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windows:shellcode 原理

时间:2020-06-26 20:09:29      阅读:62      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:std   tps   htm   while   pos   存储空间   dll   编译器   ==   

  shellcode,一段短小精干的代码,放在任何地方都能执行,不依赖当前所处环境,那么就有这么几点要求:

  •     不能有全局变量:函数里的局部变量在栈空间,地址是执行的时候动态分配的;但全局变量在编译时,会由编译器分配好固定的存储空间。编写shellcode的程序肯定会为这个全局变量预留空间,但执行shellcode的目标进程未必会预留,可能已经被其他全局变量占用
  •     不能有字符串:和上个类似,字符串会被编译器放在文字常量区,地址也是编译时固定写死的,目标进程的同一地址可能已经被占用,导致shellcode出错;
  •     能动态获取所需系统API的地址,代码才能不写死;

        针对以上要求,解决的思路:

  •     所有变量都在函数内,写成局部变量,地址就能动态分配了;
  •     字符串用字符数组替代,也就变成了局部变量,地址也能动态分配,比如 char *s = "hello" 可以改成char  q1[] = {‘h‘,‘e‘,‘l‘,‘l‘,‘o‘,‘\0‘},q1的地址也会在栈的局部空间分配;
  •     最难的就是这个:动态获取所需系统API地址;shellcode的很多操作涉及系统底层,必然调用windows的API。正常情况下,windows针对3环用户态程序提供LoadLibrary加载dll,返回dll的基址。然后通过GetProcAddress从dll种获取函数基址;但这两个函数本身也是windwos 的API,其地址依然需要动态获取,该怎么做了?

  1、动态获取LoadLibraryA的地址

        windwos 32位下,每个进程都有PEB结构体,记录了进程各种信息;在0xc处是PEB_LDR_DATA结构体,该结构体记录了顺序加载的模块链表,说明如下:

  技术图片

   技术图片

   核心代码如下:

  (1)找到链表的头指针:(注意:不同版本windows的PEB结构体可能有细微差别,需要适配)

__asm{
        mov eax,fs:[0x30]
        mov eax,[eax+0x0c]
        add eax,0x0c
        mov pBeg,eax
        mov eax,[eax]
        mov pPLD,eax 
}

  (2)遍历链表,查找kernerl32.dll

while(pPLD!=pBeg)
{
    pLast=(WORD*)pPLD->BaseDllName.Buffer;
    pFirst=(WORD*)szKernel32;
    while(*pFirst && (*pFirst-32==*pLast||*pFirst==*pLast))
        {pFirst++,pLast++;}
    if(*pFirst==*pLast)
        {
        dwKernelBase=(DWORD)pPLD->DllBase;
        break;
        }
    pPLD=(LDR_DATA_TABLE_ENTRY*)pPLD->InLoadOrderModuleList.Flink;
}

  2、kernerl32.dll 基址找到后就好办了:根据PE的导出表能找到GetProcAddr的地址,核心代码如下:

MAGE_DOS_HEADER *pIDH=(IMAGE_DOS_HEADER *)dwKernelBase; 
IMAGE_NT_HEADERS *pINGS=(IMAGE_NT_HEADERS *)((DWORD)dwKernelBase+pIDH->e_lfanew);
IMAGE_EXPORT_DIRECTORY *pIED=(IMAGE_EXPORT_DIRECTORY*)((DWORD)dwKernelBase+pINGS
->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT].VirtualAddress);

DWORD *pAddOfFun_Raw=(DWORD*)((DWORD)dwKernelBase+pIED->AddressOfFunctions);
WORD *pAddOfOrd_Raw=(WORD*)((DWORD)dwKernelBase+pIED->AddressOfNameOrdinals);
DWORD *pAddOfNames_Raw=(DWORD*)((DWORD)dwKernelBase+pIED->AddressOfNames);
DWORD dwCnt=0;

char *pFinded=NULL,*pSrc=szGetProcAddr;
for(;dwCnt<pIED->NumberOfNames;dwCnt++)
{
    pFinded=(char *)((DWORD)dwKernelBase+pAddOfNames_Raw[dwCnt]);
    while(*pFinded &&*pFinded==*pSrc) 
    {pFinded++;pSrc++;}
    if(*pFinded == *pSrc)
        {
        pGetProcAddress=(PGETPROCADDRESS)((DWORD)dwKernelBase+pAddOfFun_Raw[pAddOfOrd_Raw[dwCnt]]);
        break;
        }
    pSrc=szGetProcAddr;
}

