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[pwn基础]Pwntools学习

HDMI
2022-06-21
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[pwn基础]Pwntools学习

Pwntools介绍

Pwntools是一个非常著名的CTF框架和漏洞利用开发库，可以让使用者快速的编写exp。

它拥有本地执行、远程连接读写、shellcode生成、ROP链构建、ELF解析、符号泄漏等众多强大的功能。

Pwntools安装

因为他是个python库，所以直接用pip来管理安装即可。

#提前安装pip sudo apt-get install python3-pip #安装pwntools pip install pwntools -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

测试是否安装成功

image-20220620180907115

Pwntools常用模块和函数

Pwntools分为两个模块，一个是pwn,简单的用from pwn import *就能把所有子模块和一些常用的系统库导入当前命名空间中，是专门为了CTF比赛优化的。

另外一个模块是pwnlib，它适合开发成产品，根据自己需要来导入不同的子模块。

  • pwnlib.adb: 安卓adb
  • pwnlib.asm: 汇编和反汇编
  • pwnlib.constans: 包含各种体系结构和操作系统中的系统调用号常量（来自头文件），constants.linux.i386.SYS_stat
  • pwnlib.context: 设置运行环境
  • pwnlib.dynelf: 利用信息泄漏远程解析函数
  • pwnlib.encoders: 对shellcode进行编码，如encoders.encoder.null(‘xxx’)
  • pwnlib.elf: 操作ELF可执行文件和共享库
  • pwnlib.fmtstr: 格式化字符串利用工具
  • pwnlib.gdb: 调试，配合gdb使用
  • pwnlib.libcbd: libc数据库，入libcdb.search_by_build_id(‘xxx’)
  • pwnlib.log: 日志记录管理,比如log.info(‘hello’)
  • pwnlib.memleak: 内存泄漏工具，将泄漏的内存缓存起来，可作为Payload
  • pwnlib.qume: QEMU模拟相关，一般用来模拟不同架构的指令或运行程序
  • pwnlib.rop: ROP利用工具，包括rop,srop等
  • pwnlib.runner: 运行Shellcode，例如：run_assembly(‘mov eax,SYS_exit;int 0x80;’)
  • pwnlib.shellcraft: Shellcode生成器
  • pwnlib.tubes: scokets、ssh、进程管道通信
  • pwnlib.utils: 一些实用小工具，比如CRC计算,cyclic字符串生成等

pwnlib.tubes模块学习

tubes模块是主要用来通信的模块，应该是pwn题中用的最广泛的交互方式，他主要有下面4中通信方式。

  1. pwnlib.tubes.process: 进程通信
  2. pwnlib.tubes.serialtube: 串口通信
  3. pwnlib.tubes.sock: socket套接字通信
  4. pwnlib.tubes.ssh: SSH连接通信

tubes.process

这里我一直好奇这个进程通信他是怎么弄的，为什么我用代码p=process('./mydemo')，然后就可以用send和recv对程序进行发送，然后看了他源码注释 Spawns a new process, and wraps it with a tube for communication.，他应该是用了比较hack的方法，自己模拟了系统加载本地程序变成进程的操作，并且封装了一层管道通信在上面，这样我们就可以通过send、recv来和他创建的进程来进行通信了，所以就给我们创造了无数可能，比如我之前文章[二进制漏洞]栈(Stack)溢出漏洞 Linux篇中里面的题目scanf只能输入ASCII码，这样我们无法构造一个地址Payload,而有了tubes.process则可以轻松做到。

#include <stdio.h>  void hack() {     printf("Hack Success!!!!/n"); }  int main() {     printf("Hello,Please Start Hack!/n");     char buf[20]={0};     scanf("%s",buf);     printf("Your input:%s/n",buf);     int i;     for(i=0;i<sizeof(buf);i++)     {         printf("0x%x,",buf[i]);     }     return 0; } 
gcc hack2.c -m32 -fno-stack-protector -z noexecstack -o hack2

