holinder4S

## LOB FC3 gate문제

LOB FC3은 Fedora Core 3환경(페도라성 첫번째 층)의 문제이다. 

LOB FC3(FC1~3)은 다음과 같은 보호기법들이 적용되어 있으며 이를 우회하여 쉘을 따내야 한다.

   - Stack Dummy : O

   - Down Privileage of bash : O

   - Random Stack : O

   - Random Library : X

   - Random Program Binary Mapped : X

   - ASCII Armor : O

   - Non-Executable Stack : O

   - Non-Executable Heap : O

   - Stack Canary : X

   - Stack Smashing Protector : X

[보호 기법 정리]

   - Random Stack : 스택의 주소 영역이 실행 시 마다 랜덤한 값으로 바뀌어 쉘코드가 올라가더라도 해당 쉘코드의 주소를 알 수 없음

[그림 1] ASLR(Random Stack)

   - ASCII Armor : 라이브러리의 함수 주소의 최상위 부분이 0x00(NULL)이므로 RTL공격 구성 시 연속적인 페이로드를 작성할 수 없음

[그림 2] ASCII Armor

   - Non-excutable Stack : NX라고 하며 스택영역에 실행권한을 없애 쉘코드의 실행을 막는 기법.

(cat /proc/self/maps명령으로 실행권한 확인 가능)

[그림 3] 스택 실행권한 확인

   => 위 보호 기법들을 우회하기 위해 여러가지 기법이 있는데 이 첫 번째 문제를 풀기 위한 기법은 RTL, Fake EBP이다.

====================================================================================================================

 일단 문제 파일을 보면 아래 [그림 4]와 같이 힌트와 소스코드가 주어진다.

[그림 4] iron_golem.c + 힌트

 문제의 소스코드는 아주 간단하다. buffer라는 char배열 256바이트만큼 선언한 후 argv[1]에 들어간 인자 값이 buffer에 들어가는데 이 때 취약한 strcpy함수를 사용하므로 BOF가 발생하게 된다.

 이 때의 스택상황을 간단하게 그려보면 아래 [그림 5]와 같다.

[그림 5] Stack 구성도

 위 그림을 보면 이해가 쉬울 것이다. 우선 buffer[256] char배열에 strcpy(buffer, argv[1])을 이용하여 값을 집어넣을 때 264바이트 만큼 집어넣어 dummy바이트까지 덮어씌운 후 SFP와 RET 각 4바이트를 덮어 씌어 실행흐름을 바꾸면 된다.

 실제로 ascii armor가 적용되어 있지 않다면 ret에 execl()함수의 주소를 쓰고 이후에 execl()함수의 ret addr + 1'st argument + 2'nd argument를 사용하여 RTL을 하면 되지만 ascii armor 보호기법 때문에 execl()함수의 주소가 0x00(NULL)바이트로 끝나 뒤의 페이로드를 구성하지 못한다.

 따라서 Fake EBP기법을 이용하여 뒤의 인자 값을 참조하도록 만들어 주어야 한다. 구성은 아래 [그림 6]과 같이 페이로드를 구성하면 된다. ebp의 값을 바꿀때 스택의 주소는 ASLR의 영향으로 계속 바뀌기 때문에 사용할 수 없고 일반적으로 got 테이블이나, bss영역처럼 주소가 변하지 않는 부분을 많이 사용한다.(참고로 got테이블의 주소나 bss영역, data영역의 주소 등은 "readelf -a binary_file"로 알 수 있다.)

[그림 6] Payload 구성(Fake EBP + RTL)

 우선 ascii armor 때문에 ret addr부분에 execl()함수의 주소만 집어 넣었다. 일반적으로 함수의 인자는 EBP를 기준으로 EBP+0x8(첫 번째 인자), EBP+0xc(두 번째 인자) ... 로 확인하기 때문에 위 페이로드에서처럼 EBP의 값을 바꾸게 되면 execl()함수에서 인자 값을 컨트롤(?)할 수 있게 된다. 그리고 중요한 부분인데 ret addr을 덮어쓸 때 execl()주소에 3을 더하는 것은 execl()함수의 프롤로그를 생략하기 위해서이다. 이부분을 실행하면 fake ebp를 사용할 수 없다.(스택 프레임이 새로 생김). 실제 메모리를 보자.

[그림 7] 페이로드 삽입

fake ebp의 값과 ret 주소가 잘 덮인 것을 확인하였다. 앞에서 설명을 하지 않았는데 fake ebp는 leave명령을 수행하면서 mov esp, ebp; pop ebp;명령어를 실행한 것과 동일한 효과를 내게 되는데 이 때 fake ebp로 덮인 값이 leave명령어를 수행하는 순간 ebp에 저장된다. 이제 ebp부분의 실제 메모리를 보면 아래 [그림 8]과 같다.

[그림 8] fake ebp 메모리

 이제 fake ebp를 이용하여 ret에 덮어씌어진 execl()함수의 인자 값도 처리할 수 있으므로 execl("\x01");을 실행하여 어떻게 쉘을 획득할 수 있는지만 고민하면 된다. 답은 Symbolic Link이다. 

위 코드와 같은 shell.c를 작성한 후 컴파일하고 shell에 아래와 같이 "\x01"로 심볼릭 링크를 건다. 그러면 execl("\x01");를 실행하면 shell 프로그램이 실행되면서 쉘이 뜨는데 위에서 구성한 페이로드를 짜서 공격하면 아래 [그림 10]과 같이 exploit에 성공하는 것을 볼 수 있다.

[그림 10] exploit 성공

## 정리 : Fake EBP를 이용하여 ascii armor를 우회해 RTL기법처럼 exploit할 수 있다.

## 잘못된 점은 댓글이나 메일(holinder4s@gmail.com)으로 알려주시면 감사하겠습니다... 초보라 잘 모릅니다.