Stack Overflow
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Um stack overflow é uma vulnerabilidade que ocorre quando um programa escreve mais dados na pilha do que foi alocado para armazená-los. Esses dados em excesso irão sobrescrever o espaço de memória adjacente, levando à corrupção de dados válidos, interrupção do fluxo de controle e potencialmente à execução de código malicioso. Esse problema geralmente surge devido ao uso de funções inseguras que não realizam verificação de limites na entrada.
O principal problema dessa sobrescrita é que o ponteiro de instrução salvo (EIP/RIP) e o ponteiro de base salvo (EBP/RBP) para retornar à função anterior estão armazenados na pilha. Portanto, um atacante poderá sobrescrever esses valores e controlar o fluxo de execução do programa.
A vulnerabilidade geralmente surge porque uma função copia na pilha mais bytes do que a quantidade alocada para ela, podendo assim sobrescrever outras partes da pilha.
Algumas funções comuns vulneráveis a isso são: strcpy, strcat, sprintf, gets... Além disso, funções como fgets, read & memcpy que aceitam um argumento de comprimento, podem ser usadas de maneira vulnerável se o comprimento especificado for maior do que o alocado.
Por exemplo, as seguintes funções poderiam ser vulneráveis:
A maneira mais comum de encontrar stack overflows é fornecer uma entrada muito grande de As (por exemplo, python3 -c 'print("A"*1000)') e esperar um Segmentation Fault indicando que o endereço 0x41414141 foi tentado acessar.
Além disso, uma vez que você encontrou que há uma vulnerabilidade de Stack Overflow, você precisará encontrar o offset até que seja possível sobrescrever o endereço de retorno, para isso geralmente é usada uma sequência de De Bruijn. Que para um alfabeto dado de tamanho k e subsequências de comprimento n é uma sequência cíclica na qual cada possível subsequência de comprimento _n_** aparece exatamente uma vez** como uma subsequência contígua.
Dessa forma, em vez de precisar descobrir manualmente qual offset é necessário para controlar o EIP, é possível usar como preenchimento uma dessas sequências e, em seguida, encontrar o offset dos bytes que acabaram sobrescrevendo-o.
É possível usar pwntools para isso:
ou GEF:
Durante um estouro (supondo que o tamanho do estouro seja grande o suficiente) você poderá sobrescrever valores de variáveis locais dentro da pilha até alcançar o EBP/RBP e EIP/RIP salvos (ou até mais). A maneira mais comum de abusar desse tipo de vulnerabilidade é modificando o endereço de retorno para que, quando a função terminar, o fluxo de controle seja redirecionado para onde o usuário especificou neste ponteiro.
No entanto, em outros cenários, apenas sobrescrever alguns valores de variáveis na pilha pode ser suficiente para a exploração (como em desafios CTF fáceis).
Neste tipo de desafios CTF, há uma função dentro do binário que nunca é chamada e que você precisa chamar para vencer. Para esses desafios, você só precisa encontrar o offset para sobrescrever o endereço de retorno e encontrar o endereço da função a ser chamada (geralmente ASLR estaria desativado) para que, quando a função vulnerável retornar, a função oculta seja chamada:
Neste cenário, o atacante poderia colocar um shellcode na pilha e abusar do EIP/RIP controlado para pular para o shellcode e executar código arbitrário:
Esta técnica é a estrutura fundamental para contornar a principal proteção da técnica anterior: Pilha não executável (NX). E permite realizar várias outras técnicas (ret2lib, ret2syscall...) que acabarão executando comandos arbitrários ao abusar de instruções existentes no binário:
Um estouro não ocorrerá sempre na pilha, ele também pode ocorrer no heap, por exemplo:
Existem várias proteções tentando prevenir a exploração de vulnerabilidades, confira-as em:
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