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# 2.6 Pwntools
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* [安装](#安装)
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* [pwntools的使用](#pwntools的使用)
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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。
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## 安装
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1. 安装binutils：
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```shell
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git clone https://github.com/Gallopsled/pwntools-binutils
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sudo apt-get install software-properties-common
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sudo apt-add-repository ppa:pwntools/binutils
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sudo apt-get update
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sudo apt-get install binutils-arm-linux-gnu
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```
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2. 安装capstone：
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```shell
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git clone https://github.com/aquynh/capstone
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cd capstone
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make
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sudo make install
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```
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3. 安装pwntools:
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```shell
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sudo apt-get install libssl-dev
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sudo pip install pwntools
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```
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测试安装是否成功：
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```python
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>>> import pwn
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>>> pwn.asm("xor eax,eax")
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'1\xc0'
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```
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## pwntools的使用
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常用的模块有下面几个：
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* asm:汇编与反汇编
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* dynelf:用于远程符号泄露，需要提供leak方法
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* lf:对elf文件进行操作
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* gdb:配合gdb进行调试
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* memleak:用于内存泄漏
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* hellcraft: shellcode的生成器
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* 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
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* utils:一些实用的小功能，例如CRC计算，cyclic pattern等
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**Tubes读写接口：**
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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。
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```python
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>>> conn = remote('ftp.debian.org',21)
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>>> conn.recvline()
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'220 ...'
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>>> conn.send('USER anonymous\r\n')
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>>> conn.recvuntil(' ',drop = True)
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'331'
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>>> conn.recvline()
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'Please specify the password.\r\n'
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>>> conn.close()123456789
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```
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同样的，使用process可以打开一个本地程序并进行交互
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```python
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>>> sh = process('/bin/sh')
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>>> sh.sendline('sleep 3; echo hello world!;')
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>>> sh.recvline(timeout=1)
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''
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>>> sh.recvline(timeout=5)
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'hello world!\n'
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>>> sh.close1234567
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```
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同时，也可以使用listen来开启一个本地的监听端口
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```python
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>>> l = listen()
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>>> r = remote('localhost', l.lport)
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>>> c = l.wait_for_connection()
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>>> r.send('hello')
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>>> c.recv()
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'hello'123456
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```
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无论哪种PIPE都是继承tube而来，可以用于读写函数主要有:
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* interactive() ： 直接进行交互，相当于回到shell的模式，在取得shell之后使用
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* ecv(numb = 4096,timeout = default)：接收指定字节
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* ecvall() ： 一直接收知道EOF
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* ecvline(keepends = True)： 接收一行，keepends为是否保留行尾的\n，默认为Ture
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* ecvuntil((delims,drop=False)：一直读到delims的pattern出现为止
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* ecvrepeat(timeout=default)： 持续接收知道EOF或者timeout
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* end(data) ：发送数据
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* endline(data) : 发送一行数据，相当于在数据末尾加\n
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**汇编与反汇编：**
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> <http://docs.pwntools.com/en/stable/asm.html?highlight=asm>
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使用asm来进行汇编
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```python
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>>> asm('mov eax, 0')
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'\xb8\x00\x00\x00\x00'
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>>> asm('mov eax, SYS_execve')
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'\xb8\x0b\x00\x00\x00'
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>>> asm(shellcraft.nop())
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'\x90'123456
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```
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可以使用context来指定cpu类型以及操作系统
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```python
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>>> context.arch = 'i386'
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>>> context.os = 'linux'
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>>> context.endian = 'little'
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>>> context.word_size = 321234
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```
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注意：Any arguments/properties that can be set on context
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```python
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>>> asm("mov eax, SYS_select", arch = 'i386', os = 'freebsd')
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'\xb8]\x00\x00\x00'
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>>> asm("mov eax, SYS_select", arch = 'amd64', os = 'linux')
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'\xb8\x17\x00\x00\x00'
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>>> asm("mov rax, SYS_select", arch = 'amd64', os = 'linux')
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'H\xc7\xc0\x17\x00\x00\x00'
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>>> asm("mov r0, #SYS_select", arch = 'arm', os = 'linux', bits=32)
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'R\x00\xa0\xe3'12345678
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```
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使用disasm进行反汇编（同样可以指定cpu类型）
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```python
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>>> print disasm('6a0258cd80ebf9'.decode('hex'))
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0: 6a 02 push 0x2
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2: 58 pop eax
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3: cd 80 int 0x80
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5: eb f9 jmp 0x0
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>>> print disasm('b85d000000'.decode('hex'), arch = 'i386')
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0: b8 5d 00 00 00 mov eax,0x5d
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>>> print disasm('b85d000000'.decode('hex'), arch = 'i386', byte = 0)
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0: mov eax,0x5d
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>>> print disasm('b85d000000'.decode('hex'), arch = 'i386', byte = 0, offset = 0)
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mov eax,0x5d
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>>> print disasm('b817000000'.decode('hex'), arch = 'amd64')
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0: b8 17 00 00 00 mov eax,0x17
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>>> print disasm('48c7c017000000'.decode('hex'), arch = 'amd64')
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0: 48 c7 c0 17 00 00 00 mov rax,0x17
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>>> print disasm('04001fe552009000'.decode('hex'), arch = 'arm')
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0: e51f0004 ldr r0, [pc, #-4] ; 0x4
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4: 00900052 addseq r0, r0, r2, asr r0
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>>> print disasm('4ff00500'.decode('hex'), arch = 'thumb', bits=32)
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0: f04f 0005 mov.w r0, #51234567891011121314151617181920
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```
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**shellcode生成器：**
