Lab43: Runtime Behavior

預期目標

• 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

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

• 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

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 “” > 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>