上完CMU CSAPP的5-6 LECTURE之后,就可以做了。
csapp 课程观看地址:https://search.bilibili.com/all?keyword=csapp&from_source=banner_search
lab 0 下载地址: http://csapp.cs.cmu.edu/3e/bomb.tar
准备工作:
一些汇编语句与实际命令的转换:
比较与跳转是拆弹的关键,基本所有的字符判断就是通过比较来实现的,比方说 cmp b,a 会计算 a-b 的值,test b, a 会计算 a&b,注意运算符的顺序。例如
cmpl %r9, %r10
jg 8675309
等同于 if %r10 > %r9, jump to 8675309
各种不同的跳转:
举几个例子
cmp $0x15213, %r12
jge deadbeef
若 %r12 >= 0x15213,则跳转到 0xdeadeef
cmp %rax, %rdi
jae 15213b
如果 %rdi 的无符号值大于等于 %rax,则跳转到 0x15213b
test %r8, %r8
jnz (%rsi)
如果 %r8 & %r8 不为零,那么跳转到 %rsi 存着的地址中。
运行下BOMB
我看到要输密码了,直接按了CRTL+C,哈哈这个炸弹好嘲讽。
知道是要输入正确的密码来破解炸弹,那么就开始反汇编了。
第一个是得到反汇编的代码
第二个是检查符号表
第三个可以看到所有STRING 常量
objdump -d bomb > bomb.txt
objdump -t bomb > table
strings bomb > strings
首先看 BOMB.TXT, 找到MAIN方法
粗略看了下,大概看出一共有6关,每关破解后,都要重新输入下一关的密码。
那我们找到phase_1去看看
phase_1 似乎就在CALL 一个STRING NOT EQUAL的函数。
我们大概可以知道,是在用你的输入和目标的STRING 去比。
而$0x402400 这个奇怪的地址 应该就是存了那个STRING 的常量。
同时我们还发现了,所有炸弹的引爆,都会callq 40143a
所以为了防止炸弹爆炸,我们一开始要在这个函数的入口打断点。
下面来讲一波常用GDB操作
gdb bomb
# 获取帮助
help
# 设置断点
break explode_bomb
break phase_1
break *0x400ee0
# 继续执行到下一个断点
c
#删除断点
info break
del 2(删除第二个断点)
# 开始运行
run
# 检查汇编 会给出对应的代码的汇编
disas
# 查看寄存器内容
info registers
# 打印指定寄存器
print $rsp
# 每步执行
stepi
# 每步执行 * 3
stepi 3
# 检查寄存器或某个地址,以4个整数的字长
x/4wd $rsp
# 检查寄存器或某个地址, 得到的结果转STRING
x/s $rsp
# 检查寄存器或某个地址, 得到的结果转int
x/d $rsp
# 检查寄存器或某个地址, 得到的结果转16进制
x/x $rsp
# 退出GDB
q
下面正式开始闯关
第一关
一般在闯关前,会首先看一下PHASE 的代码,从函数名字里就能获得一些大概。
然后开始下断点,具体去琢磨,你的输入被怎么处理了,它里面的分支是怎么跳转的等。基本上的破解框架就是如此。
首先看汇编
0000000000400ee0 :
400ee0: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
400ee4: be 00 24 40 00 mov $0x402400,%esi
400ee9: e8 4a 04 00 00 callq 401338
400eee: 85 c0 test %eax,%eax
400ef0: 74 05 je 400ef7
400ef2: e8 43 05 00 00 callq 40143a
400ef7: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
400efb: c3 retq
我们输入的字符串(也就是 abc)会存放在 eax 里面吗?怎么列表里没有?其实 eax 是 rax 的低位,我们可以直接利用 print $eax 把它打印出来,就会发现,是一个地址,我们再用 x/s $eax 就可以看到我们刚才输入的字符串了。
再看下那个神秘的地址