  有了GetProcAddr,又能继续查找LoadLibrary(也在kernerl32.dll里面)的地址,如下:

pLoadLibrary=(PLOADLIBRARY)pGetProcAddress((HMODULE)dwKernelBase,szLoadLibrary);

  这下有了LoadLibrary和GetProcAddr两大函数地址,任何dll的任何函数入口都能找到了,比如MessageBox,如下:

pMessageBox=(PMESSAGEBOX)pGetProcAddress(pLoadLibrary(szUser32),szMessageBox);
char szTitle[]={S,h,e,l,l,C,o,d,e,0};
char szContent[]={0x48,0x65,0x6c,0x6c,0x6f,0x20,0x57,0x6f,0x72,0x6c,0x64,0x20,0x21,0};
pMessageBox(NULL,szContent,szTitle,0);

  完整代码如下:(所有代码都写入main,方便下一步提取)

#include<windows.h>

int main()
{
    typedef DWORD (WINAPI *PGETPROCADDRESS) (HMODULE hModule,LPCSTR lpProcName);
    typedef int (WINAPI * PMESSAGEBOX) (HWND hWnd,LPCTSTR lpText,LPCTSTR lpCaption,UINT uType);
    typedef HMODULE (WINAPI * PLOADLIBRARY) (LPCTSTR lpFileName);

    typedef struct UNICODE_STRING
    {
        USHORT Length;
        USHORT MaximumLength;
        PWSTR Buffer;
    }UNICODE_STRING;

    typedef struct PEB_LDR_DATA{
        DWORD Length;
        BYTE initialized;
        PVOID SsHandle;
        LIST_ENTRY InLoadOrderModuleList;
        LIST_ENTRY InMemoryOrderModuleList;
        LIST_ENTRY InInitializationOrderModuleList;
        VOID * EntryInProgress;
    }PEB_LDR_DATA;

    typedef struct LDR_DATA_TABLE_ENTRY
    {
        LIST_ENTRY InLoadOrderModuleList;
        LIST_ENTRY InMemoryOrderModuleList;
        LIST_ENTRY InInitializationOrderModuleList;
        void* DllBase;
        void* EntryPoint;
        ULONG SizeOfImage;
        UNICODE_STRING FullDllName;
        UNICODE_STRING BaseDllName;
        ULONG Flags;
        SHORT LoadCount;
        SHORT TlsIndex;
        HANDLE SectionHandle;
        ULONG CheckSum;
        ULONG TimeDateStamp;
    }LDR_DATA_TABLE_ENTRY;

    LDR_DATA_TABLE_ENTRY *pPLD=NULL,*pBeg=NULL;
    PGETPROCADDRESS pGetProcAddress=NULL;
    PMESSAGEBOX pMessageBox=NULL;
    PLOADLIBRARY pLoadLibrary=NULL;
    WORD *pFirst =NULL,*pLast=NULL;
    DWORD ret =0,i=0;
    DWORD dwKernelBase=0;

    char szKernel32[]={k,0,e,0,r,0,n,0,e,0,l,0,3,0,2,0,.,0,d,0,l,0,l,0,0,0};
    char szUser32[]={U,S,E,R,3,2,.,d,l,l,0};
    char szGetProcAddr[]={G,e,t,P,r,o,c,A,d,d,r,e,s,s,0};
    char szLoadLibrary[]={L,o,a,d,L,i,b,r,a,r,y,A,0};
    char szMessageBox[]={M,e,s,s,a,g,e,B,o,x,A,0};