正常情况下：无法输入0x01、0x02、0x03这种数据。

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而用tubes.process则可以用send发送原始十六进制数据。

#导入pwntools模块 from pwn import * context(arch = 'i386',os='linux') p = process("./hack2")  #显示程序运行的第一条回显 print(p.recv())  #利用pipe管道发送带 十六进制的数据 p.sendline(b'AAAA'+b'/x01/x02/x03/x04')  #回显结果 print(p.recvline()) print(p.recvline())

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所以[二进制漏洞]栈(Stack)溢出漏洞 Linux篇文章的题，用tubes.process搞起来就方便多了。

打印进程装载起始地址。

p = process("./hack") imageBase = p.libs()["/home/ubuntu/hack"]

远程的话使用如下命令:

conn = remote('exploitme.example',31337) conn.recv() conn.sendline('test')

pwnlib.context(运行环境)

这个模块主要是用来设置进程运行时的环境，比如目标是什么CPU架构，多少位数，什么平台，是否开启日志等等。

#架构32位X86,平台Linux context(arch='i386',os='linux') #设置tmux分屏 context.terminal['tmux','splitw','-h'] #开启日志信息 context.log_level = 'debug'

CPU架构如下：

architectures = _longest({         'aarch64':   little_64,         'alpha':     little_64,         'avr':       little_8,         'amd64':     little_64,         'arm':       little_32,         'cris':      little_32,         'i386':      little_32,         'ia64':      big_64,         'm68k':      big_32,         'mips':      little_32,         'mips64':    little_64,         'msp430':    little_16,         'powerpc':   big_32,         'powerpc64': big_64,         'riscv':     little_32,         's390':      big_32,         'sparc':     big_32,         'sparc64':   big_64,         'thumb':     little_32,         'vax':       little_32,         'none':      {},     }) transform = [('ppc64', 'powerpc64'),              ('ppc', 'powerpc'),              ('x86-64', 'amd64'),              ('x86_64', 'amd64'),              ('x86', 'i386'),              ('i686', 'i386'),              ('armv7l', 'arm'),              ('armeabi', 'arm'),              ('arm64', 'aarch64')]

位数：

    big_32    = {'endian': 'big', 'bits': 32}     big_64    = {'endian': 'big', 'bits': 64}     little_8  = {'endian': 'little', 'bits': 8}     little_16 = {'endian': 'little', 'bits': 16}     little_32 = {'endian': 'little', 'bits': 32}     little_64 = {'endian': 'little', 'bits': 64}

平台：

 oses = sorted(('linux','freebsd','windows','cgc','android','baremetal'))

pwnlib.elf(ELF文件操作)

pwnlib.elf模块还是挺实用的，虽然linux下有<elf.h>头文件可以用来解析ELF文件，但是很多代码都要自己实现，这个模块就解决了这些实现，可以进行符号查找、虚拟内存、文件偏移、修改和保存二进制等等。

from pwnlib.elf import ELF #构造类 elf = ELF('./hack_dyn')  #架构,位数,平台 print("---------------------------------------------") print("[+]架构:{0} 位数:{1} 系统:{2}".format(elf.arch,elf.bits,elf.os)) print("") #打印装载地址 print("[*]装载地址:",hex(elf.address)) #打印GOT表 print("[*]GOT表:") for kv in elf.got.items():     print(kv) #打印PLT表 print("") print("[*]PLT表:") for kv in elf.plt.items():     print(kv) print("[*]hack函数偏移:",hex(elf.symbols['hack'])) print("---------------------------------------------")

可以看到打印出了GOT表、PLT表、符号表中hack函数的偏移，其中装载地址为0是因为这是个动态链接程序，装载地址不确定，改成静态编译就能显示装载地址。

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静态链接

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asm(address,assembly) # 汇编指令assembly插入ELF的address地址处，需要使用save函数来保存 bss(offset) # 返回.bss段加上offset后的地址 checksec() # 查看文件开启的安全保护 disable_nx() # 关闭NX disasm(address,n_bytes) # 返回地址address反汇编n字节的字符串 offset_to_vaddr(offset) # 将偏移offset转换为虚拟地址 vaddr_to_offset(address) # 从虚拟地址address转换为文件偏移 read(address,count) # 从虚拟地址address读取count个字节的数据 write(address,data) # 在虚拟地址address写入data section(name) # 获取name段的数据 debug() # 使用gdb.debug()进行调试

pwnlib.asm(汇编模块)

