12 KiB
2.6 Pwntools
pwntools是一个CTF框架和漏洞利用开发库，用Python开发，由rapid设计，旨在让使用者==简单快速的编写exploit。包含了本地执行、远程连接读写、shellcode生成、ROP链的构建、ELF解析、符号泄露众多强大功能。
安装
-
安装binutils：
git clone https://github.com/Gallopsled/pwntools-binutils sudo apt-get install software-properties-common sudo apt-add-repository ppa:pwntools/binutils sudo apt-get update sudo apt-get install binutils-arm-linux-gnu
-
安装capstone：
git clone https://github.com/aquynh/capstone cd capstone make sudo make install
-
安装pwntools:
sudo apt-get install libssl-dev sudo pip install pwntools
测试安装是否成功：
>>> import pwn
>>> pwn.asm("xor eax,eax")
'1\xc0'
pwntools的使用
常用的模块有下面几个：
- asm:汇编与反汇编
- dynelf:用于远程符号泄露，需要提供leak方法
- lf:对elf文件进行操作
- gdb:配合gdb进行调试
- memleak:用于内存泄漏
- hellcraft: shellcode的生成器
- tubes:包括tubes: 包括tubes.sock, tubes.process, tubes.ssh, tubes.serialtube，分别适用于不同场景的PIPE
- utils:一些实用的小功能，例如CRC计算，cyclic pattern等
Tubes读写接口：
对于一次攻击而言前提就是与目标服务器或者程序进行交互，这里就可以用remote(address,port)产生一个远程的socket然后就可以读写了。
>>> conn = remote('ftp.debian.org',21)
>>> conn.recvline()
'220 ...'
>>> conn.send('USER anonymous\r\n')
>>> conn.recvuntil(' ',drop = True)
'331'
>>> conn.recvline()
'Please specify the password.\r\n'
>>> conn.close()123456789
同样的，使用process可以打开一个本地程序并进行交互
>>> sh = process('/bin/sh')
>>> sh.sendline('sleep 3; echo hello world!;')
>>> sh.recvline(timeout=1)
''
>>> sh.recvline(timeout=5)
'hello world!\n'
>>> sh.close1234567
同时，也可以使用listen来开启一个本地的监听端口
>>> l = listen()
>>> r = remote('localhost', l.lport)
>>> c = l.wait_for_connection()
>>> r.send('hello')
>>> c.recv()
'hello'123456
无论哪种PIPE都是继承tube而来，可以用于读写函数主要有:
- interactive() ： 直接进行交互，相当于回到shell的模式，在取得shell之后使用
- ecv(numb = 4096,timeout = default)：接收指定字节
- ecvall() ： 一直接收知道EOF
- ecvline(keepends = True)： 接收一行，keepends为是否保留行尾的\n，默认为Ture
- ecvuntil((delims,drop=False)：一直读到delims的pattern出现为止
- ecvrepeat(timeout=default)： 持续接收知道EOF或者timeout
- end(data) ：发送数据
- endline(data) : 发送一行数据，相当于在数据末尾加\n
汇编与反汇编：
使用asm来进行汇编
>>> asm('mov eax, 0')
'\xb8\x00\x00\x00\x00'
>>> asm('mov eax, SYS_execve')
'\xb8\x0b\x00\x00\x00'
>>> asm(shellcraft.nop())
'\x90'123456
可以使用context来指定cpu类型以及操作系统
>>> context.arch = 'i386'
>>> context.os = 'linux'
>>> context.endian = 'little'
>>> context.word_size = 321234
注意：Any arguments/properties that can be set on context
>>> asm("mov eax, SYS_select", arch = 'i386', os = 'freebsd')
'\xb8]\x00\x00\x00'
>>> asm("mov eax, SYS_select", arch = 'amd64', os = 'linux')
'\xb8\x17\x00\x00\x00'
>>> asm("mov rax, SYS_select", arch = 'amd64', os = 'linux')
'H\xc7\xc0\x17\x00\x00\x00'
>>> asm("mov r0, #SYS_select", arch = 'arm', os = 'linux', bits=32)
'R\x00\xa0\xe3'12345678
使用disasm进行反汇编（同样可以指定cpu类型）
>>> print disasm('6a0258cd80ebf9'.decode('hex'))
0: 6a 02 push 0x2
2: 58 pop eax
3: cd 80 int 0x80
5: eb f9 jmp 0x0
