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PrintBox Vulnerability Discovery

本文内容仅用于个人存档和技术交流学习，禁止使用文中内容进行未授权或恶意的攻击行为。 （脱敏版） 1. 背景 先前因为一些项目，和实验室的同学一起分析了某款打印机的固件，发现了一些命令注入等类型的漏洞。调研后发现，市面上还有一类智能打印盒子（Print Box）产品。此类产品体积较小，通常与移动端APP配合使用，将其与打印机连接后，即可将普通打印机升级为云打印机：以云服务端作为消息中转站，盒子能够接收移动端发送的任务，再传输给本地打印机，从而实现远程云打印。 确定了漏洞挖掘目标后，我们购买了两台某厂商的智能打印盒子设备。 2. 硬件相关操作 搜索了官网等数据源，没有找到相关固件信息，于是只能尝试自己提取固件。 用钳子拆开打印盒子的外壳，发现里面只有一块PCB电路板，如下图： 根据组件的结构和标识，可以确定PCB板上主要有三个关键器件： R328-S2芯片：SoC，ARM Cortex-A7，应该是Linux系统的。芯片本身有Embedded Memory（512Mbit DDR2，即64MB），也可以通过 SPI 连接外部Flash存储芯片。（官方PDF说明） XR829芯片：网络模块，支持2.4GHz的WiFi和蓝牙。 Flash芯片：8个引脚。 初步推测设备的文件系统存储在Flash芯片中，里面可能也包含了我们要分析的服务程序。 2.1 编程器提取Flash固件 查阅相关资料可知，用编程器提取Flash芯片数据一般有两种操作方法：① 用热风枪把芯片从PCB板上吹下来，② 用烧录夹连接Flash芯片引脚和编程器。这里我们选择破坏性更小的后者方法，购买了编程器和烧录夹，店家附赠了教程和操作软件。 软硬件操作环境： EzpXPro的编程器，8引脚的烧录夹。 在笔记本电脑上，用WindowsXP_32bits的虚拟机作为编程器软件的运行环境。 注意：编程器连电脑不能用USB转接器，而要把编程器直接连到笔记本的USB口。 操作步骤： 首先，裸的编程器与电脑连线后，Windows系统会提示有新硬件，我们指定EZP_XPro驱动所在目录进行安装。 其次，用烧录夹连接EzpXPro编程器和PCB板上的Flash芯片，烧录夹的两端是不同的： 一端是pin脚：将这头插到编程器上，按照下图的位置插到上8脚。 另一端是夹子：用这头夹住PCB板上Flash芯片的8个管脚，夹得方向也是有讲究的，需要尝试几次。 最后，重新启动编程器配套软件，可以看到识别出了Flash芯片，如下图。选择“读出芯片”然后保存二进制固件即可。 实际操作时，接线大致如下图： 用BinWalk将提取到的固件解包，发现里面有个squashfs的文件系统，但分析后似乎并没有发现包含打印盒子主功能的二进制程序。 进一步分析/etc/init.d/下的开机脚本，发现其中一个脚本中有以下代码： # ... #/etc/phx chmod a+x /mnt/UDISK/start.sh source /mnt/UDISK/start.sh & 但实际上，提取到的固件中/mnt/UDISK/目录是空的。推测设备初始化时有目录挂载等操作，核心服务程序可能存储在SoC芯片或其他某处组件中，设备开机时相关数据会被挂载到/mnt/UDISK/，进而运行打印盒子的主功能。 因此，需要从其他途径获取运行了打印盒子核心功能的二进制程序。 2.2 连接电路板UART串口 观察后还发现，PCB板背面有三个金属点（如下图），联想到UART串口的三个引脚GND、TX、RX。 借助多用电表，测量设备开机时上面各个金属端口的电压，发现其确实满足UART串口的特征： 左边是GND（易于测出）。 中间是RX（电压开机时不跳变，相对于GND是3.3V）。 右边是TX（电压开机时会跳变，后面稳定了就不跳了）。 事实上，电压跳变是说明当前端口在传输信息。板子上的TX在开机时电压跳变说明开机过程有信息输出，开机过一会稳定后不再输出调试信息，其电压就和RX一样相对于GND是稳定的3.3V了。 用焊锡将跳线的一端和UART端口简单地连好后，另一端连USB头并插入电脑（如下图），用MobaXTerm软件的Serial选项新建会话，几次尝试后，波特率选38400即可正常回显shell。 在串口shell中操作，发现了Flash提取的固件中不存在的/mnt/UDISK/start.sh和/mnt/UDISK/XXXXXClient，后者即为我们的分析对象。至此，硬件操作基本结束。 3. 移动端分析 此款智能打印盒子在移动端的配套应用既有微信小程序（Documents\WeChat Files\Applet\下的xxx.wxapkg）又有安卓APP（apk包），可以通过程序逆向或流量分析的方法理清 打印盒子、移动应用、云服务端 三者之间的交互关系。 主要有以下发现： 通过逆向移动端应用发现，在初始配对阶段，设备主要通过蓝牙协议与移动端做数据交互，关键信息包括WiFi密码、设备绑定码等。 通过抓包分析流量发现，移动端应用在进行一些打印、管理操作时，是通过访问云服务端的GraphQL接口完成的，推测云端会进一步处理、转发这些请求给对应设备。 更多细节出于厂商安全考虑暂不透露。

