wargame narnia writeup – litao3rd

前言


这一期的wargame难度明显比之前的leviathan要高,而且已经涉及到相对完善的Linux溢出相关知识了。但是在overthewire上这才居然只是2/10的难度,看来我差得很远啊。

narnia首页,有如下提示,使用初始账号和密码登陆到目标机器,关于本wargame的所有文件都在/narnia文件夹下面。Let's go

To login to the first level use:
Username: narnia0
Passowrd: narnia0
Data for the levels can be found in /narnia/.

level 0


narnia_level0_login.png

从目标机器的文件夹中我们可以看到,每个 level 都给了源代码和编译后的可执行文件,每个可执行文件都有set-uid权限。只要溢出该可执行文件,得到下一个 level 的 shell,就可以在/etc/narnia_pass/文件夹下面得到下一个 level 的密码了。

首先正常执行一下narnia0这个文件,看看有什么提示没有。

narnia_level0_run.png

从执行结果来看,应该是溢出缓冲区,然后修改栈中的另外一个自动变量,以此来过后面的逻辑判断。从下面的源代码文件也可以看到,我的猜想是正确的。

#!c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
long val=0x41414141;
char buf[20];
printf("Correct val's value from 0x41414141 -> 0xdeadbeef!\n");
printf("Here is your chance: ");
scanf("%24s",&buf);
printf("buf: %s\n",buf);
printf("val: 0x%08x\n",val);
if(val==0xdeadbeef)
system("/bin/sh");
else {
printf("WAY OFF!!!!\n");
exit(1);
}
return 0;
}

可以看到,输入缓冲区buf,和待溢出变量都在main函数的栈帧中,这题很简单,只要正确构造输入就可以了。一开始,我只是构造了这样的一个输入:

narnia_level0_cmd1

很明显,明明正确溢出修改了val的值,但是没有得到想要的 shell,后来,发现原来是管道输出给了程序之后,就会自动关闭了,造成程序返回的 shell 无法打开。于是,修改shellcode如下,发现正确得到了密码。

narnia_level0_crack

level 1


执行可执行程序,可以得到一个很有用的提示如下。

narnia_level1_login

好像只要把shellcode放到正确的环境变量中就可以了,从程序代码中,看到环境变量EGG的地址被作为函数指针调用了。

#!c
#include <stdio.h>
int main(){
int (*ret)();
if(getenv("EGG")==NULL){
printf("Give me something to execute at the env-variable EGG\n");
exit(1);
}
printf("Trying to execute EGG!\n");
ret = getenv("EGG");
ret();
return 0;
}

构造如下的带有shellcode的环境变量就可以正确溢出了。关于环境变量的地址计算,很多溢出类书籍都会提到,上百度google一下就可以得到想要的方法。

narnia_level1_crack

level 2


narnia_level2_login

从程序执行结果来看,似乎需要给一个输入作为main函数的参数,估计是通过这个输入来做为溢出点。

#!c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char * argv[]){
char buf[128];
if(argc == 1){
printf("Usage: %s argument\n", argv[0]);
exit(1);
}
strcpy(buf,argv[1]);
printf("%s", buf);
return 0;
}

这也是一个很基础的溢出题目,正确的覆盖main函数的返回地址就可以了。解法如下图所示。我在这里,将shellcode放在了EGG这个环境变量中,所以只要使用EGG的地址覆盖main函数的返回地址就可以了。

narnia_level2_crack

level 3


从这道题目开始,难度开始慢慢加大了,不过依然都在控制之内。

narnia_level3_login

从程序执行结果来看,似乎将某个文件作为参数传给程序,然后程序打开输出到/dev/null这个设备中去。

#!c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char **argv){
int  ifd,  ofd;
char ofile[16] = "/dev/null";
char ifile[32];
char buf[32];
if(argc != 2){
printf("usage, %s file, will send contents of file 2 /dev/null\n",argv[0]);
exit(-1);
}
/* open files */
strcpy(ifile, argv[1]);
if((ofd = open(ofile,O_RDWR)) < 0 ){
printf("error opening %s\n", ofile);
exit(-1);
}
if((ifd = open(ifile, O_RDONLY)) < 0 ){
printf("error opening %s\n", ifile);
exit(-1);
}
/* copy from file1 to file2 */
read(ifd, buf, sizeof(buf)-1);
write(ofd,buf, sizeof(buf)-1);
printf("copied contents of %s to a safer place... (%s)\n",ifile,ofile);
/* close 'em */
close(ifd);
close(ofd);
exit(1);
}