    __asm{
        mov eax,fs:[0x30]
            mov eax,[eax+0x0c]
            add eax,0x0c
            mov pBeg,eax
            mov eax,[eax]
            mov pPLD,eax 
    }
    // 遍历找到kernel32.dll
    while(pPLD!=pBeg)
    {
        pLast=(WORD*)pPLD->BaseDllName.Buffer;
        pFirst=(WORD*)szKernel32;
        while(*pFirst && (*pFirst-32==*pLast||*pFirst==*pLast))
        {    pFirst++,pLast++;}
        if(*pFirst==*pLast)
        {
            dwKernelBase=(DWORD)pPLD->DllBase;
            break;
        }
        pPLD=(LDR_DATA_TABLE_ENTRY*)pPLD->InLoadOrderModuleList.Flink;
    }

    // 遍历kernel32.dll的导出表,找到GetProcAddr函数地址

    IMAGE_DOS_HEADER *pIDH=(IMAGE_DOS_HEADER *)dwKernelBase; 
    IMAGE_NT_HEADERS *pINGS=(IMAGE_NT_HEADERS *)((DWORD)dwKernelBase+pIDH->e_lfanew);
    IMAGE_EXPORT_DIRECTORY *pIED=(IMAGE_EXPORT_DIRECTORY*)((DWORD)dwKernelBase+
        pINGS->OptionalHeader.
        DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT].VirtualAddress);

    DWORD *pAddOfFun_Raw=(DWORD*)((DWORD)dwKernelBase+pIED->AddressOfFunctions);
    WORD *pAddOfOrd_Raw=(WORD*)((DWORD)dwKernelBase+pIED->AddressOfNameOrdinals);
    DWORD *pAddOfNames_Raw=(DWORD*)((DWORD)dwKernelBase+pIED->AddressOfNames);
    DWORD dwCnt=0;

    char *pFinded=NULL,*pSrc=szGetProcAddr;
    for(;dwCnt<pIED->NumberOfNames;dwCnt++)
    {
        pFinded=(char *)((DWORD)dwKernelBase+pAddOfNames_Raw[dwCnt]);
        while(*pFinded &&*pFinded==*pSrc) 
        {pFinded++;pSrc++;}
        if(*pFinded == *pSrc)
        {
            pGetProcAddress=(PGETPROCADDRESS)((DWORD)dwKernelBase+pAddOfFun_Raw[pAddOfOrd_Raw[dwCnt]]);
            break;
        }
        pSrc=szGetProcAddr;
    }
    // 有了GetProcAddr 可以获得任何api
    pLoadLibrary=(PLOADLIBRARY)pGetProcAddress((HMODULE)dwKernelBase,szLoadLibrary);
    pMessageBox=(PMESSAGEBOX)pGetProcAddress(pLoadLibrary(szUser32),szMessageBox);

    // 使用函数
    char szTitle[]={S,h,e,l,l,C,o,d,e,0};
    char szContent[]={0x48,0x65,0x6c,0x6c,0x6f,0x20,0x57,0x6f,0x72,0x6c,0x64,0x20,0x21,0};
    pMessageBox(NULL,szContent,szTitle,0);

    return 0;
}

  2、shellcode提取:从IDA看,main函数从401000开始,

  技术图片

       在4012E0结束,总长度2e0;

           技术图片

  这里可以直接在hexview查看二进制编码,可以直接从401000复制到4012E0,这段代码插入其他exe代码的入口点

   技术图片

   3、随变找个exe,比如下面这个变量位置测试的exe,查看发现其入口点是4796:

  技术图片

  12bc入口+2e0(shellcode长度)=159c,先删除这部分代码:

   技术图片

  再把shellcode复制过来:

   技术图片

  再次运行exe:能看到弹窗,达到注入代码的目的:

   技术图片

-----------------------------------------------------------分割线------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

内存和数据相关区域的分工:

(1)栈(stack):由编译器进行管理,自动分配和释放,存放函数调用过程中的各种参数、局部变量、返回值以及函数返回地址;

(2)堆(heap):用于程序动态申请分配和释放空间。C语言中的malloc和free,C++中的new和delete均是在堆中进行的,还有windows驱动编程常用的ExAllocatePool;正常情况下,程序员申请的空间在使用结束后应该释放,若程序员没有释放空间,则程序结束时系统自动回收。堆内存的好处:只要程序员不主动释放,且程序运行不结束,这块数据会一直存在;这个特性可以用来隐藏驱动(https://www.cnblogs.com/theseventhson/p/13170445.html);

