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WWW2Exec - .dtors & .fini_array

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.dtors

{% hint style="danger" %} 요즘에는 .dtors 섹션을 포함한 이진 파일을 찾는 것이 매우 이상합니다! {% endhint %}

소멸자는 프로그램이 종료되기 전에 실행되는 함수입니다 (main 함수가 반환된 후).
이러한 함수들의 주소는 이진 파일의 .dtors 섹션에 저장되어 있으며, 따라서 **__DTOR_END__**에 쉘코드 주소를 쓰는 데 성공한다면 프로그램이 종료되기 전에 실행됩니다.

이 섹션의 주소를 가져오려면:

objdump -s -j .dtors /exec
rabin -s /exec | grep “__DTOR”

일반적으로 DTOR 마커는 ffffffff와 00000000 값 사이에 있습니다. 따라서 이 값만 보인다면 등록된 함수가 없다는 것을 의미합니다. 따라서 **00000000**을 쉘코드의 주소로 덮어씌워 실행할 수 있습니다.

{% hint style="warning" %} 물론, 나중에 호출하기 위해 쉘코드를 저장할 위치를 먼저 찾아야 합니다. {% endhint %}

.fini_array

이것은 프로그램이 종료되기 전에 호출되는 함수를 포함하는 구조체입니다. 이는 **.dtors**와 유사합니다. 이는 주소로 점프하여 쉘코드를 호출하거나 취약점을 두 번째로 이용하기 위해 다시 main으로 돌아가야 하는 경우에 흥미로울 수 있습니다.

objdump -s -j .fini_array ./greeting

./greeting:     file format elf32-i386

Contents of section .fini_array:
8049934 a0850408

#Put your address in 0x8049934

참고로 **.fini_array**에서 함수가 실행될 때 다음 함수로 이동하므로 여러 번 실행되지 않습니다(무한 루프 방지), 그러나 여기에는 함수의 실행이 1회만 제공됩니다.

**.fini_array**의 항목은 역순으로 호출되므로 아마도 마지막 항목부터 쓰기를 시작하려고 할 것입니다.

무한 루프

.fini_array를 남용하여 무한 루프를 얻기 위해 여기에서 수행된 작업을 확인할 수 있습니다: **.fini_array**에 적어도 2개의 항목이 있는 경우 다음을 수행할 수 있습니다:

• 첫 번째 쓰기를 사용하여 취약한 임의 쓰기 함수를 호출합니다.
• 그런 다음, **__libc_csu_fini**에 의해 저장된 스택의 반환 주소를 계산하고 **__libc_csu_fini**의 주소를 거기에 넣습니다.
• 이렇게 하면 **__libc_csu_fini**가 자신을 다시 호출하여 .fini_array 함수를 다시 실행하게 만들어 취약한 WWW 함수를 2번 호출하게 됩니다: 하나는 임의 쓰기를 위해이고 다른 하나는 다시 __libc_csu_fini의 반환 주소를 덮어쓰기 위해 스택에 자신을 다시 호출합니다.

{% hint style="danger" %} Full RELRO로 설정된 경우 .fini_array 섹션이 읽기 전용으로 만들어집니다. {% endhint %}

link_map

이 게시물에서 설명한대로, 프로그램이 return 또는 exit()를 사용하여 종료되면 __run_exit_handlers()가 실행되어 등록된 소멸자를 호출합니다.

{% hint style="danger" %} 프로그램이 _exit() 함수를 통해 종료되면 exit 시스템 호출을 하고 종료 핸들러가 실행되지 않습니다. 따라서 __run_exit_handlers()가 실행되는지 확인하려면 해당 핸들러에 중단점을 설정할 수 있습니다. {% endhint %}

중요한 코드는 (원본)입니다:

ElfW(Dyn) *fini_array = map->l_info[DT_FINI_ARRAY];
if (fini_array != NULL)
{
ElfW(Addr) *array = (ElfW(Addr) *) (map->l_addr + fini_array->d_un.d_ptr);
size_t sz = (map->l_info[DT_FINI_ARRAYSZ]->d_un.d_val / sizeof (ElfW(Addr)));

while (sz-- > 0)
((fini_t) array[sz]) ();
}
[...]