Datacon Competition Record

1. 简介 2022年12月当时在打物联网安全赛道，用实验室先前论文SFuzz的代码改改，能较好地解决RTOS固件的相关题目，但第三题整数溢出漏洞检测在短时间内写出来的工具还是效果不佳。 2023年11月又带学弟们打了漏洞分析赛道，前两题基本是苦力活，第三题挖0day因为没提前买设备and固件模拟不熟练导致写不出exp，略遗憾。 后面如果再打Datacon的话就只想直接做第三题了（瘫 2. IDA脚本 人工审计二进制代码漏洞时，需要快速判断source点到sink点之间是否存在call trace。写了个简单的IDA脚本实现这一功能。 import idautils import idc import ida_idp import ida_funcs import ida_nalt import time log_file = None # # Basic Tools # def printh(num): # h = hex print(hex(num)) def printh_list(nums): for num in nums: printh(num) def printf(func_ea): # f = funtion name = idc.get_func_name(func_ea) if name: print("%s(%s)" % (name, hex(func_ea))) def get_addr_32(num)->str: s = hex(num)[2:] return '0x' + s.rjust(8, '0') def is_func_entry(ea): func = ida_funcs.

Android APP Packet Capturing Solutions

本文内容仅用于个人存档和技术交流学习，禁止使用文中内容进行未授权或恶意的攻击行为。 1. 背景 在移动安全研究中，如果要对一个APP进行逆向分析、进而了解其交互行为，流量分析是非常重要的一个手段。 而Android APP流量分析虽然是一个老生常谈的话题，但其中仍有许多坑点。同时，对于以下这些特殊情况，常见的抓包手段可能并不适用，比如： 没有安卓真机的苹果用户； 需要进行长期自动化流量分析的研究人员； 对国际APP（需要额外配置科学上网代理才能正常使用的APP）有分析需求的研究人员。 针对不同需求场景和硬件条件，本文介绍了两种安卓手机APP流量抓取方案，能够达到较为稳定的抓包效果。 2. 技术路线 2.1 Redroid云手机 + LAMDA框架 LAMDA框架是一个用于安卓逆向及自动化的辅助框架，集成了多种功能。LAMDA的服务端需要在待控制的目标安卓设备上安装，客户端则可以是任一个能运行python环境并安装了lamda模块（pip3 install -U lamda）的终端。 注意：LAMDA提供了一种客户端远程操作Android设备的方法，但LAMDA框架本身并不提供Android模拟器方案，需要用户自行准备真机或模拟器环境。 Redroid是一个安卓云手机解决方案，可以帮助研究人员在一台Linux服务器上轻松地启动多个云手机实例（比如每一个Redroid云手机实例对应一个Docker容器），其同时支持arm64和amd64架构。 在Redroid云手机模拟器中安装LAMDA服务端程序，用户即可通过Chrome浏览器访问该设备LAMDA服务的指定端口，实现基于浏览器Web页面的云手机控制，远程控制效果如下图所示。 LAMDA框架中集成了mitmproxy组件，mitmproxy是一种常用的Man-in-the-Middle（MITM）代理工具，广泛应用于网络流量的拦截、截取、查看和修改。 在本地PC上运行python lamda/tools/startmitm.py命令，即可启动mitmproxy中间人代理，LAMDA框架会自动化完成相关配置，进而把云手机的流量转发到本地PC上的代理程序，供进一步分析。mitmproxy程序还提供了Web页面，可以方便地查看所监听到的流量数据包，相关界面如下图所示。 对于需要科学上网的国际APP，此时会遇到一个问题：APP既需要设置用于科学上网的翻墙代理A，又需要设置用于抓包的中间人代理B，二者可能会相互冲突。 