(3)全局(静态)存储区:分为DATA段和BSS段。DATA段(全局初始化区)存放初始化的全局变量和静态变量;BSS段(全局未初始化区)存放未初始化的全局变量和静态变量。程序运行结束时自动释放。其中BBS段在程序执行之前会被系统自动清0,所以未初始化的全局变量和静态变量在程序执行之前已经为0;

(4)文字常量区:存放常量字符串,程序结束后由系统释放;

其中,栈内存存放的数据仅仅在函数调用过程使用,结束后就没用了,所以编译器会增加分配(esp-xxx)和释放(esp+xxx)的代码; 但全局变量和静态变量要求在任何函数都能使用,所以不能存放在栈,只能放在DATA和BSS段,等程序运行结束后由操作系统回收;代码实验如下:

第一次的代码(就是上面用来做注入测试的storPosition.exe):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int k1 = 1;
int k2;
static int k3 = 2;
static int k4;

int main( )
{   
    static int m1=2, m2;
    int i=1;
    char*p;
    char str[10] = "hello";
    char* q = "hello";
    p= (char *)malloc( 100 );
    free(p);
    printf("栈区-变量地址  i:%p\n", &i);
    printf("                p:%p\n", &p);
    printf("              str:%p\n", str);
    printf("                q:%p\n", &q);
    printf("堆区地址-动态申请:%p\n", p);
    printf("全局外部有初值 k1:%p\n", &k1);
    printf("    外部无初值 k2:%p\n", &k2);
    printf("静态外部有初值 k3:%p\n", &k3);
    printf("    外静无初值 k4:%p\n", &k4);
    printf("  内静态有初值 m1:%p\n", &m1);
    printf("  内静态无初值 m2:%p\n", &m2);
    printf("文字常量地址    :%p, %s\n",q, q);
    printf("程序区地址      :%p\n",&main);
    return 0;
}

     各种变量地址的分布:

      技术图片

   第二次的代码:和第一次比增加了3个局部变量:m、j和q1,并打乱了顺序:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int k1 = 1;
int k2;
static int k3 = 2;
static int k4;

int main( )
{   
    char*p;
    int m=3;
    static int m1=2, m2;
    int j=2,i=1;
    char str[10] = "hello";
    char* q = "hello";
    char  q1[] = {h,e,l,l,o,\0};
    p= (char *)malloc( 100 );
    free(p);
    printf("栈区-变量地址  i:%p\n", &i);
    printf("栈区-变量地址  j:%p\n", &j);
    printf("栈区-变量地址  m:%p\n", &m);
    printf("                p:%p\n", &p);
    printf("              str:%p\n", str);
    printf("                q:%p\n", &q);
    printf("                q1=%s:%p\n", q1, &q1);
    printf("堆区地址-动态申请:%p\n", p);
    printf("全局外部有初值 k1:%p\n", &k1);
    printf("    外部无初值 k2:%p\n", &k2);
    printf("静态外部有初值 k3:%p\n", &k3);
    printf("    外静无初值 k4:%p\n", &k4);
    printf("  内静态有初值 m1:%p\n", &m1);
    printf("  内静态无初值 m2:%p\n", &m2);
    printf("文字常量地址    :%p, %s\n",q, q);
    printf("程序区地址      :%p\n",&main);
    return 0;
}

  各种变量地址的分布:

    技术图片

    通过对比可以发现:静态变量、全局变量只要有初值,地址都是固定的;

 

最后:参考别人的文章如下:

https://b0ldfrev.gitbook.io/note/windows_operating_system/windows-xia-tong-yong-shellcode-yuan-li

https://www.bilibili.com/video/BV1y4411k7ch?p=6

https://blog.csdn.net/yangquanhui1991/article/details/51786380

windows:shellcode 原理

标签:std   tps   htm   while   pos   存储空间   dll   编译器   ==   

原文地址:https://www.cnblogs.com/theseventhson/p/13194646.html

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