这是个很强大的模块，可以进行汇编和反汇编，通常用来开发Shellcode的时候非常有用。

可以用pwnlib.context先设置CPU架构、字节序、位数。

用asm()函数进行汇编，用disasm()函数进行反汇编

from pwnlib.asm import * #汇编 print(asm('mov eax, 0')) print(asm('mov ebx, 1')) print(asm('add eax, ebx')) print(asm('mov eax, SYS_execve')) print(asm('nop'))

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disasm()反汇编

from pwnlib.asm  import * from pwnlib.util.fiddling import * #反汇编 print(disasm(unhex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arch='aarch64',bits=64))

当汇编反汇编，其他架构平台时候，记得要安装对应的Binutils，安装教程：https://docs.pwntools.com/en/stable/install/binutils.html

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反编译效果，真的很强大！

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pwnlib.shellcraft(Shellcode生成器)

这个模块可以用来生成Shellcode代码，这种模块简直太爱了，他可以生成aarch64、arm、thumb、mips、i386、amd64、powerpc架构的shellcode代码，基本上的架构都有了。

生成Shellcode代码。

>>> from pwn import * >>> print(shellcraft.i386.nop())     nop    #生成了一个x86架构平台的nop

接下来生成一个Android手机打开/data/local/tmp/test.txt的Shellcode，这模块太强大了。

#设置CPU架构  aarch64 #设置系统平台 android print(shellcraft.aarch64.android.open('/data/local/tmp/test.txt'))

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还能配合asm输出不同格式shellcode，实在是太方便、太好用了！

from pwn import *  shellcode = shellcraft.aarch64.android.open('/data/local/tmp/test.txt') print("输出字符串格式Shellcode:") print(asm(shellcode,arch='aarch64',bits=64,os='android')) print("") print("输出十六进制格式Shellcode:") print(asm(shellcode,arch='aarch64',bits=64,os='android').hex())

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官方的例子。

from pwnlib.shellcraft import * context.clear() context.arch = 'amd64' sc = 'push rbp; mov rbp, rsp;' sc += shellcraft.echo('Hello/n') sc += 'mov rsp, rbp; pop rbp; ret' solib = make_elf_from_assembly(sc, shared=1) subprocess.check_output(['echo', 'World'], env={'LD_PRELOAD': solib}, universal_newlines = True) 'Hello/nWorld/n'

pwnlib.util(小工具)

这个模块是一些常用的功能函数，比如之前用到过的unhex就来自这模块，除此之外还有packing、hashes、net、misc、sh_string、cyclic等函数。

#用的最多的应该是pack函数了吧 p8(0) #打包1字节 b'/x00' p32(0xdeadbeef) #32位最常用的，打包4字节 b'/xef/xbe/xad/xde' p64(0xdeadbeef) b'/xef/xbe/xad/xde/x00/x00/x00/x00' #可设置大小端序 >>> p32(0xdeadbeef,endian='little') b'/xef/xbe/xad/xde' >>> p32(0xdeadbeef,endian='big') b'/xde/xad/xbe/xef' #解包 unpack(b'/xaa/x55',16,endian='little') '0x55aa' u32('/xaa/x55/x00/x00') 21930 u64('/xaa/x55/x00/x00/x00/x00/x00/x00') 21930   #生成溢出字符串(cyclic) cyclic(20) b'aaaabaaacaaadaaaeaaa' cyclic(20, alphabet=string.ascii_uppercase) #全大写 b'AAAABAAACAAADAAAEAAA'   cyclic(20, n=8)      #8字符对齐 b'aaaaaaaabaaaaaaacaaa'  cyclic(20, n=2)         #2字符对齐 b'aabacadaeafagahaiaja'  cyclic(alphabet = "ABC", n = 3)#设置成ABC对齐 b'AAABAACABBABCACBACCBBBCBCCC' context.cyclic_alphabet = "ABC" #全局修改 cyclic(10) b'AAAABAAACA' #查找偏移 cyclic_find('daaa') 12 cyclic_find(0x61616162) 4  #unhex unhex('0102030405060708') b'/x01/x02/x03/x04/x05/x06/x07/x08'

