缓冲区溢出漏洞实验室

Question

我正在通过实验室演示缓冲区溢出漏洞利用。我有它的工作，但有一个地方我不太明白，我希望有人能为我解释。

这是带有漏洞的代码：

/* Vunlerable program: stack.c */
/* You can get this program from the lab’s website */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int bof(char *str)
{
  char buffer[24];
  /* The following statement has a buffer overflow problem */
  strcpy(buffer, str); ➀
  return 1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
  char str[517];
  FILE *badfile;
  badfile = fopen("badfile", "r");
  fread(str, sizeof(char), 517, badfile);
  bof(str);
  printf("Returned Properly\n");
  return 1;
}

实验的一个步骤是确定分配给缓冲区的内存大小[24]。为此，我所做的是运行 bof 函数上的 gdb，我可以看到在我的系统上分配的内存是 0x20，即 32 位。

如果我改变缓冲区的大小，我可以运行 gdb 找到分配的内存槽。但是，如果没有 gdb，我是否应该能够知道分配给 buffer[24] 的内存量是多少？如果我更改为 buffer[8]，我是否应该一眼就知道 32 位系统上的内存块是什么，或者它是否因系统而异？如果我应该知道，谁能解释一下。

Answer 1

这取决于目标平台、编译器和编译标志。

例如，调试模式下的 GCC 7.2 x86 (-O0) 在 16 字节边界上对齐堆栈帧并分配一个帧指针 (ebp)。

示例：(godbolt link)

bof(char*):
        push    ebp                   ; -4
        mov     ebp, esp           
        sub     esp, 40               ; -40
        sub     esp, 8                ; -8
        push    DWORD PTR [ebp+8]     ; -4
        lea     eax, [ebp-32]         ; 32 bytes to top of stack frame
        push    eax                   ; -4
        call    strcpy                ; stack is aligned to 16 bytes (-64)
        add     esp, 16
        mov     eax, 1
        leave
        ret

对 (-O2) 进行优化后，帧指针被省略，但堆栈仍按 16 字节对齐 (godbolt link):

bof(char*):
        sub     esp, 52               ; -52
        push    DWORD PTR [esp+56]    ; -4
        lea     eax, [esp+20]         ; 36 bytes to top of stack frame
        push    eax                   ; -4
        call    strcpy                ; stack is aligned to 16 bytes (-64)
        mov     eax, 1
        add     esp, 60
        ret

强制 4 字节堆栈对齐 (-O2 -mpreferred-stack-boundary=2) (godbolt link):

bof(char*):
        sub     esp, 24               ; -24
        push    DWORD PTR [esp+28]    ; -4
        lea     eax, [esp+4]          ; 24 bytes to top of stack frame
        push    eax                   ; -4
        call    strcpy
        mov     eax, 1
        add     esp, 32
        ret

启用堆栈保护器 (-O2 -fstack-protector-all) (godbolt link):

bof(char*):
        sub     esp, 52                      ; -52
        mov     eax, DWORD PTR gs:20
        mov     DWORD PTR [esp+36], eax      ; stack check value at -16 (-52+36)
        xor     eax, eax
        push    DWORD PTR [esp+56]           ; -4
        lea     eax, [esp+16]                ; 40 bytes to top of stack frame, leaving exactly 24 bytes to check value
        push    eax
        call    strcpy
        add     esp, 16
        mov     edx, DWORD PTR [esp+28]
        xor     edx, DWORD PTR gs:20
        jne     .L5
        mov     eax, 1
        add     esp, 44
        ret
.L5:
        call    __stack_chk_fail

其他编译器可能有完全不同的结果。

在现实生活中，缓冲区溢出是在汇编模式下通过分析指令和计算函数的 return 地址的字节数来利用的，因此无论源代码是什么或它是如何编译的都无关紧要（无论如何，此信息通常不可用）。

缓冲区溢出漏洞实验室

Buffer overflow vulnerability lab

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