为了抓取国际APP的流量，可以在中间人设备中设置上游代理（upstream proxy）进一步转发流量，即在LAMDA的中间人代理程序启动时，我们通过指定upstream proxy为本地PC上的V2Ray软件（比如下图中的"10.10.192.147:10809"），来实现流量翻墙的效果。在实际操作中，也可根据需要采取其他方案，例如设置全局代理。 小结一下，Redroid云手机基于Docker容器运行，支持x86/ARM手机镜像，因此本方案能够部署在任意x86/ARM架构的服务器端，配置也相对简单，不需要进行额外的Root操作，对于没有安卓真机或有自动化操作需求的研究人员来说是一个不错的选择。事实上，一些安全公司的Android沙箱方案就是基于这套技术路线，以实现批量化部署和管理。 2.2 Android真机 + Burpsuite 在有Android真机的条件下，也可通过直接在真机中设置网络代理节点的方法来抓取流量。Burpsuite是用于Web 应用程序分析和攻击渗透的集成平台，包含了许多功能，这里我们主要使用其网络代理和抓包功能，以本地PC的Burpsuite客户端作为中间人代理来监听手机APP流量。具体步骤如下： 将手机连接到本地PC的热点，即把两者置于同一局域网下； 将手机的网络代理设置为本地PC的IP、端口设置Burpsuite中所设置的代理端口，例如8080； 通过手机访问http://burp，下载Burpsuite的CA证书并安装，该步骤的目的是基于CA证书对HTTPS流量进行解密； 最后打开Burpsuite的Proxy->Intercept功能，即可实现对手机流量的监听。相关流量的记录可以在HTTP history选项中查看。 为了抓取国际APP的流量，与云手机方案类似，我们可在本方案中设置Burpsuite的upstream proxy为本地PC上的V2Ray软件，以实现流量翻墙的效果。也可以基于自身情况，采用其他翻墙方案。 综上，本方案只需要准备一台Root后的Android手机和一台用于流量代理的PC机，其优势在于提供了真实的运行环境，能够保证目标App的运行稳定；并且该方案的网络流量抓包方法也比较成熟，相关参考资料较多。 2.3 SSL Pinning防护 在实际场景中，许多应用会采取一些防护手段来对抗第三方的流量分析。证书锁定（SSL/TLS Pinning）就是一种常见的安全防护手段。该方案将服务器提供的SSL/TLS证书内置到移动端开发的APP客户端中，当客户端发起请求时，通过比对内置证书和服务器端证书的内容，以确定这个连接的合法性。采用这种技术的App会影响对HTTPS流量的抓取。 但针对SSL Pinning也存在一些绕过手段，比如使用LSPosed框架的如下模块可以hook相关系统函数，绕过证书检查。 但上述方案适用于采用了Android系统统一的SSL Pinning方案的App。如果APP自己实现了定制化的SSL/TLS证书检查方法，上面的通用绕过方法就行不通了。需要对各个App分别进行针对性的处理，例如定制化地修改APK的配置并进行重打包，其中还可能涉及APK签名校验不通过的问题，难度和工作量都较大。 3. Line APP抓包示例 以Line为例，演示采用“Android真机+Burpsuite”方案抓取OCR流量的过程。 首先按照上面的方案打开Burpsuite，配置好代理抓包环境，监听手机流量。然后打开Line应用的聊天界面，选择一个会话，发送一张图片： 接着点击含有唐诗内容的图片，再点击右上角的文字识别按钮（OCR功能），可以看到图片中的文字内容被成功识别： 查看Burpsuite中抓取到的数据包情况，选择最近的一个POST报文，可以看到其发送了一串编码过的数据，response报文中含有解析出来的静夜思诗句。 由此可见，该报文就是Line APP在执行OCR功能时的请求数据包，成功抓取到该流量。 参考 [1] https://github.com/rev1si0n/lamda [2] https://github.com/remote-android/redroid-doc [3] https://github.com/LSPosed/LSPosed