Bingo!这就是第一关的答案了,赶紧记下来吧!(注意每个人的都是不同的)
然后输入 quit 退出 gdb,新建一个文本文件 touch sol,方便以后输入答案。
第二关
先看下PHASE2大概做了什么
0000000000400efc :
400efc: 55 push %rbp
400efd: 53 push %rbx
400efe: 48 83 ec 28 sub $0x28,%rsp
400f02: 48 89 e6 mov %rsp,%rsi
400f05: e8 52 05 00 00 callq 40145c read six numbers
400f0a: 83 3c 24 01 cmpl $0x1,(%rsp) //guess first number should be 1
400f0e: 74 20 je 400f30
400f10: e8 25 05 00 00 callq 40143a
400f15: eb 19 jmp 400f30
// from 400f3a
400f17: 8b 43 fc mov -0x4(%rbx),%eax // make previous number into eax
400f1a: 01 c0 add %eax,%eax // prenumber *= 2
400f1c: 39 03 cmp %eax,(%rbx) // cur_number == 2 * prenumber
400f1e: 74 05 je 400f25 // equal goto f25
400f20: e8 15 05 00 00 callq 40143a
400f25: 48 83 c3 04 add $0x4,%rbx // move rbx to next number
400f29: 48 39 eb cmp %rbp,%rbx // check rbx have not achieve the end
400f2c: 75 e9 jne 400f17 // back to 17
400f2e: eb 0c jmp 400f3c
//from 400f15
400f30: 48 8d 5c 24 04 lea 0x4(%rsp),%rbx //put next number into rbx
400f35: 48 8d 6c 24 18 lea 0x18(%rsp),%rbp // 0x18 = 24, so rbp is the end of input
400f3a: eb db jmp 400f17
400f3c: 48 83 c4 28 add $0x28,%rsp
400f40: 5b pop %rbx
400f41: 5d pop %rbp
400f42: c3 retq
根据上述猜测,估计输入的6个数字是 1 2 4 8 16 32
下面就是用GDB 逐步调试去验证猜想了。
第三关
第三关非常长, 看见一个非常突兀的地址$0x4025cf,看来又是关键
0000000000400f43 :
400f43: 48 83 ec 18 sub $0x18,%rsp
400f47: 48 8d 4c 24 0c lea 0xc(%rsp),%rcx
400f4c: 48 8d 54 24 08 lea 0x8(%rsp),%rdx
400f51: be cf 25 40 00 mov $0x4025cf,%esi
400f56: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400f5b: e8 90 fc ff ff callq 400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>
400f60: 83 f8 01 cmp $0x1,%eax
400f63: 7f 05 jg 400f6a
400f65: e8 d0 04 00 00 callq 40143a
400f6a: 83 7c 24 08 07 cmpl $0x7,0x8(%rsp)
用gdb 把这个里面存的东西打出来看一下
大概知道这道题是输入2个数字
那么哪2个数字呢?
我们继续研究汇编
0x0000000000400f6a <+39>: cmpl $0x7,0x8(%rsp)
而这个1 是我输入的第一个数字,我就猜想那么RSP +12,就是我输入的第二个数字。
我就去找,下面哪里用到RSP+12。
发现这么一段,哇。第二个数字直接和0X137比,那么第二个数字就是311了.