很神奇的事情,字符数组char ofile[16] = "/dev/null";居然可以这样初始化,我记得当年的谭老师的课本里不是这样写的啊。。。。

从源代码来看,之前的猜测是对的。我一开始的想法是,重定向/dev/null设备到某个文件,这样,将密码的存储文件作为参数传给程序,程序将密码文件中的内容输出到我重定向的目标文件中,就可以正确得到了。后来google了半天,没有找到有效的重定向的方法。另辟蹊径,我想到可以溢出缓冲区的内容,修改输出文件路径,这样就可以将结果输出到某个文件中去了。我构造了/tmp/narnia3/AAAAAAAAAAAAAAAAAAA/tmp/pass这个路径下的一个文件,该文件被软链接到密码文件。同时,该字符串被作为参数输入给了程序,/tmp/pass这部分子串被溢出到输出文件路径的存储缓冲区中,这样输入是密码文件的一个软链接,输出是/tmp/pass这样的一个文件。具体操作如下图所示,因为待溢出程序具有set-uid权限,所以执行是的有效用户是下一个 level,注意/tmp下文件夹的访问权限问题。

narnia_level3_crack

level 4


narnia_level4_login

这一关程序执行居然没有输出,看来只能通过分析源代码来找溢出点了。

#!c
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
extern char **environ;
int main(int argc,char **argv){
int i;
char buffer[256];
for(i = 0; environ[i] != NULL; i++)
memset(environ[i], '\0', strlen(environ[i]));
if(argc>1)
strcpy(buffer,argv[1]);
return 0;
}

从代码来看,程序清空了所有的环境变量,这样在环境变量中存放shellcode的方法不可用了,不过,程序将输入的main函数参数无限制拷贝到了buffer中,这样就给了我们缓冲区溢出的漏洞,很基础的一个缓冲区溢出题目,只要将shellcode放入到栈中,然后正确覆盖函数返回地址就可以了。在猜测shellcode地址的时候,可能是因为栈偏移的问题,导致gdb中的栈地址和shell中运行时的实际地址有所偏移,不过添加一些NOP Sled就可以了。结果如下图所示。

narnia_level4_crack

level 5


这一关从程序执行来看,也是通过溢出修改某个变量的值,但是从源代码看,并不是简单的溢出就可以修改了。

narnia_level5_login

#!c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char **argv){
int i = 1;
char buffer[64];
snprintf(buffer, sizeof buffer, argv[1]);
buffer[sizeof (buffer) - 1] = 0;
printf("Change i's value from 1 -> 500. ");
if(i==500){
printf("GOOD\n");
system("/bin/sh");
}
printf("No way...let me give you a hint!\n");
printf("buffer : [%s] (%d)\n", buffer, strlen(buffer));
printf ("i = %d (%p)\n", i, &i);
return 0;
}

从来看,变量i和缓冲区buffer在栈中相邻,但是,缓冲区输入的时候使用了安全的snprintf()函数,这导致不能通过溢出来覆盖变量i的值,但是snprintf()在调用的时候的格式化字符串是由用户作为main()函数的输入,我们可以控制这个格式化字符串,导致了格式化字符串漏洞。

narnia_level5_check_vul

验证的确有格式化字符串漏洞,利用这个漏洞,可以读写任意地址的值,所以我们构造一个合适的格式化字符串,就可以修改变量i的值,得到一个高权限的shell。具体操作如下图所示。

narnia_level5_crack

level 6


这一关需要两个输入作为main()函数的参数,猜测应该有很明显的溢出点,难度就在于如何构造合适的溢出字符串。

narnia_level6_login

#!c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
extern char **environ;
// tired of fixing values...
// - morla
unsigned long get_sp(void) {
__asm__("movl %esp,%eax\n\t"
"and $0xff000000, %eax"
);
}
int main(int argc, char *argv[]){
char b1[8], b2[8];
int  (*fp)(char *)=(int(*)(char *))&puts, i;
if(argc!=3){ printf("%s b1 b2\n", argv[0]); exit(-1); }
/* clear environ */
for(i=0; environ[i] != NULL; i++)
memset(environ[i], '\0', strlen(environ[i]));
/* clear argz    */
for(i=3; argv[i] != NULL; i++)
memset(argv[i], '\0', strlen(argv[i]));
strcpy(b1,argv[1]);
strcpy(b2,argv[2]);
//if(((unsigned long)fp & 0xff000000) == 0xff000000)
if(((unsigned long)fp & 0xff000000) == get_sp())
exit(-1);
fp(b1);
exit(1);