GEEKCON2023 AVSS Competition-VulnParcel Writeup

本文内容仅用于个人存档和技术交流学习，禁止使用文中内容进行未授权或恶意的攻击行为。 1. 前言 八月份参加了AVSS挑战赛，第一次打这种Android漏洞利用的比赛，比赛的两天只写出来了APP层的expReceiver和ZipZip，和前几名的队伍相比主要是VulnParcel没写出来（其他的内核题不太会qwq），故在赛后复盘一下这道Parcel漏洞利用的题目。 赛题与exp下载链接：https://github.com/learjet5/GEEKCON2023-AVSS 在分析具体题目之前，需要先介绍一下前置知识。 1.1 Parcelable对象 在Android开发过程中，常常需要在进程间进行类对象的传递，系统一般会将这些对象放到Intent或者Bundle里面进行数据传递，这一过程中就会涉及序列化和反序列化的操作。其中，序列化是将对象转换为可以传输的二进制流（二进制序列）的过程，这样我们就可以将结构化数据转化为可以在网络传输或者保存到本地的流（序列），从而进行数据传输；反序列化则是从二进制流（序列）恢复出类对象的过程。 Parcelable是Android为开发者提供的序列化的接口，其相对于Serializable接口的使用相对复杂一些，但Parcelable的效率也要比Serializable高得多。一个类要想支持序列化的数据传输，就需要实现Parcelable接口。Parcelable接口的实现类必须要有一个非空的静态变量 CREATOR 用于从Parcel中恢复原始对象，其重载了createFromParcel函数；同时也需要重载接口中的两个函数：writeToParcel用于将原始对象序列化并写入Parcel，describeContents只针对一些特殊的需要描述信息的对象返回1、其他情况返回0。 一个对象在实现Parcelable接口时，需要通过Parcel类实现write和read的方法来完成序列化/反序列化。Parcel可以理解为实现各个对象序列化/反序列化的数据工具，其存储的是序列数据，其可以通过parcel.marshall()将自己转化为字节序列，用于在调试过程中查看parcel的序列化数据内容。简单来说，Parcel提供了一套机制，可以将序列化之后的数据写入到一个共享内存中，其他进程通过Parcel可以从这块共享内存中读出字节流，并反序列化成对象进而使用。该过程如下图所示。 Parcel可以包含原始数据类型（通过各种对应的方法写入，比如writeInt()，writeFloat()等），也可以包含Parcelable对象（通过writeParcelable()等实现），其相关读写操作的实现可以在AOSP源码frameworks/base/core/java/android/os/Parcel.java中进一步查看。 1.2 Bundle数据结构 在 Andorid 中，Bundle类是一个类似HashMap的数据结构，其以键值对的形式存储数据。 可序列化的Parcelable对象一般不单独进行序列化传输，而是需要通过Bundle对象携带。例如， Android中进程间通信频繁使用的Intent对象中通常会携带一个Bundle对象，利用Intent.putExtra(key, value)方法，可以往Intent对应的Bundle对象中添加键值对(Key Value)。Key为String类型，而Value则可以为各种数据类型，包括Int、Boolean、String和Parcelable对象等等，Parcel类中维护着这些类型的信息及其序列化读写方法。 Bundle本身也是实现了Parcelable接口的，从序列化数据的角度来理解Bundle对象的内容： 开头是固定的：4字节Bundle长度 + 4字节魔数0x4C444E42 。 然后通过writeMap()存储实际的Bundle数据。先是采用parcel.writeInt()写入4字节的键值对数量，然后依次是每个key-value形式的键值对：key采用parcel.writeString()写入，即”4字节length+4字节对齐的string“的形式；value则采用parcel.writeValue()写入，writeValue时依次写入4字节Value类型和Value本身，Value类型的int值见frameworks/native/libs/binder/ParcelValTypes.h，Value本身的字节序列格式由Parcel.writeXXX(p, flags)决定。 参考Bundle风水，我们还可以把序列化后的Bundle对象存为文件进行研究。 事实上，frameworks/base/core/java/android/os/Parcel.java中也实现了readBundle()和writeBundle()函数，来对Bundle对象进行parcel的序列化读写操作。 2. 题目概述 本题在Android Framework的代码中，以patch的方式添加了一个有漏洞的VulnParcelable类，代码如下所示。 public final class VulnParcelable implements Parcelable { private String TAG = "VulnParcelable"; private int opt; private int o1; private int o2; private byte[] mPayload; public VulnParcelable() { } // @UnsupportedAppUsage private VulnParcelable(Parcel in) { readFromParcel(in); } // 反序列化 // opt=0: 只读一个o1 // opt=1: 先读o2，然后读一个size，o2>0才会再读一个buf[size] public void readFromParcel(@NonNull Parcel in) { Log.