第一个数字目前只能看出要比7小。
400fb9: b8 37 01 00 00 mov $0x137,%eax
400fbe: 3b 44 24 0c cmp 0xc(%rsp),%eax
400fc2: 74 05 je 400fc9
400fc4: e8 71 04 00 00 callq 40143a
400fc9: 48 83 c4 18 add $0x18,%rsp
400fcd: c3 retq
0x0000000000400f6a <+39>: cmpl $0x7,0x8(%rsp)
400f6f: 77 3c ja 400fad //bomb pos
400f71: 8b 44 24 08 mov 0x8(%rsp),%eax
400f75: ff 24 c5 70 24 40 00 jmpq *0x402470(,%rax,8)
我希望跳到的地址是 400fb9, 那么就要计算了0x402470(,%rax,8), RAX=? 可以去那个地址。
找到密码 1 311
第四关
看来也是要输入2个数字,同时我们看到这个函数里会CALL FUNC 4 这个函数。
汇编解读如下,余下的就要看FUNC4里做了什么
401029: 83 f8 02 cmp $0x2,%eax //input should be 2
40102c: 75 07 jne 401035
40102e: 83 7c 24 08 0e cmpl $0xe,0x8(%rsp) //first input should be <= 14
401033: 76 05 jbe 40103a
401035: e8 00 04 00 00 callq 40143a
40103a: ba 0e 00 00 00 mov $0xe,%edx
40103f: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
401044: 8b 7c 24 08 mov 0x8(%rsp),%edi // fir input goto edi then cal func4
401048: e8 81 ff ff ff callq 400fce
40104d: 85 c0 test %eax,%eax
40104f: 75 07 jne 401058
401051: 83 7c 24 0c 00 cmpl $0x0,0xc(%rsp) // second input should be 0
401056: 74 05 je 40105d
401058: e8 dd 03 00 00 callq 40143a
40105d: 48 83 c4 18 add $0x18,%rsp
401061: c3 retq
根据EDI 去找汇编
0000000000400fce :
400fce: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
400fd2: 89 d0 mov %edx,%eax
400fd4: 29 f0 sub %esi,%eax
400fd6: 89 c1 mov %eax,%ecx
400fd8: c1 e9 1f shr $0x1f,%ecx
400fdb: 01 c8 add %ecx,%eax
400fdd: d1 f8 sar %eax
400fdf: 8d 0c 30 lea (%rax,%rsi,1),%ecx
400fe2: 39 f9 cmp %edi,%ecx // compare fir input and ecx
400fe4: 7e 0c jle 400ff2 // need ecx <= fir input
400fe6: 8d 51 ff lea -0x1(%rcx),%edx
400fe9: e8 e0 ff ff ff callq 400fce
400fee: 01 c0 add %eax,%eax
400ff0: eb 15 jmp 401007
400ff2: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400ff7: 39 f9 cmp %edi,%ecx
400ff9: 7d 0c jge 401007 // need ecx >= firinput
400ffb: 8d 71 01 lea 0x1(%rcx),%esi
400ffe: e8 cb ff ff ff callq 400fce
401003: 8d 44 00 01 lea 0x1(%rax,%rax,1),%eax
401007: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
40100b: c3 retq
下面关键就是看ECX是多少了
答案是 7 0
第5关
0000000000401062 :
401062: 53 push %rbx
401063: 48 83 ec 20 sub $0x20,%rsp
401067: 48 89 fb mov %rdi,%rbx
40106a: 64 48 8b 04 25 28 00 mov %fs:0x28,%rax
401071: 00 00
401073: 48 89 44 24 18 mov %rax,0x18(%rsp)
401078: 31 c0 xor %eax,%eax
40107a: e8 9c 02 00 00 callq 40131b
40107f: 83 f8 06 cmp $0x6,%eax // string len should be 6
401082: 74 4e je 4010d2
401084: e8 b1 03 00 00 callq 40143a
401089: eb 47 jmp 4010d2
40108b: 0f b6 0c 03 movzbl (%rbx,%rax,1),%ecx
40108f: 88 0c 24 mov %cl,(%rsp)
401092: 48 8b 14 24 mov (%rsp),%rdx
401096: 83 e2 0f and $0xf,%edx
401099: 0f b6 92 b0 24 40 00 movzbl 0x4024b0(%rdx),%edx
