避免 shellcode NASM 的 JMP CALL POP 技术中的 JMP？答案

【问题标题】：Avoiding the JMP in the JMP CALL POP technique for shellcode NASM?避免 shellcode NASM 的 JMP CALL POP 技术中的 JMP？
【发布时间】：2018-05-25 11:41:26
【问题描述】：

尽管这两个程序都遵守 shellcode 执行所需的相对寻址指令，并且都在执行时打印所需的消息，但当用作 shellcode 时，第二个示例会失败。谁能解释这种行为？奇怪的是，与第一个相同的第三个样本也失败了。

输出： 示例 1 你好世界

Other Samples(2&3) 打印垃圾值

示例 1

全局_start 部分 .text _开始： jmp 加宽酸碱度世界：流行音乐 xor rax,rax 移动,1 mov rdi,rax mov rdx,rdi 添加 rdx,11 系统调用 ;出口 xor rax,rax mov rax,60 xor rdi,rdi 系统调用扩大：调用 pHworld Hworld db "Hello World",0xa

示例 2

全局_start 部分 .text _开始：调用 pHworld Hworld db "Hello World",0xa 酸碱度世界：流行音乐 xor rax,rax 移动,1 mov rdi,rax mov rdx,rdi 添加 rdx,11 系统调用 ;出口 xor rax,rax mov rax,60 xor rdi,rdi 系统调用

示例 3

全局_start 部分 .text _开始：跳转标签1 标签1：调用 pHworld Hworld db "Hello World",0xa 酸碱度世界：流行音乐 xor rax,rax 移动,1 mov rdi,rax mov rdx,rdi 添加 rdx,11 系统调用 ;出口 xor rax,rax mov rax,60 xor rdi,rdi 系统调用

无法满足我的好奇心，我尝试了另一种变体，尽管我的 objdump 没有任何 0x00，但它失败了（打印垃圾值）。 示例 4

全局_start 部分 .text 酸碱度世界：流行音乐 xor rax,rax 移动,1 mov rdi,rax mov rdx,rdi 添加 rdx,11 系统调用 xor rax,rax xor rdi,rdi 移动,60 系统调用 l1：调用 pHworld Hworld db“你好世界”，0xa _开始：跳转 l1 在此处输入代码

sample4 的 Objdump

./hworld2.s：文件格式elf64-x86-64 部分.text的反汇编： 0000000000400080 : 400080: 5e 流行 rsi 400081: 48 31 c0 xor rax,rax 400084：b0 01 移动，0x1 400086: 48 89 c7 mov rdi,rax 400089: 48 89 fa mov rdx,rdi 40008c: 48 83 c2 0b 添加 rdx,0xb 400090: 0f 05 系统调用 400092: 48 31 c0 xor rax,rax 400095: 48 31 ff xor rdi,rdi 400098: b0 3c 移动,0x3c 40009a: 0f 05 系统调用 000000000040009c： 40009c: e8 df ff ff ff 呼叫 400080 00000000004000a1： 4000a1: 48 雷克斯.W 4000a2：65 克 4000a3: 6c ins BYTE PTR es:[rdi],dx 4000a4: 6c ins BYTE PTR es:[rdi],dx 4000a5: 6f 输出 dx,DWORD PTR ds:[rsi] 4000a6: 20 57 6f 和字节 PTR [rdi+0x6f],dl 4000a9: 72 6c jb 400117 4000ab：64 飞秒 4000ac: 0a eb 或 ch,bl 00000000004000ad： 4000ad: eb ed jmp 40009c

【问题讨论】：

第三个显然与第一个不同。它使用 jmp/call 但布局不同。
请注意，64 位代码不需要 call/pop 将 PC 相对地址获取到寄存器中。您可以使用 RIP 相对 LEA。例如Avoiding 0xFF bytes in shellcode using CALL to read RIP?，或者只是 jmp 转发你的字符串并使用 lea rdi, [rel msg] 表示否定的 rel32。它实际上并不比 call/pop 小，而是指令更少。

标签： linux assembly nasm x86-64 shellcode

【解决方案1】：

TL;DR ：使用 shellcode，您希望避免编码 0x00 字节，否则当代码用作漏洞利用的字符串时，它们将在第一个 0x00 处截断。这将有效地缩短您的代码。

额外的 0x00 字节在漏洞利用之外运行时不会导致问题，因为它们没有被转换为字符串。指令的执行与任何正常的可执行文件一样。

JMP/CALL/POP 方法中的JMP 指令的原因是为了消除在生成的代码中插入不需要的 0x00 字节。 64 位代码中的JMP 具有rel8 和rel32 编码。在 64 位代码中，CALL 仅具有 rel32 编码。这意味着如果您在 64 位代码中使用 CALL 在内存中进行小规模传输，它将被编码为 32 位零扩展目标。该零扩展名会导致在 shell 代码中放置不需要的 0x00 值。在 64 位代码中，此 CALL 指令：

    call next
    nop
next:

将被编码为：

e8 01 00 00 00

由于 JMP 指令支持rel8（相对字节位移），如果目标距离不超过 127 个字节（有符号字节为 -128 到 +127)。该 JMP 指令：

    jmp next
    nop
next:

将被编码为：

eb 01

所以没有多余的零。您可能会问为什么 JMP/CALL/POP 方法中的 CALL 指令有效。原因是负值的符号扩展到高字节。用 1 填充高位不会产生额外的 0x00 字节，因此它可以工作。这个 CALL 指令：

prev:
    call prev

将被编码为：

e8 fb ff ff ff

请注意，额外的字节不是 0。这就是为什么在内存中更早地调用某个点可以避免生成零。

样本 2

如果我们牢记上述内容，我们只需要检查示例 2 的生成代码，看看哪里出了问题。 objdump -D ./sample2 -Mintel 生成：

0000000000000000 <_start>:
   0:   e8 0c 00 00 00          call   11 <pHworld>   <---------- Extra zeros