Netgear R6400 Router Vulnerability Discovery

本文内容仅用于个人存档和技术交流学习，禁止使用文中内容进行未授权或恶意的攻击行为。 1. 背景 研一暑假在家相对没那么忙，而刚过去的这学期又是漏洞挖掘课的助教，于是决定尝试挖一下家里面的Netgear路由器，锻炼一下动手能力。 基本信息如下： 设备型号：R6400 — AC1750 Smart WiFi Router 802.11ac Dual Band Gigabit / R6400 设备固件版本：1.0.1.78 固件下载链接 2. 攻击面分析 用BinWalk将固件解包后，发现存在/usr/sbin/httpd，此为web服务对应的二进制，以此为主要分析对象。 首先，根据实验室先前论文工作SaTC[1]的经验，在后端httpd二进制中找到了用于获取前端输入数据的函数。如下图高亮（该函数原本没有符号，我将其重命名为了web_get_var），web_get_var的第二个参数为前后端共享关键字、第三个参数为目的buffer、第四个参数为buffer长度，这样根据该函数的交叉引用就可以初步确定httpd处理用户数据的起始点。 其次，IoT设备中通常还会存在一些数据共享范式，常见的有NVRAM读写（如下图）、环境变量读写、配置文件读写等[2]，其一般会以一个关键字作为键值实现数据的存储和恢复。根据关键字字符串的交叉引用，我们可以将两段控制流衔接起来，提高分析的完整性。 （我们还发现有些NVRAM配置是通过shell命令进行设置的，还有些NVRAM配置则是直接在libnvram.so中硬编码初始值的。） 基于上述观察，可以跟踪外部输入数据在httpd中的数据流，检查其是否存在操作不当之处，同时关注常见sink函数调用点（如strcpy、system等），从而发现潜在的漏洞。此外，还在逆向分析的过程中发现了该httpd中两个重要的实现机制。 2.1 CGI机制 嵌入式设备在实现web服务时可能会以CGI的方式实现：web server只负责对用户请求做简单地处理，然后将请求转发给 CGI 程序，CGI 程序处理请求后会将结果发给web server，最后web server再在包装数据后将其返回给用户。 CGI（Common Gateway Interface，通用网关接口）是一种标准，它定义了Web服务器与外部程序之间进行交互的接口规范。通过 CGI，Web服务器可以调用外部程序处理客户端请求，并将处理结果返回给客户端。CGI 最初是用于创建动态内容的一种技术。 Netgear R6400的CGI程序并不都以单独二进制程序的形式存在，而是在实现httpd时直接在其中嵌入了一些CGI处理函数。通过搜索".cgi"关键字并定位相关字符串引用点，我们发现了一个记录了CGI名称和对应处理函数的数组（如下图），比如"upgrade.cgi"的对应处理函数就是sub_2CD24。 以此类CGI处理函数为分析起点，可以更好地确保发现漏洞的可触发性。 2.2 ASP cmd机制 在分析前端文件时，发现htm文件里会有一些形如<%num%>的代码，查阅资料后发现此类标签其实是ASP command。 ASP（Active Server Pages）是一种由微软开发的服务器端脚本技术，用于创建动态的、交互性强的网页。ASP 页面包含嵌入在 HTML 中的服务器端脚本，这些脚本由服务器执行，并生成在浏览器中呈现的最终页面。<% %> 是用于包裹服务器端脚本的标记。 在httpd二进制中，发现了以下两个结构（符号名称均是我自己命名的）： ASP_cmd_list数组：记录一条条完整的ASP command。 ASP_handlers_list数组：记录每种ASP操作与handler函数的映射关系。 对于前端htm文件里的<%num%>，后端httpd在解析时会以num作为index，从ASP_cmd_list中找到对应的完整ASP command字符串，再根据ASP_handlers_list的映射关系，交给对应操作的handler函数处理并传递参数。对于ASP_handlers_list数组中的处理函数，其实现的功能多是通过get类函数获取数据，然后再插入到前端htm文件里。 由此可知，对于ASP_handlers_list里的handler函数中的sink点，其触发条件为：前端文件中有<%num%>，且num对应的ASP command需要以正确的ASP操作和满足约束的参数去触发sink点。 了解这些有助于我们更好地确定路由器的攻击面，避免在难以触发的代码片段上花费时间。 3. 漏洞描述 经过数天的逆向分析，辅助一些简单的IDA、Ghidra脚本，初步发现了一个Post-Auth的缓冲区溢出漏洞，可导致拒绝服务攻击。 漏洞点位于 sub_83A90，该函数是 usb_device.

