在线实验环境：格式化字符串漏洞实验
文章转载自：https://github.com/shiyanlou/seedlab/blob/master/formatstring.md
格式化字符串漏洞是由像printf(user_input)这样的代码引起的，其中user_input是用户输入的数据，具有Set-UID root权限的这类程序在运行的时候，printf语句将会变得非常危险，因为它可能会导致下面的结果：
最后一种结果是非常危险的，因为它允许用户修改set-UID root程序内部变量的值，从而改变这些程序的行为。
本实验将会提供一个具有格式化漏洞的程序，我们将制定一个计划来探索这些漏洞。
printf ("The magic number is: %d", 1911);
试观察运行以上语句，会发现字符串"The magic number is: %d"中的格式符％d被参数（1911）替换，因此输出变成了“The magic number is: 1911”。
格式化字符串大致就是这么一回事啦。
除了表示十进制数的％d，还有不少其他形式的格式符，一起来认识一下吧~
| 格式符 | 含义 | 含义（英） | 传 |
|---|---|---|---|
| %d | 十进制数（int） | decimal | 值 |
| %u | 无符号十进制数 (unsigned int) | unsigned decimal | 值 |
| %x | 十六进制数 (unsigned int) | hexadecimal | 值 |
| %s | 字符串 ((const) (unsigned) char *) | string | 引用（指针） |
| %n | %n符号以前输入的字符数量 (* int) | number of bytes written so far | 引用（指针） |
（ * %n的使用将在2.5节中做出说明）
格式化函数的行为由格式化字符串控制，printf函数从栈上取得参数。
printf ("a has value %d, b has value %d, c is at address: %08x\n",a, b, &c);
如果只有一个不匹配会发生什么？
printf ("a has value %d, b has value %d, c is at address: %08x\n",a, b);
int main(int argc, char *argv[])
{
char user_input[100];
... ... /* other variable definitions and statements */
scanf("%s", user_input); /* getting a string from user */
printf(user_input); /* Vulnerable place */
return 0;
}
printf ("\x10\x01\x48\x08 %x %x %x %x %s");
%n: 该符号前输入的字符数量会被存储到对应的参数中去
int i;
printf ("12345%n", &i);
用户需要输入一段数据，数据保存在user_input数组中，程序会使用printf函数打印数据内容，并且该程序以root权限运行。更加可喜的是，这个程序存在一个格式化漏洞。让我们来看看利用这些漏洞可以搞些什么破坏。
程序说明：
程序内存中存在两个秘密值，我们想要知道这两个值，但发现无法通过读二进制代码的方式来获取它们（实验中为了简单起见，硬编码这些秘密值为0x44和0x55）。尽管我们不知道它们的值，但要得到它们的内存地址倒不是特别困难，因为对大多数系统而言，每次运行程序，这些内存地址基本上是不变的。实验假设我们已经知道了这些内存地址，为了达到这个目的，程序特意为我们打出了这些地址。
有了这些前提以后我们需要达到以下目标：
- 找出secret[1]的值
- 修改secret[1]的值
- 修改secret[1]为期望值
注意：因为实验环境是64位系统，所以需要使用%016llx才能读取整个字。但为了简便起见，对程序进行了修改了，使用%08x也能完成实验。
有了之前预备知识的铺垫，先自己尝试一下，祝玩的愉快：）
程序如下：
/* vul_prog.c */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define SECRET1 0x44
#define SECRET2 0x55
int main(int argc, char *argv[])
{
char user_input[100];
int *secret;
long int_input;
int a, b, c, d; /* other variables, not used here.*/
/* The secret value is stored on the heap */
secret = (int *) malloc(2*sizeof(int));
/* getting the secret */
secret[0] = SECRET1; secret[1] = SECRET2;
printf("The variable secret's address is 0x%8x (on stack)\n", &secret);
printf("The variable secret's value is 0x%8x (on heap)\n", secret);
printf("secret[0]'s address is 0x%8x (on heap)\n", &secret[0]);
printf("secret[1]'s address is 0x%8x (on heap)\n", &secret[1]);
printf("Please enter a decimal integer\n");
scanf("%d", &int_input); /* getting an input from user */
printf("Please enter a string\n");
scanf("%s", user_input); /* getting a string from user */
/* Vulnerable place */
printf(user_input);
printf("\n");
/* Verify whether your attack is successful */
printf("The original secrets: 0x%x -- 0x%x\n", SECRET1, SECRET2);
printf("The new secrets: 0x%x -- 0x%x\n", secret[0], secret[1]);
return 0;
}
(ps： 编译时可以添加以下参数关掉栈保护。)
gcc -z execstack -fno-stack-protector -o vul_prog vul_prog.c
一点小提示：你会发现secret[0]和secret[1]存在于malloc出的堆上，我们也知道secret的值存在于栈上，如果你想覆盖secret[0]的值,ok,它的地址就在栈上，你完全可以利用格式化字符串的漏洞来达到目的。然而尽管secret[1]就在它的兄弟0的旁边，你还是没办法从栈上获得它的地址，这对你来说构成了一个挑战，因为没有它的地址你怎么利用格式字符串读写呢。但是真的就没招了么？
1.首先定位int_input的位置，这样就确认了％s在格式字符串中的位置。
2.输入secret[1]的地址，记得做进制转换，同时在格式字符串中加入％s。
大功告成！U的ascii码就是55。
1.只要求修改，不要求改什么？简单！不明白%n用法的可以往前回顾一下。
大功告成x2！
1.要改成自己期望的值，咋办？填1000岂不累死？！可以用填充嘛！
哦对了，0x3e8 = 1000。
大功告成x3！
在实验楼环境安步骤进行实验，并截图
您已经完成本课程的所有实验，干的漂亮！
本课程所涉及的实验来自Syracuse SEED labs，并在此基础上为适配实验楼网站环境进行修改，修改后的实验文档仍然遵循GNU Free Documentation License。
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