从源代码中可以看到,环境变量和多余的main()函数参数都被清空了,导致无法在其中安放shellcode。缓冲区b1b2在栈中紧邻,接下来是一个指向puts()函数的函数指针,于是有了覆盖这个函数指针的思路。函数指针以b1为参数,进行函数调用,于是思路是用system()的地址覆盖fp的值,然后在缓冲区b1中填充/bin/sh字符串,这样在程序结束的时候就会有system("/bin/sh")这个函数调用,得到一个高一级的shell。在程序中,首先strcpy(b1),然后再strcpy(b2),我们在构造带有/bin/sh这个子串的字符串时需要考虑到字符串的长度问题,使得字符串能够正常结束。这样,先使用缓冲区b1溢出覆盖fp的值,使用system()的地址覆盖该值,然后使用缓冲区b2溢出往b1中添加/bin/sh这样的子串,b2的长度需要考虑。实际操作如下。

narnia_level6_crack

level 7


简单的程序输出已经提供不了太多的有效信息了,但是还是可以看到有输入,就有可能有缓冲区溢出问题。

narnia_level7_login

#!c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int goodfunction();
int hackedfunction();
int vuln(const char *format){
char buffer[128];
int (*ptrf)();
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
printf("goodfunction() = %p\n", goodfunction);
printf("hackedfunction() = %p\n\n", hackedfunction);
ptrf = goodfunction;
printf("before : ptrf() = %p (%p)\n", ptrf, &ptrf);
printf("I guess you want to come to the hackedfunction...\n");
sleep(2);
ptrf = goodfunction;
snprintf(buffer, sizeof buffer, format);
return ptrf();
}
int main(int argc, char **argv){
if (argc <= 1){
fprintf(stderr, "Usage: %s <buffer>\n", argv[0]);
exit(-1);
}
exit(vuln(argv[1]));
}
int goodfunction(){
printf("Welcome to the goodfunction, but i said the Hackedfunction..\n");
fflush(stdout);
return 0;
}
int hackedfunction(){
printf("Way to go!!!!");
fflush(stdout);
system("/bin/sh");
return 0;
}

这个代码有点点长,不过思路还是很清楚的,在vuln()函数中,有我们的输入,有一个函数指针紧邻着缓冲区,使用了安全的snprintf()函数来复制我们的输入到缓冲区中,依然有格式化字符串漏洞。不过这题的难度在于,我们输入的格式化参数没有打印出来结果,导致我们无法根据输出来调整输入的格式化参数,而且由于栈偏移的问题,导致gdb中的地址和shell中实际执行的地址差距很大,基本上不能利用。好字啊程序打印出来了足够的地址信息,我们知道修改后的值和待修改的地址。于是,我先构造了含有目的地址和目标长度的格式化字符串\x0c\xd5\xff\xff.%134514432d.,然后在该字符串后面添加写入的格式化参数%n,依次尝试猜测,运气不错,猜到了第六个就得到了shell

本来是写了一个Python脚本来尝试爆破的,但是技术太烂,导致脚本执行的结果不太好,还是人工爆破来做的。其实这里猜测的风险很大,因为如果字符串的存储地址不是四字节对齐的话,这样我们在字符串中存放的地址就需要调整偏移,但是因为没有输出,导致无法知道这个偏移到底存在与否。好在题目设计得不是太难。

narnia_level7_crack

level 8


既然程序执行已经无法提供太多有效的信息了,还是直接看代码吧。

#!c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// gcc's variable reordering fucked things up
// to keep the level in its old style i am 
// making "i" global unti i find a fix 
// -morla 
int i;
void func(char *b){
char *blah=b;
char bok[20];
//int i=0;
memset(bok, '\0', sizeof(bok));
for(i=0; blah[i] != '\0'; i++)
bok[i]=blah[i];
printf("%s\n",bok);
}
int main(int argc, char **argv){
if(argc > 1)
func(argv[1]);
else
printf("%s argument\n", argv[0]);
return 0;
}

看起来似乎很简单,只是一个很简单的缓冲区溢出,但是实际操作的时候发现,变量blah和缓冲区bok在栈中是相邻的,导致如果输入的字符串太长的话,就会覆盖blah这个变量,这个变量又是我们的输入字符串的基地址指针,如果被修改了,就无法正确访问我们输入的字符串。

narnia_level8_run_check

从执行结果来看,输入太长的字符串,都会导致后面的字符串没有复制到缓冲区中,这样也就无法覆盖函数的返回地址,溢出失败。于是改变了思路,既然太长的输入字符串会修改原来的基地址值,那么就用原来的基地址值再覆盖回去,这样就相当于没有修改了。只需要猜测原来的基地址值就可以了。从程序中可以看到,缓冲区被复制之后,没有正确的结束符,这样给了我们打印blah变量原来的值的可能。

narnia_level8_run_check2

缓冲区长度是20,所以输入长度为20的字符串正好可以覆盖缓冲区,同时又没有正确的结束符,就可以看到blah变量的值了。在这里是0xffffd7c7,根据测试,我们输入的字符串长度每增加1,这个基地址值就会减少1,通过计算,就可以得到正确的基地址值了。具体操作过程如下图所示。

narnia_level8_crack

end of the game


终于结束了这次的wargame,想到这一期的wargame难度只有2/10,我就知道后面还会有更多更好玩的东西。毕竟这里还有没涉及到ASLRstack canary等缓冲区溢出保护策略,不过这些在后面的游戏都会有的。尽请期待~

原文链接:http://drops.wooyun.org/tips/5535

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