IoT Practice Session

本文内容仅用于个人存档和技术交流学习，禁止使用文中内容进行未授权或恶意的攻击行为。 本文用于记录上海交大 NIS8017 Course，固件模拟习题课的相关材料。 附件下载 下载地址：https://drive.google.com/file/d/1Co4NSlLv1aCTQHIYwUsyTc5SX2wsVHrq/view?usp=drive_link 系统级固件模拟（D-Link DIR823G） 系统级模拟的优势： 更加稳定，利用整个内核和文件系统 支持一些系统级别的配置 使用FirmAE模拟DIR823G，并对goahead服务进行调试。 课前准备 请大家按照Github提供的指示，在Linux环境下安装并配置好FirmAE框架。 感兴趣的同学可以进一步阅读相关论文： Towards automated dynamic analysis for linux-based embedded firmware FirmAE: Towards large-scale emulation of IoT firmware for dynamic analysis 这部分附件的文件结构如下。 （如果在使用FirmAE/download.sh下载FirmAE所需依赖时遇到网络问题，可下载binaries，并将其中的二进制文件拷贝到FirmAE对应的文件夹中） . ├── DIR823GA1_FW102B03.bin └── exp_release.py 模拟过程 将附件中的固件复制到FirmAE/firmwares/后，执行以下命令： cd FirmAE/ sudo ./run.sh -r dlink ./firmwares/DIR823GA1_FW102B03.bin # run mode # or sudo ./run.sh -d dlink ./firmwares/DIR823GA1_FW102B03.bin # user-level debug mode 以debug模式为例，模拟成功后会提供如下界面： 访问http://192.168.0.1/也可以看到路由器的管理界面。 注意，第一次模拟需要的时间会比较长，约10~20min，因为FirmAE需要对固件的网络配置进行推断。第一次模拟成功后，FirmAE会把相关配置记录到数据库中，下一次模拟就会比较快了。 调试方法 使用上述debug模式模拟固件后，有五种操作可供选择，选择2. connext to shell连接到shell，可以看到/firmadyne下已经准备好了一些工具。

SJTUCTF2023 babyheap Writeup

整理、记录下校赛遇到的一道堆利用题目。这道题我比赛时拿了一血，最后也只有2解。 附件：babyheap，libc-2.36.so。 1. 题目 运行checksec ./babyheap，四项保护全开。采用的是较新的glibc。开始写之前手动从glibc源码编译出了debug版本的 libc-2.36.so，方便调试。 题目形式是堆题中经典的菜单题，比较明显的特征是：没有edit功能，只有add、delete、show。 快速看了下反编译代码，发现了两处疑似的问题点： Double Free: Leak: 根据“无法edit”这个特征，在网上搜了下思路，发现大概是需要用到house of apple的利用手法。 2. 利用思路 最开始的思路是：先利用UAF+unsorted bin泄露libc地址；再利用double free实现任意堆块分配（需要bypass safe-unlink）；最后覆盖free_hook从而劫持控制流。但发现2.34之后就没有hook机制了🤦‍，需要用 IO_FILE exploitation，于是去学了下glibc新版本的一些安全特性。 新版本的glibc特点： glibc-2.34之后，__free_hook等其他hook机制被移除了，没办法通过此处劫持控制流。 引入了Tcache double free的检查，用House of Botcake绕过：https://forum.butian.net/share/1709 glibc-2.32之后引入safe-unlink机制，Fastbin 和 Tcache bin 的指针都做了加密处理：https://www.ctfiot.com/65732.html（右移12bit后异或的操作）。 glibc-2.32之后还引入tcache和fastbin中申请和释放内存地址的对齐检测。 有的IO函数存在PTR_DEMANGLE（指针保护）选项，需要绕过。 关于 IO_FILE 利用：位于 libc 数据段的vtable是不可以进行写入的，因此通常需要构造假的vtable函数指针数组。 相关利用手法学习： house of kiwi（本质是修改_IO_file_jumps+0x60处的_IO_file_sync指针，达到劫持控制流的目的） house of emma（核心是借助_IO_cookie_jumps中“存在任意函数指针调用的成员函数”来劫持控制流） 修改pointer_guard（在fs:[0x30]）的值是为了绕过_IO_vtable_check函数的检测（也可修改IO_accept_foreign_vtables）。 pointer_guard指向的地址与伪造的IO_file地址应该是一样的，例题中都是chunk0_addr。 例题中，触发house of kiwi后原本是要调用_IO_file_sync，但由于设置了vtable地址值的偏移，实际上会调用_IO_file_write（_IO_cookie_write）。 例题中，执行函数_IO_cookie_write劫持控制流后，ROP路径为：magic_gadget -> setcontext+61 -> ORW gadgets。 SROP（不过本题babyheap没有沙盒保护，可以直接劫持控制流到system函数，不必设计ROP ^^） house of apple1（核心是在堆上构造IO_FILE链后，利用IO_FILE_plus._wide_data指针的性质，在exit时可以实现额外的一次任意写） A处有伪造的IO_FILE： A + 0xd8（vtable指针）指向_IO_wstrn_jumps（为了能够调用到_IO_wstrn_overflow函数） A + 0xa0（_wide_data指针）设置为B（攻击者希望修改B处的数据）