// This is the d_un structure
ptype l->l_info[DT_FINI_ARRAY]->d_un
type = union {
Elf64_Xword d_val;	// address of function that will be called, we put our onegadget here
Elf64_Addr d_ptr;	// offset from l->l_addr of our structure
}

map -> l_addr + fini_array -> d_un.d_ptr을 사용하여 호출할 함수 배열의 위치를 계산하는 방법에 주목하세요.

여러 가지 옵션이 있습니다:

• map->l_addr의 값을 덮어쓰기하여 임의의 코드를 실행하는 **가짜 fini_array**를 가리키도록 만듭니다.
• 메모리 상에서 거의 연속적인 l_info[DT_FINI_ARRAY] 및 l_info[DT_FINI_ARRAYSZ] 항목을 덮어쓰기하여 다시 array가 공격자가 제어하는 메모리 영역을 가리키도록 하는 가짜 Elf64_Dyn 구조체를 가리키게 합니다.
• 이 writeup에서는 .bss에 있는 제어된 메모리 주소를 포함하는 l_info[DT_FINI_ARRAY]를 덮어쓰고 가짜 fini_array를 포함하는 가짜 배열을 만듭니다. 이 가짜 배열은 먼저 실행될 원 가젯 주소를 포함하고, 그런 다음 이 가짜 배열의 주소와 map->l_addr의 값 사이의 차이를 포함하여 *array가 가짜 배열을 가리키도록 합니다.
• 이 기술의 주요 게시물 및 이 writeup에 따르면 ld.so는 ld.so에서 이진 link_map을 가리키는 스택에 포인터를 남깁니다. 임의의 쓰기를 사용하여 덮어쓰고 공격자가 제어하는 가짜 fini_array를 가리키도록 만들고, 예를 들어 원 가젯의 주소를 포함할 수 있습니다.

이전 코드를 따라가면 코드에서 또 다른 흥미로운 섹션을 찾을 수 있습니다:

/* Next try the old-style destructor.  */
ElfW(Dyn) *fini = map->l_info[DT_FINI];
if (fini != NULL)
DL_CALL_DT_FINI (map, ((void *) map->l_addr + fini->d_un.d_ptr));
}

이 경우 map->l_info[DT_FINI] 값이 조작된 ElfW(Dyn) 구조체를 가리키도록 덮어쓸 수 있습니다. 여기에서 자세한 정보를 확인하세요.

TLS-Storage dtor_list 덮어쓰기 __run_exit_handlers

여기에서 설명된 것와 같이, 프로그램이 return 또는 exit()를 통해 종료되면 **__run_exit_handlers()**가 실행되어 등록된 소멸자 함수를 호출합니다.

_run_exit_handlers()에서의 코드:

/* Call all functions registered with `atexit' and `on_exit',
in the reverse of the order in which they were registered
perform stdio cleanup, and terminate program execution with STATUS.  */
void
attribute_hidden
__run_exit_handlers (int status, struct exit_function_list **listp,
bool run_list_atexit, bool run_dtors)
{
/* First, call the TLS destructors.  */
#ifndef SHARED
if (&__call_tls_dtors != NULL)
#endif
if (run_dtors)
__call_tls_dtors ();

__call_tls_dtors() 함수에서의 코드:

void __call_tls_dtors() {
    size_t i;
    for (i = 0; i < tls_dtor_count; i++) {
        if (tls_dtor_array[i] != NULL) {
            tls_dtor_array[i]();
        }
    }
}

typedef void (*dtor_func) (void *);
struct dtor_list //struct added
{
dtor_func func;
void *obj;
struct link_map *map;
struct dtor_list *next;
};

[...]
/* Call the destructors.  This is called either when a thread returns from the
initial function or when the process exits via the exit function.  */
void
__call_tls_dtors (void)
{
while (tls_dtor_list)		// parse the dtor_list chained structures
{
struct dtor_list *cur = tls_dtor_list;		// cur point to tls-storage dtor_list
dtor_func func = cur->func;
PTR_DEMANGLE (func);						// demangle the function ptr

tls_dtor_list = tls_dtor_list->next;		// next dtor_list structure
func (cur->obj);
[...]
}
}

모든 등록된 함수에 대해 **tls_dtor_list**에서 포인터를 **cur->func**에서 demangle하고 인자 **cur->obj**와 함께 호출합니다.