4010a0: 88 54 04 10 mov %dl,0x10(%rsp,%rax,1)
4010a4: 48 83 c0 01 add $0x1,%rax
4010a8: 48 83 f8 06 cmp $0x6,%rax
4010ac: 75 dd jne 40108b
4010ae: c6 44 24 16 00 movb $0x0,0x16(%rsp)
4010b3: be 5e 24 40 00 mov $0x40245e,%esi // $0x40245e == flyers
4010b8: 48 8d 7c 24 10 lea 0x10(%rsp),%rdi // check rdi
4010bd: e8 76 02 00 00 callq 401338
4010c2: 85 c0 test %eax,%eax
4010c4: 74 13 je 4010d9 //string equal can pass
4010c6: e8 6f 03 00 00 callq 40143a
4010cb: 0f 1f 44 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1)
4010d0: eb 07 jmp 4010d9
4010d2: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
4010d7: eb b2 jmp 40108b
4010d9: 48 8b 44 24 18 mov 0x18(%rsp),%rax
4010de: 64 48 33 04 25 28 00 xor %fs:0x28,%rax
4010e5: 00 00
4010e7: 74 05 je 4010ee
4010e9: e8 42 fa ff ff callq 400b30 <__stack_chk_fail@plt>
4010ee: 48 83 c4 20 add $0x20,%rsp
4010f2: 5b pop %rbx
4010f3: c3 retq
第五关经过一阵调试,发现需要的破解的STRING 是FLYERS。
但是当我输入了FLYERS , 发现在实际比较的时候,我的输入被做了转换。变成了其他东西
随后发现我的输入的每个字母 会被取mod 16
然后找到另一个地方的STRING 里的字母映射过来
40108b: 0f b6 0c 03 movzbl (%rbx,%rax,1),%ecx
40108f: 88 0c 24 mov %cl,(%rsp)
401092: 48 8b 14 24 mov (%rsp),%rdx
401096: 83 e2 0f and $0xf,%edx //mod 16
401099: 0f b6 92 b0 24 40 00 movzbl 0x4024b0(%rdx),%edx
4010a0: 88 54 04 10 mov %dl,0x10(%rsp,%rax,1)
4010a4: 48 83 c0 01 add $0x1,%rax
4010a8: 48 83 f8 06 cmp $0x6,%rax
发现如下:
看到这个熟悉的句子,前面跟了一串乱字符,打开前面STRING常量文件。找到了完整的句子。
我的FLYERS 被转成了
因为FLYERS 做了转换后我发现E 还是 E, 就开始根据ASCII 码 E 是101 MOD 16 = 5, 而这串乱码(maduiersnfotvbyl) 从0开始数,第5个正好是E
然后一次用这个算法,发现FLYERS 正好变成了 RVFEDU。
下面就是根据这串乱码反推要的字母。得到答案
第6关
汇编有点长,经过一番调试(我开始的输入是1 2 3 4 5 6)
发现了这个函数前面2个阶段,一个是确定所有数字是小于等于6,并且不能有相同的。
随后会对我的输入,用7-i,所以我的输入会变为6 5 4 3 2 1
00000000004010f4 :
4010f4: 41 56 push %r14
4010f6: 41 55 push %r13
4010f8: 41 54 push %r12
4010fa: 55 push %rbp
4010fb: 53 push %rbx
4010fc: 48 83 ec 50 sub $0x50,%rsp
401100: 49 89 e5 mov %rsp,%r13
401103: 48 89 e6 mov %rsp,%rsi
401106: e8 51 03 00 00 callq 40145c #
40110b: 49 89 e6 mov %rsp,%r14
40110e: 41 bc 00 00 00 00 mov $0x0,%r12d
401114: 4c 89 ed mov %r13,%rbp
401117: 41 8b 45 00 mov 0x0(%r13),%eax //my input 1 sub by 1
40111b: 83 e8 01 sub $0x1,%eax
40111e: 83 f8 05 cmp $0x5,%eax
401121: 76 05 jbe 401128
401123: e8 12 03 00 00 callq 40143a
401128: 41 83 c4 01 add $0x1,%r12d //r12d from 1 -> 6
40112c: 41 83 fc 06 cmp $0x6,%r12d
401130: 74 21 je 401153
401132: 44 89 e3 mov %r12d,%ebx //ebx 1 -> 6
401135: 48 63 c3 movslq %ebx,%rax // rax same
401138: 8b 04 84 mov (%rsp,%rax,4),%eax // rsp + i*4 -> i-th input
40113b: 39 45 00 cmp %eax,0x0(%rbp) // rbp is before input
40113e: 75 05 jne 401145
401140: e8 f5 02 00 00 callq 40143a
401145: 83 c3 01 add $0x1,%ebx
401148: 83 fb 05 cmp $0x5,%ebx
40114b: 7e e8 jle 401135