IoT Practice Session

Created May 19, 2023

本文内容仅用于个人存档和技术交流学习，禁止使用文中内容进行未授权或恶意的攻击行为。

本文用于记录上海交大 NIS8017 Course，固件模拟习题课的相关材料。

附件下载

下载地址：https://drive.google.com/file/d/1Co4NSlLv1aCTQHIYwUsyTc5SX2wsVHrq/view?usp=drive_link

系统级模拟的优势：

  1. 更加稳定，利用整个内核和文件系统
  2. 支持一些系统级别的配置

使用FirmAE模拟DIR823G，并对goahead服务进行调试。

课前准备

请大家按照Github提供的指示，在Linux环境下安装并配置好FirmAE框架。

感兴趣的同学可以进一步阅读相关论文：

  • Towards automated dynamic analysis for linux-based embedded firmware
  • FirmAE: Towards large-scale emulation of IoT firmware for dynamic analysis

这部分附件的文件结构如下。 （如果在使用FirmAE/download.sh下载FirmAE所需依赖时遇到网络问题，可下载binaries，并将其中的二进制文件拷贝到FirmAE对应的文件夹中）

.
├── DIR823GA1_FW102B03.bin
└── exp_release.py

模拟过程

将附件中的固件复制到FirmAE/firmwares/后，执行以下命令：

cd FirmAE/
sudo ./run.sh -r dlink ./firmwares/DIR823GA1_FW102B03.bin # run mode
# or
sudo ./run.sh -d dlink ./firmwares/DIR823GA1_FW102B03.bin # user-level debug mode

以debug模式为例，模拟成功后会提供如下界面：

访问http://192.168.0.1/也可以看到路由器的管理界面。

注意，第一次模拟需要的时间会比较长，约10~20min，因为FirmAE需要对固件的网络配置进行推断。第一次模拟成功后，FirmAE会把相关配置记录到数据库中，下一次模拟就会比较快了。

调试方法

使用上述debug模式模拟固件后，有五种操作可供选择，选择2. connext to shell连接到shell，可以看到/firmadyne下已经准备好了一些工具。

以web服务程序goahead为例，在模拟固件的shell中执行以下命令：

# 在模拟的路由器shell里，启动gdbserver
ps | grep goahead # 获取goahead的pid
cd /firmadyne
./gdbserver --attach :1234 [pid]

在本地另起一个terminal，执行以下命令，用gdb-multiarch远程连接到模拟环境下的goahead进程，进行调试：

sudo apt install gdb-multiarch
gdb-multiarch
#下面的命令是在gdb中输入：
set arch mips:isa32r2 
set follow-fork-mode child 
target remote 192.168.0.1:1234 
# 举例：在某system调用处下断点
break *0x423A14 
continue 
# 发送的数据触发断点后，即可进一步查看上下文

