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计算机系统基础之缓冲区溢出攻击实验.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.28M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    广东东软学院 学生实验报告 实验课程名称：计算机系统基础 实验项目名称：缓冲区溢出攻击实验 实验类型： 设计性 指导教师： 实验日期： 学生姓名 宋晓燕 学号 1210121125 班级 11 班 专业名称 软件工程 实验组 其他成员 实验地点 实验成绩 （教师签名） 无 F408
    实验目的与要求 实验目的：加深对 IA-32 函数调用规则和栈帧结构的理解。 实验目标：通过构造并输入相应的攻击字符串，破坏程序的原始执行流程，并 影响程序功能，是程序执行按设计所要求的代码部分。 实验要求：尽可能多的完成所有难度等级的缓冲区溢出攻击。 实验原理与内容 对目标程序实施缓冲区溢出攻击（buffer overflow attacks）。通过造成缓冲 区溢出来破坏目标程序的栈帧结构，继而执行一些原来程序中没有的行为。。 每个阶段考察要求对栈帧结构的理解及使用方式的难度递增： 5 个难度等级：（15 难度递增） 1.Smoke 2.Fizz 3.Bang 4.Boom 5.Nitro  实验环境  Linux  实践技能  Linux 基本命令  IA32 汇编程序  gdb 调试  Objdump 反汇编  gcc 可以简单分析一下 bufbomb.c（但这不重要），可以看到 bufbomb 中函数之间 的调用关系：
    main 函数里 launcher 函数被调用 cnt 次，但除了最后 Nitro 阶段，cnt 都只是 1。testn、getbufn 仅在 Nitro 阶段被调用，其余阶段均调用 test、getbuf。正常 情况下，如果你的操作不符合预期，会看到信息“Better luck next time”，这时 你就要继续尝试了。 目标程序分析： 本实验从分析 test 函数开始。 test 函数调用了 getbuf 函数， getbuf 函数的功能是从标准输入（stdin）读 入一个字符串。 getbuf 函数源程序（bufbomb.c 里没有,根据反汇编逆向） int getbuf() { } char buf[32]; //32 字节字符数组 Gets(buf); //从标准输入流输入字符串，gets 存在缓冲区溢出漏洞 return 1; //当输入字符串超过 32 字节即可破坏栈帧结构 缓冲区攻击从 getbuf 函数入手 函数 Gets()不判断 buf 大小，字符串超长，缓冲区溢出。 实验任务： 构造 5 个攻击字符串，对目标程序实施缓冲区溢出攻击。 5 次攻击难度递增，分别命名为 1. Smoke （让目标程序调用 smoke 函数） 2. Fizz 3. Bang 4. Boom （让目标程序使用特定参数调用 Fizz 函数） 让目标程序调用 Bang 函数，并篡改一个全局变量） （让目标程序感知不到攻击，并传递有效返回值） 5. Nitro （在栈帧地址变化的情况下实施多次有效攻击） 需要调用的函数均在目标程序中存在。输入数据时使用所得到文件中的
    hex2raw 程序进行转换并输入。 例： 注：可以根据个人习惯使用自己所熟悉的调试工具，如 DDD，IDA，edb-debugger 或 gdb 等。 实验设备与软件环境 1. 操作系统：Windows 8.1 专业版 2. 硬件平台：vmware 虚拟机上的 Ubntu 3. 调试软件：gdb 实验过程与结果（可贴图） 实验步骤： 一、将 bufbomb 反编译到 bufbomb.txt 文档中 编译代码：objdump -d bufbomb > bufbomb.txt，效果如图所示： 二、本次试验共要构造五个攻击字符串，对目标程序实施缓冲区溢出攻击，攻 击成功结果如图所示
    三、本次 lab 利用 getbuf()方程不检查读取 string 长度的漏洞破坏该方程的 return address 从而达到对主程序造成破坏的目的。从 getbuf() 的 assembly code 我们可以看到：
    位于<0x80490a3> 地址处代码为预读的 string 在 stack 创建了 0x28(也就是 40)个 Byte 的空 间。具体位置可以通过 gdb 在下一行设置 breakpoint 查找 %eax 的值得到，如下所示： 通过 gdb 调试得到，getbuf()申请的 40 字节缓冲区首地址为<0x55683858>，这个地址后面会用 到。 四、第一关 Smoke smoke 的开始地址是<0x08048c28>，由三中的 getbuf（）可知 buf 缓冲区的大小是 0x28（40 个 字节）。 攻击字符串的功能是用来覆盖 getbuf 函数内的数组 buf（缓冲区），进而溢出并覆 盖 ebp 和 ebp 上面的返回地址，所以攻击字符串的大小应该是 0x28+4+4=48 个字节。 并且其最后 4 个字节应是 smoke 函数的地址，正好覆盖 ebp 上方的正常返回地址。 这样再从 getbuf 返回时，取出的根据攻击字符串设置的地址，就可实现控制转移。
    所以，这样的攻击字符串为： 执行语句：cat smoke_25.txt |./hex2raw |.bufbomb -u 25，显示结果如下 五、第二关 Fizz fizz()函数的起始地址为<0x08048c52> 构造攻击文件 fizz_25.txt 如下：
    其中，<0x08048c52>为 fizz 函数起始地址，0x51098e02 为自己的 cookie，通过参数传递给 fizz。 执行语句：cat fizz_25.txt |./hex2raw |./bufbomb -u 25 最后执行测试结果如下： 六、第三关 Bang 我们还需要执行一些自行设计的指令，因为该任务我们需要将 global_value 的值改成我们的 cookie，通过 objdump -D bufbomb | less (注意 D 要大写我们才能看到 header 的代码， -d 不会 显示)： 通过 objdump -D 反汇编可以看到：
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