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title: Lab43: Runtime Behavior
toc: no
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預期目標
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* 複習 ARM 處理器和指令集，並深入 stack 和執行時期的行為
* 熟悉 objdump、gdb 等工具，並利用上述工具分析執行檔

Part 1
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目標：
   * 利用 gdb 與 objdump 分析執行檔

步驟：
   1. 下載作業`檔案 (bomb.tar.gz)</embedded/Lab34/bomb.tar.gz>`_
   2. 解壓縮後閱讀 README 查看執行方式，並且開始 Hacking!!
.. code-block:: prettyprint

    tar -xzvf bomb.tar.gz
    cat README

..

使用 GDB 分析
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* 假設 `檔案 (bomb.tar.gz)</embedded/Lab34/bomb.tar.gz>`_ 已經解開在 ``/tmp/bomb`` 目錄，先開啟兩個終端機
* 在其中一個執行以下命令：

.. code-block:: prettyprint

     qemu-arm -g 1234 -L /usr/arm-linux-gnueabihf ./bomb

* 在另一個終端機執行以下命令：

.. code-block:: prettyprint

    arm-none-eabi-gdb ./bomb

* 在 gdb 的畫面中依序輸入以下命令：
  - ``target remote :1234``
  - ``b phase_0``
  - ``b phase_1``
  - ``b phase_2``
  - ``b phase_3``
  - ``info breakpoints``
  - ``c``
 
* 切換到執行 QEMU 的終端機，可見到要求輸入字串，輸入 ``help`` 並按下 Enter，這時可在 GDB 的視窗看到 ``Breakpoint 1`` 的訊息

程式說明 (上)：
   * bomb 這支程式會從標準輸入讀取字串，請利用上述的工具找出正確的字串輸入
   * 總共有 5 個階段，第 0 個階段是範例，密碼是``help``
   * 溫馨小提示，不同階段可以從不同的方向去想
      - 階段 1 - 比較
      - 階段 2 - 迴圈
      - 階段 3 - switch
      - 階段 4 - 遞迴

程式說明 (下)：
    1. 下載`檔案 (bomb2.tar.gz)</embedded/Lab43/bomb2.tar.gz>`_，其餘步驟同上
    2. 提示：回顧並熟悉上方及之前上課的內容

參考資料
   * `hwswinterface lab2<https://class.coursera.org/hwswinterface-002/assignment/view?assignment_id=7>`_ (請先註冊 `Coursera<https://www.coursera.org/>`_ 帳號並登入)
  * `Lab34: Buffer overflow</embedded/Lab34>`_
  * `Debugging with GDB (入門篇)<http://www.study-area.org/goldencat/debug.htm>`_
  * `一個練習組合語言的小遊戲 -- Defusing bomb (part 1)<http://albert-oma.blogspot.tw/2015/02/embedded-defusing-bomb-part-1.html>`_

Part 2
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目標：
   * 瞭解 buffer overflow 的原理，並且利用這項技巧攻擊程式

步驟：

* 假設 `Lab-39</embedded/Lab39>`_ 的  `qemu_stm32<https://github.com/beckus/qemu_stm32>`_ 放在 ``$HOME/workspace`` 目錄下

.. code-block:: prettyprint

   cd ~/workspace
   git clone https://github.com/embedded2015/freertos-bufbomb.git || git clone git@github.com:embedded2015/freertos-bufbomb.git
   cd freertos-bufbomb && make
   echo "<Your codes here>" > exploit.str
   make exploit
   make qemu

在 FreeRTOS shell (QEMU 視窗)，輸入以下命令:

.. code-block:: prettyprint

   bufbomb

..

程式說明：
   * bufbomb 會利用 `ARM semihosting<http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0205g/Bgbjhiea.html>`_ 讀取由 ``make exploit`` 產生的 ``exploit.byte``
   * 觀察 ``bufbomb.c``，找出問題所在，輸入正確的 byte code
   * ``str2byte`` 這支程式會讀入 hex 並且轉換成二進位檔案，需要注意的是每一行 code 結尾必須是 ``0x0A('\n')``
   * 溫馨小提示
      - Level 1 - 利用 buffer overflow 覆蓋 local variable 的值
      - Level 2 - 利用 buffer overflow 覆蓋堆疊上 link register 的值
      - Level 3 - 插入一段 exploit code 並且利用 buffer overflow 覆蓋堆疊上 link register 的值，使其能夠跳轉至 exploit code 修改 global variable 的值
   * 在建立 exploit code 的時候可以先寫 C code，編譯後利用 objdump 將 machine code 取出

參考資料：
  * `hwswinterface lab3<https://class.coursera.org/hwswinterface-002/assignment/view?assignment_id=9>`_ (請先註冊 `Coursera<https://www.coursera.org/>`_ 帳號並登入)
  * `IA32 Linux Buffer Overflow<https://d396qusza40orc.cloudfront.net/hardware/lecture_slides/tutorials/buffoverflow.pdf>`_
  * `一個練習組合語言的小遊戲 -- Defusing bomb (part 2)<http://albert-oma.blogspot.tw/2015/02/embedded-defusing-bomb-part-2.html>`_