# 前面相当于判断输入的六个数是否一样,并且要小于 7 (这里是《=5,, 因为前面对我的输入-1了)
40114d: 49 83 c5 04 add $0x4,%r13
401151: eb c1 jmp 401114
401153: 48 8d 74 24 18 lea 0x18(%rsp),%rsi
401158: 4c 89 f0 mov %r14,%rax //r14 -> my input
40115b: b9 07 00 00 00 mov $0x7,%ecx
401160: 89 ca mov %ecx,%edx
401162: 2b 10 sub (%rax),%edx //edx = 7-1, 7 - 2,
401164: 89 10 mov %edx,(%rax) //rax = 6,5,4,3,2,1
401166: 48 83 c0 04 add $0x4,%rax //
40116a: 48 39 f0 cmp %rsi,%rax
40116d: 75 f1 jne 401160
## 前面相当于 7-i
后半部分
40116f: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi //esi = 0
401174: eb 21 jmp 401197
401176: 48 8b 52 08 mov 0x8(%rdx),%rdx // node table 2 ,168,443
40117a: 83 c0 01 add $0x1,%eax //eax = 2
40117d: 39 c8 cmp %ecx,%eax // ecx -> ith input
40117f: 75 f5 jne 401176
401181: eb 05 jmp 401188
401183: ba d0 32 60 00 mov $0x6032d0,%edx // need to check
401188: 48 89 54 74 20 mov %rdx,0x20(%rsp,%rsi,2) //rdx = 168,332,926 rsp is ith input, rsi = 0,1
40118d: 48 83 c6 04 add $0x4,%rsi // rsi += 4
401191: 48 83 fe 18 cmp $0x18,%rsi //rsi is 24?
401195: 74 14 je 4011ab
401197: 8b 0c 34 mov (%rsp,%rsi,1),%ecx // ecx -> ith input
40119a: 83 f9 01 cmp $0x1,%ecx
40119d: 7e e4 jle 401183
40119f: b8 01 00 00 00 mov $0x1,%eax //eax = 1
4011a4: ba d0 32 60 00 mov $0x6032d0,%edx
4011a9: eb cb jmp 401176
4011ab: 48 8b 5c 24 20 mov 0x20(%rsp),%rbx // addrres to node 2's value
4011b0: 48 8d 44 24 28 lea 0x28(%rsp),%rax // addrres to node 1's value
4011b5: 48 8d 74 24 50 lea 0x50(%rsp),%rsi // rsi = 32 + 6*8
4011ba: 48 89 d9 mov %rbx,%rcx // rcx = addrres to node 2's value
// rcx -> 168,332,443,477,691,924
4011bd: 48 8b 10 mov (%rax),%rdx // rdx = 332
4011c0: 48 89 51 08 mov %rdx,0x8(%rcx) // rcx next = last node's(6) value
4011c4: 48 83 c0 08 add $0x8,%rax
4011c8: 48 39 f0 cmp %rsi,%rax // for end
4011cb: 74 05 je 4011d2
4011cd: 48 89 d1 mov %rdx,%rcx
4011d0: eb eb jmp 4011bd
// check -> x/24wx $rcx-48
4011d2: 48 c7 42 08 00 00 00 movq $0x0,0x8(%rdx)
4011d9: 00
4011da: bd 05 00 00 00 mov $0x5,%ebp
4011df: 48 8b 43 08 mov 0x8(%rbx),%rax
4011e3: 8b 00 mov (%rax),%eax
4011e5: 39 03 cmp %eax,(%rbx) //compare pre one((rbx)) with post one(eax),pre one should >= post one
4011e7: 7d 05 jge 4011ee
4011e9: e8 4c 02 00 00 callq 40143a
4011ee: 48 8b 5b 08 mov 0x8(%rbx),%rbx
4011f2: 83 ed 01 sub $0x1,%ebp
4011f5: 75 e8 jne 4011df
4011f7: 48 83 c4 50 add $0x50,%rsp
4011fb: 5b pop %rbx
4011fc: 5d pop %rbp
4011fd: 41 5c pop %r12
4011ff: 41 5d pop %r13
401201: 41 5e pop %r14
401203: c3 retq
发现其实是一个结构体,类似于
struct {
int value;
int order;
node* next;
} node;
我们要做的,就是输入正确的 order(从大到小),这样程序在验证顺序的时候,就不会出问题,打印出来节点里的内容,人工排个序,就可以发现正确答案是4 3 2 1 6 5
最后的SOL 文件
隐藏关卡
首先从汇编里找 隐藏关卡的入口
发现phase_defused 里面会调用