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> <http://docs.pwntools.com/en/stable/shellcraft.html?highlight=shellcraft>
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使用shellcraft可以生成对应[架构](http://lib.csdn.net/base/architecture)的shellcode代码，直接使用链式调用的方法就可以得到
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```python
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>>> print shellcraft.i386.nop().strip('\n')
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nop
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>>> print shellcraft.i386.linux.sh()
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/*push '/bin///sh\x00'*/
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push 0x68
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push 0x732f2f2f
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push 0x6e69622f1234567
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```
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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。
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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。
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**ELF文件操作：**
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> <http://docs.pwntools.com/en/stable/elf.html?highlight=elf#module-pwnlib.elf>
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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。==
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```python
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>>> e = ELF('/bin/cat')
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>>> print hex(e.address) # 文件装载的基地址
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0x400000
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>>> print hex(e.symbols['write']) # 函数地址
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0x401680
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>>> print hex(e.got['write']) # GOT表的地址
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0x60b070
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>>> print hex(e.plt['write']) # PLT的地址
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0x401680123456789
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```
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同样，也可以打开一个libc.so来解析其中system的位置:
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甚至可以修改一个ELF的代码
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```python
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>>> e = ELF('/bin/cat')
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>>> e.read(e.address+1, 3)
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'ELF'
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>>> e.asm(e.address, 'ret')
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>>> e.save('/tmp/quiet-cat')
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>>> disasm(file('/tmp/quiet-cat','rb').read(1))
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' 0: c3 ret'1234567
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```
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下面是一些可用的函数：
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- asm(address, assembly) : 在指定地址进行汇编
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- bss(offset) : 返回bss段的位置，offset是偏移值
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- checksec() : 对elf进行一些安全保护检查，例如NX, PIE等。
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- disasm(address, n_bytes) : 在指定位置进行n_bytes个字节的反汇编
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- offset_to_vaddr(offset) : 将文件中的偏移offset转换成虚拟地址VMA
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- vaddr_to_offset(address) : 与上面的函数作用相反
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- read(address, count) : 在address(VMA)位置读取count个字节
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- write(address, data) : 在address(VMA)位置写入data
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- section(name) : dump出指定section的数据
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**ROP链生成器：**
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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）
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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。
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```python
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elf = ELF('ropasaurusrex')
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rop = ROP(elf)
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rop.read(0, elf.bss(0x80))
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rop.dump()
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# ['0x0000: 0x80482fc (read)',
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# '0x0004: 0xdeadbeef',
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# '0x0008: 0x0',
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# '0x000c: 0x80496a8']
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str(rop)
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# '\xfc\x82\x04\x08\xef\xbe\xad\xde\x00\x00\x00\x00\xa8\x96\x04\x08'12345678910
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```
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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
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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)))。
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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。
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- 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)
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- chain() : 返回当前的字节序列，即payload
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- dump() : 直观地展示出当前的rop chain
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- raw() : 在rop chain中加上一个整数或字符串
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- search(move=0, regs=None, order=’size’) : 按特定条件搜索gadget，没仔细研究过
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- unresolve(value) : 给出一个地址，反解析出符号
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**其他：**
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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。
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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。
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**GDB调试：**
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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。
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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。
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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。
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```python
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s = process('./pwnme')
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context.terminal = ['gnome-terminal','-x','sh','-c']
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gdb.attach(proc.pidof(s)[0])123
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```
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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。
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**DynELF 符号leak**
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> <http://docs.pwntools.com/en/stable/dynelf.html>
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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)。==
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官网给的例子：
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```python
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# Assume a process or remote connection
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p = process('./pwnme')
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# Declare a function that takes a single address, and
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# leaks at least one byte at that address.
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def leak(address):
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data = p.read(address, 4)
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log.debug("%#x => %s" % (address, (data or '').encode('hex')))
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return data
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# For the sake of this example, let's say that we
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# have any of these pointers. One is a pointer into
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# the target binary, the other two are pointers into libc
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main = 0xfeedf4ce
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libc = 0xdeadb000
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system = 0xdeadbeef
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# With our leaker, and a pointer into our target binary,
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# we can resolve the address of anything.
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#
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# We do not actually need to have a copy of the target
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# binary for this to work.
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d = DynELF(leak, main)
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assert d.lookup(None, 'libc') == libc #libc的基址
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assert d.lookup('system', 'libc') == system #system的地址
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# However, if we *do* have a copy of the target binary,
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# we can speed up some of the steps.
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# 指定一份elf的副本可以加速查找过程
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d = DynELF(leak, main, elf=ELF('./pwnme'))
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assert d.lookup(None, 'libc') == libc
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assert d.lookup('system', 'libc') == system
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# Alternately, we can resolve symbols inside another library,
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# given a pointer into it.
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d = DynELF(leak, libc + 0x1234)
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assert d.lookup('system') == system12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637
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```
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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。
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还有更多的Pwntools的功能，待以后实际操作过程中再一一学习。 |