이 GEF의 fork에서 tls 함수를 사용하면 실제로 **dtor_list**가 스택 캐너리와 PTR_MANGLE 쿠키에 매우 가깝다는 것을 확인할 수 있습니다. 따라서 이를 오버플로우하여 쿠키와 스택 캐너리를 덮어쓸 수 있습니다.
PTR_MANGLE 쿠키를 덮어쓰면 0x00으로 설정하여 PTR_DEMANLE 함수를 우회할 수 있습니다. 이는 실제 주소를 얻기 위해 사용된 **xor**가 구성된 주소일 뿐이라는 것을 의미합니다. 그런 다음 **dtor_list**에 쓰면 함수 주소와 인자로 여러 함수를 연결할 수 있습니다.

마지막으로 저장된 포인터가 쿠키와 17비트로 회전됨을 유의하세요:

0x00007fc390444dd4 <+36>:	mov    rax,QWORD PTR [rbx]      --> mangled ptr
0x00007fc390444dd7 <+39>:	ror    rax,0x11		        --> rotate of 17 bits
0x00007fc390444ddb <+43>:	xor    rax,QWORD PTR fs:0x30	--> xor with PTR_MANGLE

새 주소를 추가하기 전에 이를 고려해야합니다.

원본 게시물에서 예제를 찾으세요.

**__run_exit_handlers**에서 다른 망가진 포인터

이 기술은 여기에서 설명되어 있으며 다시 프로그램이 return 또는 exit()를 호출하여 종료되면 **__run_exit_handlers()**가 호출됩니다.

이 함수의 더 많은 코드를 확인해 봅시다:

while (true)
{
struct exit_function_list *cur;

restart:
cur = *listp;

if (cur == NULL)
{
/* Exit processing complete.  We will not allow any more
atexit/on_exit registrations.  */
__exit_funcs_done = true;
break;
}

while (cur->idx > 0)
{
struct exit_function *const f = &cur->fns[--cur->idx];
const uint64_t new_exitfn_called = __new_exitfn_called;

switch (f->flavor)
{
void (*atfct) (void);
void (*onfct) (int status, void *arg);
void (*cxafct) (void *arg, int status);
void *arg;

case ef_free:
case ef_us:
break;
case ef_on:
onfct = f->func.on.fn;
arg = f->func.on.arg;
PTR_DEMANGLE (onfct);

/* Unlock the list while we call a foreign function.  */
__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
onfct (status, arg);
__libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
break;
case ef_at:
atfct = f->func.at;
PTR_DEMANGLE (atfct);

/* Unlock the list while we call a foreign function.  */
__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
atfct ();
__libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
break;
case ef_cxa:
/* To avoid dlclose/exit race calling cxafct twice (BZ 22180),
we must mark this function as ef_free.  */
f->flavor = ef_free;
cxafct = f->func.cxa.fn;
arg = f->func.cxa.arg;
PTR_DEMANGLE (cxafct);

/* Unlock the list while we call a foreign function.  */
__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
cxafct (arg, status);
__libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
break;
}

if (__glibc_unlikely (new_exitfn_called != __new_exitfn_called))
/* The last exit function, or another thread, has registered
more exit functions.  Start the loop over.  */
goto restart;
}

*listp = cur->next;
if (*listp != NULL)
/* Don't free the last element in the chain, this is the statically
allocate element.  */
free (cur);
}

__libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);

변수 f는 initial 구조체를 가리키며, f->flavor 값에 따라 다른 함수가 호출됩니다.
값에 따라 호출할 함수의 주소는 다른 위치에 있지만 항상 demangled됩니다.

또한, ef_on 및 ef_cxa 옵션에서 인수를 제어할 수도 있습니다.

GDB를 실행한 디버깅 세션에서 **gef> p initial**을 입력하여 initial 구조체를 확인할 수 있습니다.

이를 악용하려면 PTR_MANGLE 쿠키를 노출하거나 지우고 그 후에 initial에서 cxa 항목을 system('/bin/sh')로 덮어쓰면 됩니다.
이 기술에 대한 원본 블로그 게시물에서 이에 대한 예시를 찾을 수 있습니다.