>>> print disasm('b85d000000'.decode('hex'), arch = 'i386')
0: b8 5d 00 00 00 mov eax,0x5d
>>> print disasm('b85d000000'.decode('hex'), arch = 'i386', byte = 0)
0: mov eax,0x5d
>>> print disasm('b85d000000'.decode('hex'), arch = 'i386', byte = 0, offset = 0)
mov eax,0x5d
>>> print disasm('b817000000'.decode('hex'), arch = 'amd64')
0: b8 17 00 00 00 mov eax,0x17
>>> print disasm('48c7c017000000'.decode('hex'), arch = 'amd64')
0: 48 c7 c0 17 00 00 00 mov rax,0x17
>>> print disasm('04001fe552009000'.decode('hex'), arch = 'arm')
0: e51f0004 ldr r0, [pc, #-4] ; 0x4
4: 00900052 addseq r0, r0, r2, asr r0
>>> print disasm('4ff00500'.decode('hex'), arch = 'thumb', bits=32)
0: f04f 0005 mov.w r0, #51234567891011121314151617181920
shellcode生成器：
http://docs.pwntools.com/en/stable/shellcraft.html?highlight=shellcraft
使用shellcraft可以生成对应架构的shellcode代码，直接使用链式调用的方法就可以得到
>>> print shellcraft.i386.nop().strip('\n')
nop
>>> print shellcraft.i386.linux.sh()
/*push '/bin///sh\x00'*/
push 0x68
push 0x732f2f2f
push 0x6e69622f1234567
如上所示，如果需要在64位的Linux上执行/bin/sh 就可以使用shellcraft.amd64.linux.sh()，配合asm函数就能够得到最终的payload了。
除了直接执行sh之外，还可以进行其他的一些常用操作如提权、反向链接等。
ELF文件操作：
http://docs.pwntools.com/en/stable/elf.html?highlight=elf#module-pwnlib.elf
这个还是挺实用的，在进行elf文件逆向的时候，总是需要对各个符号的地址进行分析，elf模块提供了一种便捷的方法能够==迅速得到文件内函数的地址，plt位置以及got表的位置。==
>>> e = ELF('/bin/cat')
>>> print hex(e.address) # 文件装载的基地址
0x400000
>>> print hex(e.symbols['write']) # 函数地址
0x401680
>>> print hex(e.got['write']) # GOT表的地址
0x60b070
>>> print hex(e.plt['write']) # PLT的地址
0x401680123456789
同样，也可以打开一个libc.so来解析其中system的位置:
甚至可以修改一个ELF的代码
>>> e = ELF('/bin/cat')
>>> e.read(e.address+1, 3)
'ELF'
>>> e.asm(e.address, 'ret')
>>> e.save('/tmp/quiet-cat')
>>> disasm(file('/tmp/quiet-cat','rb').read(1))
' 0: c3 ret'1234567
下面是一些可用的函数：
- asm(address, assembly) : 在指定地址进行汇编
- bss(offset) : 返回bss段的位置，offset是偏移值
- checksec() : 对elf进行一些安全保护检查，例如NX, PIE等。
- disasm(address, n_bytes) : 在指定位置进行n_bytes个字节的反汇编
- offset_to_vaddr(offset) : 将文件中的偏移offset转换成虚拟地址VMA
- vaddr_to_offset(address) : 与上面的函数作用相反
- read(address, count) : 在address(VMA)位置读取count个字节
- write(address, data) : 在address(VMA)位置写入data
- section(name) : dump出指定section的数据
ROP链生成器：
先简单回顾一下ROP的原理，由于NX开启不能在栈上执行shellcode，我们可以在栈上布置一系列的返回地址与参数，这样可以进行多次的函数调用，通过函数尾部的ret语句控制程序的流程，而用程序中的一些pop/ret的代码块(称之为gadget)来平衡堆栈。其完成的事情无非就是放上/bin/sh，覆盖程序中某个函数的GOT为system的，然后ret到那个函数的plt就可以触发system('/bin/sh')。由于是利用ret指令的exploit，所以叫Return-Oriented Programming。（如果没有开启ASLR，可以直接使用ret2libc技术）
好，这样来看，这种技术的难点自然就是如何在栈上布置返回地址以及函数参数了。而ROP模块的作用，就是自动地寻找程序里的gadget，自动在栈上部署对应的参数。
elf = ELF('ropasaurusrex')
rop = ROP(elf)
rop.read(0, elf.bss(0x80))
rop.dump()
# ['0x0000: 0x80482fc (read)',
# '0x0004: 0xdeadbeef',
# '0x0008: 0x0',
# '0x000c: 0x80496a8']
str(rop)