pwnlib.rop

rop利用模块，包括rop,srop等。

现在的exploit是越来越难，一般起手题都得是NX开启的，ROP这种以前都能出400分题的技术现在也就出50-100分题了非常惨，也许跟这个工具简化了ROP过程有关系？「误」

先简单回顾一下ROP的原理，由于NX开启不能在栈上执行shellcode，我们可以在栈上布置一系列的返回地址与参数，这样可以进行多次的函数调用，通过函数尾部的ret语句控制程序的流程，而用程序中的一些pop/ret的代码块(称之为gadget)来平衡堆栈。其完成的事情无非就是放上/bin/sh，覆盖程序中某个函数的GOT为system的，然后ret到那个函数的plt就可以触发system('/bin/sh')。由于是利用ret指令的exploit，所以叫Return-Oriented Programming。（如果没有开启ASLR，可以直接使用ret2libc技术）

好，这样来看，这种技术的难点自然就是如何在栈上布置返回地址以及函数参数了。而ROP模块的作用，就是自动地寻找程序里的gadget，自动在栈上部署对应的参数。

from pwn import *  elf = ELF('ropasaurusrex') rop = ROP(elf) rop.read(0, elf.bss(0x80)) rop.dump() # ['0x0000:        0x80482fc (read)', #  '0x0004:       0xdeadbeef', #  '0x0008:              0x0', #  '0x000c:        0x80496a8'] str(rop) # '/xfc/x82/x04/x08/xef/xbe/xad/xde/x00/x00/x00/x00/xa8/x96/x04/x08'

使用ROP(elf)来产生一个rop的对象，这时rop链还是空的，需要在其中添加函数。

因为ROP对象实现了__getattr__的功能，可以直接通过func call的形式来添加函数，rop.read(0, elf.bss(0x80))实际相当于rop.call('read', (0, elf.bss(0x80)))。 通过多次添加函数调用，最后使用str将整个rop chain dump出来就可以了。

  • call(resolvable, arguments=()) : 添加一个调用，resolvable可以是一个符号，也可以是一个int型地址，注意后面的参数必须是元组否则会报错，即使只有一个参数也要写成元组的形式(在后面加上一个逗号)
  • chain() : 返回当前的字节序列，即payload
  • dump() : 直观地展示出当前的rop chain
  • raw() : 在rop chain中加上一个整数或字符串
  • search(move=0, regs=None, order=’size’) : 按特定条件搜索gadget，没仔细研究过
  • unresolve(value) : 给出一个地址，反解析出符号

参考文章：

http://unbelievable.cool/2021/07/25/pwntools学习/#pwnlib-asm (pwntools学习)

http://brieflyx.me/2015/python-module/pwntools-intro/ (Exploit利器–Pwntools)

http://www.leonlist.top/2020/09/02/pwn基本工具-pwntools/ (pwn基本工具-pwntools)

https://xuanxuanblingbling.github.io/ctf/pwn/2020/12/13/getshell3/ (Getshell远程：真·RCE 正连？反连？不连？)

https://github.com/Gallopsled/pwntools (pwntools源码)

最后大家可以多看看pwntools源码去熟悉熟悉，每个模块的功能，他注释一般有demo写的还是非常详细的。

PWN菜鸡小分队

最后感谢大家的阅读，本菜鸡也是刚学，文章中如有错误请及时指出。

大家也可以来群里骂我哈哈哈，群里有PWN、RE、WEB大佬，欢迎交流

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