雪城大学信息安全讲义 4.5

5 堆或 BSS 的缓冲区溢出

堆或 BSS 的内容

• 字符串常量
• 全局变量
• 静态变量
• 动态分配的内存

示例：覆盖文件指针

/* The following variables are stored in the BSS region */ 
static char buf[BUFSIZE], *tmpfile;

tmpfile = "/tmp/vulprog.tmp"; 
gets(buf); /* buffer overflow can happen here */

... Open tmpfile, and write to it ...

• Set-UID 程序的文件指针指向了/tmp/vulprog.tmp。
• 程序需要在执行期间，使用用户输入写入文件、
• 如果我们可以使文件指针指向/etc/shadow，我们就可以使程序写入它。
• 我们可以使用缓冲区溢出来改变变量tmpfile的内存。通常，它指向了/tmp/vluprog.tmp字符串。使用缓冲区溢出漏洞，我们就可以将tmpfile的内容修改为0x903040，它就是字符串/etc/shadow的地址。之后，当程序使用tmpfile变量打开文件来写入时，它实际上打开了shadow文件。
• 如何寻找/etc/shadow？
  • 我们可将字符串作为参数传入程序，这样字符串/etc/shadow就储存在内存中。我们现在需要猜测它在哪里。

示例：覆盖函数指针：

int main(int argc, char **argv) { 
    static char buf[16]; /* in BSS */ 
    static int (*funcptr)(const char *str); /* in BSS */

    funcptr = (int (*)(const char *str))goodfunc;

    /* We can cause buffer overflow here */ 
    strncpy(buf, argv[1], strlen(argv[1]));

    (void)(*funcptr)(argv[2]); 
    return 0;
}
/* This is what funcptr would point to if we didn’t overflow it */ 
int goodfunc(const char *str) { 
    ... ... 
}

• 函数指针（例如int (*funcptr)(char *str)）允许程序员动态修改被调用的函数。我们可以通过覆盖它的地址来覆盖函数指针，使之在执行时，它调用我们指向的函数。
• argv[]方式：将 Shellcode 储存在程序的参数中。这会使 Shellcode 储存在栈上。之后我们需要猜测它的地址（就像我们在栈溢出中那样）。这个方式需要可执行的栈。
• 堆方式：将 Shellcode 储存在堆或 BSS 中（通过使用溢出）。之后我们需要猜测它的地址，并将估算的地址赋给函数指针。这个方式需要可执行的堆（比可执行的栈概率更大）。

函数指针

• 函数指针可以通过多种手段储存在堆或 BSS 中。这不需要由程序员定义。
• 如果程序调用了atexit，函数指针就会由atexit储存在堆上，并且会在程序终止前调用。
• svc/rpc注册函数（librpc, libnsl以及其他）将回调函数储存在堆上。

其它示例

• BSDIcrontab基于堆的溢出：长文件名的传递会溢出静态缓冲区。在内存中的缓冲区上面，我们拥有pwd结构，它储存用户名、密码、UID、GID，以及其他。通过覆盖pwd的 UID/GID 字段，我们可以修改权限，使crond使用它执行我们的crontab（只要他尝试执行我们的crontab）。这个脚本之后可以产生 Suid Root Shell，因为我们的脚本会使用 UID/GID 0 来执行。

参考

1. P. J. Salzman. Memory Layout And The Stack. In Book Using GNU’s GDB Debugger. URL: http://dirac.org/linux/gdb/02a-Memory_Layout_And_The_Stack.php.