/c++->代码运行->安全检查->关闭【禁用安全检查 (/GS-)】

实验情况：

创建一个文件，password.txt，构造shellcode。这里按照书上就好，然后看下面的步骤。

配置需要进行修改，因为要静态获取buffer地址，aslr随机基址要关闭，因为要在数据区执行代码，数据执行保护（DEP）也要关闭。
属性->链接器->高级->随机基址->否
属性->链接器->高级->数据执行保护（DEP）->否

password.txt，有两个地方需要修改，根据书中描述。
一个是Messagebox的地址，在下图中会讲解如何寻找。
一个是buffer的地址，下文中也会详细介绍细节。

我们在程序中添加messagebox，这样我们的代码就会调用User32.dll，我们使用dependency可以获取该模块函数地址。
根据书中方法，计算正确值。

>>> hex(0x69E00000+0x83670)
'0x69e83670'

但是可以看到，程序并不能正确运行，这问题常出在现在的windows操作系统里，优先基址常常不是实际加载地址，在PE格式中DLL会给出一个优先加载地址，当程序并未占用该地址时，优先按照该基址进行计算。占用的话，会重新申请空间。

问题发生了，如何解决，这里使用Ollydbg查看模块地址。

下面是Ollydbg的正确解决方案

步骤1：点击E字母

步骤2：找到User32，此时使用该模块地址计算，可以获得正确地址，成功弹出messagebox

如果不想算，就按一下User32，快捷键ctrl+n，找到messageboxA一样可以。

>>> hex(0x75cc0000+0x83670)
'0x75d43670'

看雪ID：瑞皇

https://bbs.pediy.com/user-home-848111.htm

*本文由看雪论坛 瑞皇 原创，转载请注明来自看雪社区

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