手把手简易实现shellcode及详解

学而不知道,与不学同;知而不能行,与不知同。 ——黄睎

简介

漏洞利用中必不可缺的部分就是shellcode,shellcode能在极小的空间内完成一些基本而重要的工作。

Shellcode编写方式基本有3种:

  1. 直接编写十六进制操作码(不现实);
  2. 采用像C这样的高级语言编写程序,编译后,进行反汇编以获取汇编指令和十六进制操作码。
  3. 编译汇编程序,将该程序汇编,然后从二进制中提取十六进制操作码。

C语言编写获取shell的shellcode程序

shellcode注意事项

写shellcode的需要注意的两个重要问题:

  1. 系统调用的问题。
  2. 坏字符问题

一般来说,shellcode都是由十几或是几十个字节组成,这样的小程序如果要像linux服务程序一样,引入头文件,导入符号表,调用系统函数,这样的步骤的话;那么短短的几十个字节根本就不能满足需求,这就需要利用系统最核心的调用机制,即通过软中断的方式获取需要的资源,以此来绕开系统调用。

Shellcode如果存储在堆或是栈的内存中,这样在shellcode执行时就不能出现\x00这样的阶段字符,这就需要我们在构造shellcode时防止此类坏字符的出现。

C语言返回shell实例

本例以简单的返回本地shell为例。来说明shellcode的构建过程,程序如下图所示

execve(执行文件)在父进程中fork一个子进程,在子进程中调用exec函数启动新的程序。execve()用来执行第一参数字符串所代表的文件路径,第二个参数是利用指针数组来传递给执行文件,并且需要以空指针(NULL)结束,最后一个参数则为传递给执行文件的新环境变量数组。从图中可以,如果通过C语言调用execve来返回shell的话,首先需要引入相应的头文件,然后在主函数中调用系统调用函数execve;同时传入三个参数。

编译之后运行结果,如下图。

为了能够之后能够看到反汇编的结果,这次采用的静态编译。正常返回shell。

那么要想提取其中的shellcode就需要通过反汇编来获取相应的汇编代码或是二进制代码。

如果要提取该程序中的获取shell的shellcode,就是要获取函数execve调用时参数及相应的系统调用。

接下来看看程序retsh的反汇编结果

首先查看一下execve函数反汇编后的结果

从反汇编结果来看,execve函数执行的前一部分首先将向寄存器ebx,ecx,edx中赋值。之后调用了(*0x80ef5a4)处的代码,该处就是_dl_sysinfo_int80,反汇编后发现其实是通过中断指令int 0x80进入ring0。

也就是说exceve函数是通过调用软中断int 0x80进入ring0。

提取shellcode

Shellcode的提取就是要获取exceve函数调用时的参数及软中断调用。通过软终端加载相应的系统调用号及参数来执行相应的任务。

Int 0x80软中断调用

第一步,就是需要将系统调用号加入到eax中。

第二步,ebx用于保存函数调用的第一个参数(ecx存放第二个参数,edx存放第三个参数,esi存放第四个参数,edi存放第五个参数)

如果参数个数超过5个,那么就必须将参数数组存储在内存中,而且必须将该数组的地址存储在ebx中。

一旦加载寄存器之后,就会调用int 0x80 汇编指令来发出软中断,强迫内核暂停手头上的工作并处理该中断。

验证int  0x80 调用。

由上面的反汇编我们可以在地址0x8053c32出下断点,执行到该地址处,此时寄存器eax,ebx,ecx,edx中都已经通过esp的偏移指针得到了赋值,接下来就是要调用int 0x80软中断指令。

查看四个寄存器。

前面我们已经提过了execve系统调用的参数部分。看看上图的寄存器赋值,第1个参数ebx,刚好是“/bin/sh”;第2个参数ecx是一个指针数组,第一个元素是第一个参数地址,第二个元素为空;第3个参数是edx为空。最后execve的系统调用号就放在了寄存器eax中=0xb。

关于查找系统函数调用号,可以通过如下方式搜索:

刚好是eax中的0xb.

由此可以看出如果想要得到shellcode就需要将部分指令代码拼接。组成execve的系统调用如下图所示。

由上图不难看出,尽管这样可以实现shell返回的shellcode,但是里面包含里很多\x00空字符,只要在单独拷贝shellcode就很有可能导致shellcode阶段而不能正常执行shellcode.

汇编形式编写shellcode

编写汇编源码

一般来说shellcode的总长度都非常短,所以可以直接采用汇编形式编写,这样不但可以直接通过软中断形式执行系统调用,而且可以控制坏字符的出现。如下图所示,为一个返回汇编行的shellcode代码

代码非常简单,没有数据段,只有一个代码段。

先编译、链接、执行,看看结果

OK,没有什么问题。执行之后返回成功返回shell。

汇编代码分析

根据之前int 0x80中断指令调用形式,要求eax存放系统调用号;ebx、ecx、edx分别存放参数部分。

汇编源码中,首先是第4行eax清零;之后第5行压栈;然后第6行,第7行字符串压栈,这样在栈中就构造了以”\x00”结尾的字符串”/bin//sh”。注意这里的“/bin//sh”与“/bin/sh”同样效果。

此时的ESP指针指向了这个字符串首地址,第8行将该首地址赋给ebx,这样就有了int 0x80中断指令的第一个参数ebx;第9行中eax入栈,此时eax值还是0;第10行ebx入栈也就是把字符串”/bin//sh”地址入栈,两次压栈,此时栈中就有了字符串地址和一个0,刚好构成了一个指针数组;第11行将该指针数组的地址也就是esp赋给ecx,系统调用的第2个参数ecx中就保持了指针数组的地址;第12行edx清零,刚好是系统调用的第3个参数为零。第13行将系统调用号0xB赋给al,这样可以避免出现坏字符。最后调用软中断指令执行。

整个栈结果如下图所示

Shellcode提取及验证

接下来就要提取shellcode的指令代码

红框中的部分就是该shellcode对应的指令代码,中间没有\x00坏字符,这样在拷贝过程中也就不会有截断的问题。

通过一小段C语言代码来验证该shellcode有效性。代码如下:

很精致的一段代码。将shellcode代码放到一块内存区域,通过定义的一个函数指针指向该内存区并执行;编译、执行的结果。

好吧,Segmentation fault了。

什么情况导致的?gdb调试看一下Main函数对fp函数的调用,如下图所示:

单步执行到地址0x080483f5处

从图中可以看出,在主函数调用eax所执行地址时,此时eax=0x804a010,在该地址执行异或指令时,此时eax还是0x804a010,但是在单步执行该异或指令后就报错了。也就是说在地址0x804a010执行写操作时(异或操作)发生了错误。

由此我们可以想到要么该地址不让执行,要么该地址不让写

接下来就要查看内存地址0x804a010的权限,如下图所示。

在前面源码中可以shellcode是一个局部变量,所以该部分数据放到了堆栈区。查看该程序的堆栈权限:

图中显示堆栈空间只有读写权限,没有可执行权限,所以在该地址执行代码导致错误。

编译时对该程序启动栈空间可执行权限:

成功返回shell。到此,shellcode的编写及验证过程已经完成。

通过Metaspolit的shellcode自动生成工具可以自动生成各种功能shellcode,为快速利用漏洞攻击系统提供更便捷方式。但是如果想自己想学习shellcode的编写过程还是需要亲身试验,亲自操作,才能发现问题,解决问题。

 

如果您需要了解更多内容,可以
加入QQ群:570982169
直接询问:010-68438880

发表评论