0000000000000005 <Hworld>:
   5:   48                      rex.W
   6:   65 6c                   gs ins BYTE PTR es:[rdi],dx
   8:   6c                      ins    BYTE PTR es:[rdi],dx
   9:   6f                      outs   dx,DWORD PTR ds:[rsi]
   a:   20 57 6f                and    BYTE PTR [rdi+0x6f],dl
   d:   72 6c                   jb     7b <pHworld+0x6a>
   f:   64 0a 5e 48             or     bl,BYTE PTR fs:[rsi+0x48]

0000000000000011 <pHworld>:
  11:   5e                      pop    rsi
  12:   48 31 c0                xor    rax,rax
  15:   b0 01                   mov    al,0x1
  17:   48 89 c7                mov    rdi,rax
  1a:   48 89 fa                mov    rdx,rdi
  1d:   48 83 c2 0b             add    rdx,0xb
  21:   0f 05                   syscall
  23:   48 31 c0                xor    rax,rax
  26:   b8 3c 00 00 00          mov    eax,0x3c       <---------- Extra zeros
  2b:   48 31 ff                xor    rdi,rdi
  2e:   0f 05                   syscall

所以我们看到了 CALL 被额外的零编码的问题，这就是您需要传统 JMP/CALL/POP 的原因。 mov eax, 60 存在第二个问题，因为它编码了额外的字节。我想你的意思是使用mov al, 60

样本 3

objdump -D ./sample3 -Mintel 生成：

0000000000000000 <_start>:
   0:   eb 00                   jmp    2 <label1>     <---------- Extra zeros

0000000000000002 <label1>:
   2:   e8 0c 00 00 00          call   13 <pHworld>   <---------- Extra zeros

0000000000000007 <Hworld>:
   7:   48                      rex.W
   8:   65 6c                   gs ins BYTE PTR es:[rdi],dx
   a:   6c                      ins    BYTE PTR es:[rdi],dx
   b:   6f                      outs   dx,DWORD PTR ds:[rsi]
   c:   20 57 6f                and    BYTE PTR [rdi+0x6f],dl
   f:   72 6c                   jb     7d <pHworld+0x6a>
  11:   64 0a 5e 48             or     bl,BYTE PTR fs:[rsi+0x48]

0000000000000013 <pHworld>:
  13:   5e                      pop    rsi
  14:   48 31 c0                xor    rax,rax
  17:   b0 01                   mov    al,0x1
  19:   48 89 c7                mov    rdi,rax
  1c:   48 89 fa                mov    rdx,rdi
  1f:   48 83 c2 0b             add    rdx,0xb
  23:   0f 05                   syscall
  25:   48 31 c0                xor    rax,rax
  28:   b8 3c 00 00 00          mov    eax,0x3c       <---------- Extra zeros
  2d:   48 31 ff                xor    rdi,rdi
  30:   0f 05                   syscall

与示例 2 的问题类型相同。

样本 1

objdump -D ./sample1 -Mintel 生成：

0000000000000000 <_start>:
   0:   eb 1f                   jmp    21 <widen>

0000000000000002 <pHworld>:
   2:   5e                      pop    rsi
   3:   48 31 c0                xor    rax,rax
   6:   b0 01                   mov    al,0x1
   8:   48 89 c7                mov    rdi,rax
   b:   48 89 fa                mov    rdx,rdi
   e:   48 83 c2 0b             add    rdx,0xb
  12:   0f 05                   syscall
  14:   48 31 c0                xor    rax,rax
  17:   b8 3c 00 00 00          mov    eax,0x3c       <---------- Extra zeros
  1c:   48 31 ff                xor    rdi,rdi
  1f:   0f 05                   syscall

0000000000000021 <widen>:
  21:   e8 dc ff ff ff          call   2 <pHworld>

0000000000000026 <Hworld>:
  26:   48                      rex.W
  27:   65 6c                   gs ins BYTE PTR es:[rdi],dx
  29:   6c                      ins    BYTE PTR es:[rdi],dx
  2a:   6f                      outs   dx,DWORD PTR ds:[rsi]
  2b:   20 57 6f                and    BYTE PTR [rdi+0x6f],dl
  2e:   72 6c                   jb     9c <Hworld+0x76>
  30:   64                      fs
  31:   0a                      .byte 0xa

虽然你说sample 1 有效，但还是有问题需要改正。 mov rax, 60 必须是 mov al, 60。

【讨论】：

感谢您提供如此清晰的解释！我将跟进编码的工作原理。另外我不知道呼叫的方向会产生影响，也非常感谢您的解释！
先生，您能否也查看一下编辑并告诉我为什么 sample-4 没有产生输出？以这种方式重构代码时，我犯了什么概念性错误？
@YuvrajSingh：关于示例 4 在可执行文件中，您有一个入口点（_start 是默认值），它允许加载程序在文件中的任何位置启动。当涉及到运行 shell 代码时 - shell 代码总是从第一条指令开始执行。因此，在示例 4 中，当转换为 shell 代码时，它从 pop rsi 开始，它将随机值作为指针放入 RSI 中并尝试打印它。这就是为什么您以 JMP 作为第一条指令开始。
顺便说一句，如果我正在构建 shellcode，我会在其中放置一些比 nop 更有用的东西，比如我的一个字符串。