# '\xfc\x82\x04\x08\xef\xbe\xad\xde\x00\x00\x00\x00\xa8\x96\x04\x08'12345678910
使用ROP(elf)来产生一个rop的对象，这时rop链还是空的，需要在其中添加函数
因为ROP对象实现了getattr的功能，可以直接通过func call的形式来添加函数，rop.read(0, elf.bss(0x80))实际相当于rop.call(‘read’, (0, elf.bss(0x80)))。
通过多次添加函数调用，最后使用str将整个rop chain dump出来就可以了。
- call(resolvable, arguments=()) : 添加一个调用，resolvable可以是一个符号，也可以是一个int型地址，注意后面的参数必须是元组否则会报错，即使只有一个参数也要写成元组的形式(在后面加上一个逗号)
- chain() : 返回当前的字节序列，即payload
- dump() : 直观地展示出当前的rop chain
- raw() : 在rop chain中加上一个整数或字符串
- search(move=0, regs=None, order=’size’) : 按特定条件搜索gadget，没仔细研究过
- unresolve(value) : 给出一个地址，反解析出符号
其他：
对于整数的pack与数据的unpack，可以使用p32,p64,u32,u64这些函数，分别对应着32位和64位的整数。
另外，在utils工具中比较常用的就是可以使用cyclic pattern来找到return address的位置，这个功能在gbd peda中也是有的，这里就不过多介绍了。
GDB调试：
对于elf文件来说，可能有时需要我们进行一些动态调试工作，这个时候级需要用到gdb，pwntools的gdb模块也提供了这方面的支持。
其中最常用的还是attach函数，在指定process之后可以attach上去调试，配合proc模块就可以得到进程的Pid非常方便。
但是比较麻烦的是在实现上，attach函数需要开启一个新的terminal，这个terminal的类型必须使用环境变量或者context对象来指定。研究了一番源码之后，找到了解决方案。
s = process('./pwnme')
context.terminal = ['gnome-terminal','-x','sh','-c']
gdb.attach(proc.pidof(s)[0])123
proc.pidof(s)[0]能够取出process的id，然后attach上去。context.terminal制定的是终端类型和参数，我用的是gnome-terminal可以这样写，这样运行后会自动打开一个新的gnome-terminal并在里面启动gdb并自动断下来，这样就可以调试了。
DynELF 符号leak
相当好用的一个工具，给出一个函数句柄，可以解析任意符号的位置。这个函数的功能是：==输入任意一个address，输出这个address中的data(至少1byte)。==
官网给的例子：
# Assume a process or remote connection
p = process('./pwnme')
# Declare a function that takes a single address, and
# leaks at least one byte at that address.
def leak(address):
data = p.read(address, 4)
log.debug("%#x => %s" % (address, (data or '').encode('hex')))
return data
# For the sake of this example, let's say that we
# have any of these pointers. One is a pointer into
# the target binary, the other two are pointers into libc
main = 0xfeedf4ce
libc = 0xdeadb000
system = 0xdeadbeef
# With our leaker, and a pointer into our target binary,
# we can resolve the address of anything.
#
# We do not actually need to have a copy of the target
# binary for this to work.
d = DynELF(leak, main)
assert d.lookup(None, 'libc') == libc #libc的基址
assert d.lookup('system', 'libc') == system #system的地址
# However, if we *do* have a copy of the target binary,
# we can speed up some of the steps.
# 指定一份elf的副本可以加速查找过程
d = DynELF(leak, main, elf=ELF('./pwnme'))
assert d.lookup(None, 'libc') == libc
assert d.lookup('system', 'libc') == system
# Alternately, we can resolve symbols inside another library,
# given a pointer into it.
d = DynELF(leak, libc + 0x1234)
assert d.lookup('system') == system12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637
这个例子当然没有实际意义，在应用中我们可以在leak函数中布置rop链，使用write函数leak出一个address的地址，然后返回。接着就可以使用d.lookup函数查找符号了，通常我们都是需要找system的符号。
还有更多的Pwntools的功能，待以后实际操作过程中再一一学习。