以下exp脚本可以触发0x423A14处的命令注入漏洞点：

import requests

IP='192.168.0.1'
payload = "something"
length = len(payload)

headers = requests.utils.default_headers()
headers["Content-Length"]=str(length)
headers["User-Agent"] = "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/56.0.2924.76 Safari/537.36"
headers["SOAPAction"] = '"http://purenetworks.com/HNAP1/GetClientInfo"'
headers["Content-Type"] = "text/xml; charset=UTF-8"
headers["Accept"]="*/*"
headers["Accept-Encoding"]="gzip, deflate"
headers["Accept-Language"]="zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8"

r = requests.post('http://'+IP+'/HNAP1/', headers=headers, data=payload)
print(r.text)

作业要求：

分析goahead二进制并完善上述脚本，实现通过命令注入获得路由器shell的效果。（主要希望同学们能上手操作一下gdb调试）

（更多系统级模拟的例子可以参考：IoT-vulhub）

用户级固件模拟（Netgear XR300 ）

以Netgear为例：构建Qiling+binary的环境，模拟的目标是upnpd。

课前准备

请大家提前安装好Qiling框架，推荐版本如下：

# python3.8及以上
pip3 install qiling==1.4.5
pip3 install pwntools
pip3 install ipdb

这部分附件的文件结构如下：

.
├── exp_release.py
├── README.md
├── sim_xr300.py
├── upnpd
└── XR300-V1.0.3.50_10.3.36.chk(固件)

可以先阅读附件中的Readme，尝试使用Binwalk对固件进行解包。

漏洞介绍

一般的攻击面：大部分目标仍以通过LAN/WAN实现远程代码执行 • httpd / net-cgi –web服务 • upnpd – 即插即拔服务 • ftpd / telnetd / …

我们这次选择upnpd，它的特点： • 无用户界面

如何进行漏洞挖掘： • 搜索协议规范相关字符串-> 定位请求处理流程 • 搜索关键函数-> 定位数据传入点

选择recvfrom函数（接收数据的函数）：

第一个参数是fd，是一个全局变量，查看交叉引用可以看到其定义过程，绑定在了1900端口

回到数据的处理流程：程序对数据包内容要求带有：

  • M-SEARCH
  • *
  • HTTP/1.1
  • MAN:
  • “ssdp:discover”

然后会进入以下的程序中，会取出传入数据的MX:至\r\n的数据内容并拷贝到栈上。

由于输入整个数据包的长度最大为0x1fff，而这里的栈上buffer大小明显小于我们所可控的数据长度，因此可发生栈溢出。

模拟过程

从哪里开始模拟？一种解决方案——snapshot

  • 让程序先从入口点开始执行，执行到main函数开头后，保存当前的所有执行状态，然后直接修改pc寄存器到我们需要模拟的函数开头处
  • 实质是一种构造函数call_state的方法

在本例当中，我们选择sub_199B4函数作为我们需要模拟的函数，因为这个函数没有参数，而且包含了socket的创建过程和整个漏洞函数。

Qiling能自己模拟libc库中的函数，但是无法模拟NVRAM硬件支持的函数，解决方案：hook修改返回值

  1. acosNvramConfig_get
  2. acosNvramConfig_match

调试方法

  1. 使用gdb进行远程调试（对异构的支持不太好，但是可以试试）
  2. 使用qdb进行调试（qiling内置的debugger）
  3. 使用pyhton的调试器ipdb，可以hook对应的地址选择对应的操作。

在Qiling脚本中添加：from ipdb import set_trace

在想要停止的位置address添加hook代码：ql.hook_address(callback, address)

在callback函数中添加set_trace()

然后通过python3 -m ipdb sim_xr300.py来运行脚本

在callback函数中会停止运行，这个时候可以交互式地使用python代码来查询对应的寄存器和内存。比如以下的命令：

#从内存中读取字符串
ql.mem.string(address)
#在栈偏移offset的地方读取内存
ql.stack_read(offset)
#读取address地方的size大小的内存
ql.mem.read(address, size)
#读取sp寄存器
ql.arch.regs.sp
#读取map的区域分布
ql.mem.show_mapinfo()

作业要求：

分析upnpd二进制，在exp_release.py的基础上完善利用脚本，构造ROP链执行system("/bin/sh")以获取shell。 （可以在解包后的文件系统根目录下新建一个flag文件，利用成功的效果就是能够读取flag内容）

注意：通过ROP执行system("/bin/sh")后，cat flag的命令是在qiling模拟的那个窗口中输入的，和CTF中常见的pwn题环境不太一样。