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緩沖區(qū)溢出概述

緩沖區(qū)溢出（Buffer Overflow）是一種經(jīng)典的安全漏洞，當(dāng)程序未對(duì)輸入長(zhǎng)度進(jìn)行檢查時(shí)，多余的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋相鄰內(nèi)存區(qū)域，進(jìn)而篡改程序控制流，達(dá)到執(zhí)行任意代碼的目的。

1. 棧（Stack）與堆（Heap）

• 棧 (Stack)：后進(jìn)先出（LIFO）結(jié)構(gòu)，用于管理函數(shù)調(diào)用。每次調(diào)用都會(huì)創(chuàng)建獨(dú)立棧幀，包含函數(shù)參數(shù)、返回地址、保存的寄存器（如 EBP）和局部變量。
• 堆 (Heap)：用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，地址從低向高增長(zhǎng)，需手動(dòng)分配和釋放。堆與棧分區(qū)相互獨(dú)立。

2. 字節(jié)序（Endianness）

在多字節(jié)系統(tǒng)中：

• 大端序 (Big-Endian)：高位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，常見(jiàn)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如 IP 頭）。
• 小端序 (Little-Endian)：低位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，x86、ARM 默認(rèn)采用此模式。

示例：32 位地址 0xbffffb80 在小端系統(tǒng)中的存儲(chǔ)順序：

內(nèi)存地址增長(zhǎng) → 低地址： 0x80 0xfb 0xff 0xbf

在利用漏洞時(shí)，必須將地址按小端序?qū)懭胼d荷（如 \x80\xfb\xff\xbf），否則會(huì)跳轉(zhuǎn)到錯(cuò)誤地址。

3. x86 棧幀布局與函數(shù)調(diào)用

高地址
+------------------+
| 參數(shù) n           | ← 調(diào)用者按右→左順序壓棧
| ...              |
+------------------+
| 返回地址 (EIP)   | ← `call` 指令自動(dòng)壓棧
+------------------+
| 舊 EBP           | ← `push ebp`
+------------------+ ← 新 EBP 指向此處
| 局部變量         | ← `sub esp, N`
| ...              |
低地址

調(diào)用流程：

1. 調(diào)用者按反序壓入?yún)?shù)。
2. call 將返回地址壓棧，并跳轉(zhuǎn)到函數(shù)入口。
3. push ebp; mov ebp, esp; sub esp, N 設(shè)置新棧幀。
4. leave; ret 恢復(fù) EBP 并將返回地址彈棧到 EIP。

4. 緩沖區(qū)溢出攻擊流程

以以下易受攻擊函數(shù)為例：

void vulnerable(char *input) {
    char buffer[256];
    strcpy(buffer, input); // 未檢查邊界
}

1. 當(dāng) input 超過(guò) 256 字節(jié)，多余數(shù)據(jù)向高地址寫(xiě)入，依次覆蓋：舊 EBP → 返回地址 → 參數(shù)區(qū)。
2. 覆蓋返回地址后，執(zhí)行 ret 時(shí)，EIP 跳轉(zhuǎn)到攻擊者指定地址。
3. 若該地址指向包含 shellcode 的輸入?yún)^(qū)，即可實(shí)現(xiàn)任意代碼執(zhí)行。

5. 構(gòu)造利用載荷

./vuln $(python -c 'print "A"*268 + "\x80\xfb\xff\xbf" + "\x90"*20 + SHELLCODE')

• 偏移量：通過(guò) GDB 找到 EIP 覆蓋點(diǎn)，此處為 268。
• 小端地址：\x80\xfb\xff\xbf 對(duì)應(yīng)內(nèi)存地址 0xbffffb80。
• NOP 雪橇：\x90 填充，覆蓋返回地址與 shellcode 之間的區(qū)域，擴(kuò)大跳板范圍。

6. 獲取 ESP 地址的方法

方法一：EIP 覆蓋測(cè)試

1. $(python -c 'print "A"*268 + "BBBB"')，觀察 GDB 崩潰時(shí)：返回地址是否被 0x42424242（BBBB）替換。
2. 若匹配，說(shuō)明偏移 268 后正好覆蓋返回地址。

方法二：ESP 跳板測(cè)試

1. 在偏移基礎(chǔ)上繼續(xù)追加 NOP 和標(biāo)記：

   $(python -c 'print "A"*268 + "BBBB" + "C"*20')
   

2. 當(dāng) EIP 被 BBBB 覆蓋后，程序崩潰時(shí)返回地址已彈棧，GDB 顯示 ESP 指向 CCCC... 區(qū)域，即 shellcode 起始處。

3. 該地址即為跳轉(zhuǎn)目標(biāo)，可按小端序?qū)懭敕祷氐刂贰?/p>

注意：多次測(cè)試時(shí)，若輸入長(zhǎng)度變化（如從 272 → 292 字節(jié)），操作系統(tǒng)會(huì)為對(duì)齊在更低地址分配新的?？臻g，導(dǎo)致 ESP 地址出現(xiàn)偏移差異。

7. NOP 雪橇與其作用范圍

• 目的：在返回地址到 shellcode 區(qū)間填充 \x90，形成?NOP?滑板，確保 EIP 落點(diǎn)可滑入真實(shí) shellcode。
• 長(zhǎng)度：通常幾十到數(shù)百字節(jié)，根據(jù)偏移范圍動(dòng)態(tài)調(diào)整。

8. 壞字符測(cè)試（Bad Character Testing）

1. 使用腳本生成連續(xù)字節(jié)串：

   python -c 'print "".join([chr(i) for i in range(1,256)])'
   

2. 將該字符串傳入程序，在 GDB 中查看內(nèi)存（x/256x $esp 或 x/256b $esp）。

3. 若發(fā)現(xiàn)某字節(jié)丟失或被解釋異常，則需將其從 payload 中排除，直到所有字節(jié)都能正確通過(guò)。

9. 常見(jiàn)調(diào)用約定對(duì)比

10. x86 與 x64 區(qū)別

• 寄存器寬度：x86 為 32 位，x64 為 64 位。
• 新增寄存器：x64 增加 R8–R15。
• 參數(shù)傳遞：x64 多數(shù)通過(guò)寄存器，棧負(fù)載減少。

以上內(nèi)容整合了棧與堆、字節(jié)序、棧幀結(jié)構(gòu)、利用流程、偏移與跳板測(cè)試、NOP 雪橇、壞字符測(cè)試及調(diào)用約定差異，建議結(jié)合 GDB 工具逐步驗(yàn)證。