接下来就是下断点看了,又要STRING EQUAL,我先查看下STRING 常量,找找有什么神秘STRING。
发现其他自己都见过,就是最下面这个有点独特。
在phase_defused ,把那几个地址都打一下。
看来进去的关键 是要在2个数字后面 输入那个DrEvil
输入2个数字的是,第三关和第四关。我打算依次来实验下。
看来是读到了,要在SERCREPHASE 下断点了。
下面来研究隐藏关卡的汇编。
0000000000401242 :
401242: 53 push %rbx
401243: e8 56 02 00 00 callq 40149e // read a line
401248: ba 0a 00 00 00 mov $0xa,%edx // edx = 10
40124d: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi // esi = 0
401252: 48 89 c7 mov %rax,%rdi // check rax , rdi = rax
401255: e8 76 f9 ff ff callq 400bd0 // str -> long
40125a: 48 89 c3 mov %rax,%rbx // rbx = rax
40125d: 8d 40 ff lea -0x1(%rax),%eax // rax'value - 1
401260: 3d e8 03 00 00 cmp $0x3e8,%eax // 932 compare eax
401265: 76 05 jbe 40126c eax <= 932
401267: e8 ce 01 00 00 callq 40143a
40126c: 89 de mov %ebx,%esi // esi = rbx
40126e: bf f0 30 60 00 mov $0x6030f0,%edi // check 6030f0
401273: e8 8c ff ff ff callq 401204
401278: 83 f8 02 cmp $0x2,%eax
40127b: 74 05 je 401282
40127d: e8 b8 01 00 00 callq 40143a
401282: bf 38 24 40 00 mov $0x402438,%edi
401287: e8 84 f8 ff ff callq 400b10
40128c: e8 33 03 00 00 callq 4015c4
401291: 5b pop %rbx
得知RBX是我的输入
在CHECK 0x402438 发现了一个N1的符号,看来又是个STRUCT
从指针密度上来看,像是一颗二叉树
这样可以看到树的NODE VALUE
根据上面2张图,可以在纸上把树还原出来。发现是个BST
有了这个,我们要看下FUN7 做了什么
0000000000401204 :
401204: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
401208: 48 85 ff test %rdi,%rdi //0&0 == 0,other not 0
40120b: 74 2b je 401238 // root == null
40120d: 8b 17 mov (%rdi),%edx //edx == root.val
40120f: 39 f2 cmp %esi,%edx // edx <= input
401211: 7e 0d jle 401220 //jump if root.val <= input
401213: 48 8b 7f 08 mov 0x8(%rdi),%rdi // goto left tree
401217: e8 e8 ff ff ff callq 401204
40121c: 01 c0 add %eax,%eax // eax = eax*2
40121e: eb 1d jmp 40123d
//from 401211
401220: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax // eq return 0;
401225: 39 f2 cmp %esi,%edx
401227: 74 14 je 40123d // jump if root.val == input
401229: 48 8b 7f 10 mov 0x10(%rdi),%rdi // goto right tree
40122d: e8 d2 ff ff ff callq 401204
401232: 8d 44 00 01 lea 0x1(%rax,%rax,1),%eax // eax = eax*2 + 1
401236: eb 05 jmp 40123d
401238: b8 ff ff ff ff mov $0xffffffff,%eax // null return -1
40123d: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
401241: c3 retq
上述代码翻译一下如下:
struct treeNode
{
int data;
struct treeNode* leftChild;
struct treeNode* rightChild;
};
int fun7(struct treeNode* p, int v)
{
if (p == NULL)
return -1;
else if (v < p->data)
return 2 * fun7(p->leftChild, v);
else if (v == p->data)
return 0;
else
return 2 * fun7(p->rightChild, v) + 1;
}
外层
401273: e8 8c ff ff ff callq 401204
401278: 83 f8 02 cmp $0x2,%eax
根据上述注释,为了让EAX 得到2,因为EAX=0 我们需要输入一个数先往左走一步,再往右走一步。得到正确的值的时候会返回0.
0 上述 是右分支-》0 * 2+1 =1
上述是左分支 1 * 2 = 2
所以应该输入22