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)
2. 解壓縮後閱讀 README 查看執行方式，並且開始 Hacking!!

    tar -xzvf bomb.tar.gz
    cat README

使用 GDB 分析

• 假設 檔案 (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：

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

• 在另一個終端機執行以下命令：

    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 (請先註冊 Coursera 帳號並登入)
• Lab34: Buffer overflow
• Debugging with GDB (入門篇)
• 一個練習組合語言的小遊戲 – Defusing bomb (part 1)

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 的 qemu_stm32 放在 $HOME/workspace 目錄下

   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:

   bufbomb

程式說明：

• bufbomb 會利用 ARM semihosting 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 (請先註冊 Coursera 帳號並登入)
• IA32 Linux Buffer Overflow
• 一個練習組合語言的小遊戲 – Defusing bomb (part 2)

繳交作業

• 截止日期：
  • May 2, 2015 (含) 之前
• 更新解題過程到共筆網站: Lab 43 / 作業共筆，需要標注自己的 ID